容性电流互感器制造技术

一种容性电流互感器，其结构包括：一次绕组、二次绕组和环形铁芯。其二次绕组由一组或一组以上的容性绕组构成，采用不同的接线方式，利用二次绕组开路时产生的高电势，加到电容两极，使其感应到一次的正反馈电容电流接近同一次负荷电流同相位，从而减少电源输入电流达到节能效果。同时还能抑制高次谐波电流，改善电网功率因数，降低电动机启动电流和变压器空载合闸励磁涌流。电流互感器可同时具有连接测量或保护装置的电感性二次绕组。测量或保护装置的电感性二次绕组。测量或保护装置的电感性二次绕组。

【技术实现步骤摘要】
容性电流互感器


[0001]本专利技术涉及一种高压或低压输配电线路用电流互感器。尤其涉及一种二次绕组为开路运行的电容性绕组的容性电流互感器。

技术介绍

[0002]目前高低压电网中所采用的电流互感器，都是用来供测量或保护装置使用的。其一、二次绕组都是绕制在闭合铁芯磁路上的感性元件，一次绕组通常只有一到两匝，直接串联在主电路中，通过电路大电流。二次绕组则设计成许多匝，通过低阻抗电路，感应出小电流，连接测量仪器或保护装置。这种电流互感器一、二次绕组的设计安匝数是相同的，二次绕组所感应出的磁通，基本上是同一次绕组感应出的磁通反向的，互相抵销的，其差值仅仅是维持磁路磁通所需要的很小的励磁电流。所以这种电流互感器的磁通密度很低，铁芯断面很小就够了。然而一旦二次回路开路，就没有反磁通了，一次电流全成了励磁电流，使铁芯迅速饱和，特性变坏，无法再使用。并且二次侧可能出现危险高电压，危及人身和设备安全。因此，无论国内外各种电工理论教科书，或是技术规范，都明文规定，电流互感器运行中严防二次开路。而且其功能只是将一次电流变换成二次电流，供测量或保护用，不起任何节能效果。
[0003]人们习惯地把电感电流和电容电流视为无功电流，是因为在交流电路中其电流的相位角滞后或超前于电压的相位角90
°
。在电力系统中，总是把电力电容器和同步补偿器(或同步调相机)作为无功电源向电网输送容性无功电流，用来补偿负荷侧感性无功电流，以改善电网功率因数，减少线损。从来没有人把电容器用来作为有功电流源使用，使其同时具有减少电源输入有功电流、抑制高次谐波和改善功率因数的多重功能。

技术实现思路

[0004]本专利技术打破传统观念严防电流互感器二次开路时会出现危险空载电势的禁条，将电流互感器二次绕组设计成容性绕组。运用移相技术，特意利用二次绕组开路时产生的高空载电势加到电容两极，使其产生的二次电容电流反馈到一次侧，同一次侧负荷电流同相位或接近同相位，从而能起到对一次负荷电流的正反馈补偿作用。于是该电容电流就可以成为输送给负荷侧的有功电流，部分取代电源输入电流。而该电容器就可以成为有功电流源，不但能产生巨大的节能效果，还能抑制高次谐波电流，起到有源滤波和改善功率因数的作用。当只用一台容性电流互感器供给单相用电负荷，忽略互感器内部微小的有功损耗时，其一、二次绕组电流、铁芯磁通、二次空载电势向量图见图1。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高压或低压电流互感器，其结构包括：一次绕组、二次绕组和环形铁芯。其一次绕组由一匝或两匝以匝间绝缘膜隔开的金属箔或绝缘金属导体缠绕而成。或直接由一次绝缘导线直接贯穿铁芯窗口而过。其二次绕组由一组或一组以上的容性绕组构成。每组容性绕组是采用以匝数相同的两层金属箔为两个线圈作极板，其间以绝缘膜隔开，一起缠绕
而成的电容器，既含有电容，也含有电感。按不同的使用要求，采用不同的连接方式组成一个开路运行的二次绕组。一次绕组和二次绕组之间用绝缘材料加以隔离。一、二次绕组的内侧、外侧和端部分别以内绝缘层、外绝缘层和端绝缘层予以加强绝缘。
[0006]前述的容性电流互感器，其一、二次绕组可以合在一起绕成一个绕组套在环形铁芯的一个铁芯柱上；也可以采用不同的组合方式，组成两个或以上绕组，分别套在环形铁芯的两个铁芯柱上。
[0007]前述的容性电流互感器，其一、二次绕组的内绝缘层、外绝缘层和端绝缘层表面是全部或部分包覆接地的、非闭环的导电屏蔽层，并同铁芯实行电气连接。这种导电屏蔽层的材料是金属箔、非金属导电膜、金属镀层、导电涂层。在导电屏蔽层的外表面，包覆以浸涂防火涂料的玻璃丝带。
[0008]前述的容性电流互感器，其二次绕组只有一组容性绕组，其第一线圈的尾端同第二线圈的首端相连接，形成一个开路运行的，二次侧合成电容电流与一次侧负荷电流基本上同相位的正反馈电路。
[0009]前述的容性电流互感器，三个互感器的一次绕组分别串接在三相电路的每一不同相上。每个互感器的二次绕组有两组容性绕组，其第一相第一线圈的尾端同第二相第三线圈的尾端相连接，第二相第三线圈的首端同第二相第四线圈的尾端相连接，第二相第四线圈的首端同第一相第二线圈的首端相连接；第二相第一线圈的尾端同第三相第三线圈的尾端相连接，第三相第三线圈的首端同第三相第四线圈的尾端相连接，第三相第四线圈的首端同第二相第二线圈的首端相连接；第三相第一线圈的尾端同第一相第三线圈的尾端相连接，第一相第三线圈的首端同第一相第四线圈的尾端相连接，第一相第四线圈的首端同第三相第二线圈的首端相连接，形成一个二次侧开路运行的，二次侧合成电容电流的相位角比一次侧负荷电流的相位角略为超前的正反馈电路。二次侧电路中电感和电容参数构成一个单谐振频率的滤波电路。
[0010]前述的容性电流互感器，三个互感器的一次绕组分别串接在三相电路的每一不同相上。每个互感器的二次绕组有两组容性绕组，其第一相第一线圈的尾端同第二相第三线圈的尾端相连接，第二相第三线圈的首端同第二相第四线圈的尾端相连接，第二相第四线圈的首端同第一相第二线圈的尾端相连接；其第二相第一线圈的尾端同第三相第三线圈的尾端相连接，第三相第三线圈的首端同第三相第四线圈的尾端相连接，第三相第四线圈的首端同第二相第二线圈的尾端相连接；其第三相第一线圈的尾端同第一相第三线圈的尾端相连接，第一相第三线圈的首端同第一相第四线圈的尾端相连接，第一相第四线圈的首端同第三相第二线圈的尾端相连接；形成一个开路运行的，二次侧合成电容电流的相位角比一次侧负荷电流的相位角略为超前的正反馈电路。二次侧电路中电感和电容参数构成一个宽谐振频带的滤波电路。
[0011]前述的串接在三相电路中的容性电流互感器，是由三个单相容性电流互感器构成，或是由一个三柱铁芯上分别套装三相一二次绕组；当为三相四线线路时，则采用四个单相容性电流互感器分别串接在A，B，C，N各相中，或采用四柱铁芯分别套装A，B，C，N各相一二次绕组。
[0012]前述的容性电流互感器，其各相二次绕组的两组绕组，是匝数相同的，或者是匝数不同的。
[0013]前述的容性电流互感器，其所有一、二次绕组的首端和尾端同时加以互换来进行连接。
[0014]前述的容性电流互感器，其二次绕组也可以是用绝缘金属导体缠绕而成，在二次绕组开口接线端外接容抗大于二次绕组感抗的电容器。
[0015]权利要求1和10所述的容性电流互感器，其二次绕组输出回路中，采取防止一次主回路短路或二次回路一旦开路出现危险高电压的保护措施。
[0016]前述的电流互感器可同时具有连接测量或保护装置专用的电感性二次绕组。
[0017]本专利技术的有益效果是：1、当电流互感器二次开路时，二次绕组不产生反磁通，一次电流全部成为励磁电流，该互感器就成了带铁芯的电抗器。只要合理设计，就可以控制其额定感抗压降达到预期值，同时控制其有功损耗微小到可以忽略不计的程度。该一次侧励磁电流所产生的磁通同一次电流是同相位的。当单台互感器二次容性绕组按一定的接线方式连接，并令其整条电路开路时，在各个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压或低压电流互感器，其结构包括：一次绕组、二次绕组和环形铁芯。其一次绕组由一匝或两匝以匝间绝缘膜隔离的金属箔或绝缘金属导体缠绕而成。或直接由一次绝缘直接贯穿铁芯窗口而过。其二次绕组由一组或一组以上的容性绕组构成。每组容性绕组是采用以匝数相同的两层金属箔为两个线圈作极板，其间以绝缘膜隔离，一起缠绕而成的电容器，既含有电容，也含有电感，按不同的使用要求，采用不同的连接方式组成一个开路运行的二次绕组。一次绕组和二次绕组之间用绝缘材料加以隔离。一、二次绕组的内侧、外侧和端部分别以内绝缘层、外绝缘层和端绝缘层予以加强绝缘。2.权利要求1所述的容性电流互感器，其特征在于：其一、二次绕组可以合在一起绕成一个绕组套在环形铁芯的一个铁芯柱上；也可以采用不同的组合方式，组成两个或以上绕组，分别套在环形铁芯的两个铁芯柱上。3.权利要求1和2所述的容性电流互感器，其一、二次绕组的内绝缘层、外绝缘层和端绝缘层表面是全部或部分包覆接地的、非闭环的导电屏蔽层，并同铁芯实行电气连接。这种导电屏蔽层的材料是金属箔、非金属导电膜、金属镀层、导电涂层。在导电屏蔽层的外表面，包覆以浸涂防火涂料的玻璃丝带。4.权利要求1和2和3所述的容性电流互感器，其二次绕组只有一组容性绕组，其第一线圈的尾端同第二线圈的首端相连接，形成一个开路运行的，二次侧合成电容电流与一次侧负荷电流基本上同相位的正反馈电路。5.权利要求1和2和3所述的容性电流互感器，其二次绕组有两组容性绕组，其第一绕组的第一线圈的尾端同第二绕组的第三线圈的首端相连接，第二绕组的第三线圈的尾端同第一绕组的第二线圈的首端相连接，第一绕组的第二线圈的尾端同第二绕组的第四线圈的首端相连接，形成一个二次侧开路运行的，二次侧合成电容电流与一次侧负荷电流基本上同相位的正反馈电路。6.权利要求1和2和3所述的容性电流互感器，三个互感器的一次绕组分别串接在三相电路的每一不同相上。每个互感器的二次绕组有两组容性绕组，其第一相第一线圈的尾端同第二相第三线圈的尾端相连接，第二相第三线圈的首端同第二相第四线圈的尾端相连接，第二相第四线圈的首端同第一相第二线圈的首端相连接；第二相第一线圈的尾端同第三相第三线圈的尾端相连接，第三相第三线圈的首端同第三相第四线圈的尾端相连接，第三相第四线圈的首端同第二相第...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤大千，
申请(专利权)人：尤大千，
类型：发明
国别省市：