一种新型电流互感器制造技术

本发明专利技术涉及电气领域中应用的一种新型电流互感器，特别是设计带有分流绕组(10)的跑道式零序电流互感器。该一种新型电流互感器还包括：分流绕组电阻负载(12)；二次电压输出绕组(11)输出为电压信号，并有一定的负载能力；二次电压输出绕组(11)可以设有多个抽头，以便自动切换量程，以满足不同一次零序电流的测量需要，而且直接把电流信号转换成电压信号，方便A/D转换。在分流绕组(10)和二次电压输出绕组(11)外增加一个铁磁屏蔽层；再在屏蔽层外侧增加两个平衡绕组(6)，该两个平衡绕组绕制方向相反，每个绕组的头和头、尾和尾再相接。尾和尾再相接。尾和尾再相接。

【技术实现步骤摘要】
一种新型电流互感器


[0001]本专利技术涉及一种新型电流互感器，特别是带有抽头的跑道式零序电流互感器。

技术介绍

[0002]目前，公知的电流互感器特征如下：
[0003]①
一次线圈绕过铁芯1匝或多匝，二次线圈根据电流的变比绕制圈数，根据理论计算二次侧的电流其中I1为一次侧电流，W1为一次侧线圈匝数，W2为二次侧线圈匝数，I2为二次侧电流。由以上公式可以看出的数值，决定了一二次电流的变化倍数，就可以把很大的电流变成很小的电流便于测量，同时，一、二次之间也可以设计有绝缘结构，一次侧即使有很高的电压，二次侧也可以保持很低的电压，保证运行维护的安全。
[0004]②
由于电流互感器一次侧匝数较少，二次侧匝数较多(一般都要降低电流以便测量)，而一次侧电流线圈要串接在负载回路，一次电流只受负载控制，互感器的励磁电流就有可能很大，这就需要把二次侧线圈短路(中间只可以串接电流表等低阻抗负载)，让一次侧的电流一部分作为激磁电流产生激磁磁通，而大部分电流通过二次绕组流过。一但二次绕组开路，激磁电流过大，铁芯饱和，在二次侧会产生很高的电压，造成设备损坏，而且铁芯也有可能过饱和而永久损坏；
[0005]③
现有的一次回路中，一次电流变化范围很大，可能从50mA变化到50A，而电流互感器的变比却是恒定不变的，只能按最大电流选择(例如50A/1A)，一次侧通过50mA时二次侧输出电流只有1mA，这时由于不在铁芯的磁化曲线的线性区间，测量误差会很大(角差和比差)，严重时影响正常的保护判断；r/>[0006]④
为了解决电流变化范围过大的问题，二次侧线圈可以使用抽头，按一次侧电流的大小来改变二次侧线圈的匝数，但这会带来如下问题：
[0007]a.运行使用时只能使用一个抽头，不能使用两个以上抽头同时读取数据，找最准确的数据读取，因为一但第二个及多个抽头接上负载，激磁电流就会被分流一部分，测量误差急剧增加，无法使用；
[0008]b.运行使用时可以带电更换抽头，但需先把要用的抽头之间接好负载，而后再断开原来抽头之间接入的负载。这样操作不但不够安全，在有些场合无法实现，而且也会造成短时间内测量功能尚失，影响运行安全；
[0009]⑤
在测量零序电流时，一次导线如果不是等边三角形排列，而是“一”字排列，就需要互感器采用跑道式结构，以提高测量精度、减小体积。但这种结构就会带来如下问题：
[0010]a.三相一次电流在时间上是对称的，但在空间上不对称程度很大，每一相电流在铁芯外产生的漏磁通不同，在铁芯内产生的主磁通也不同，三相磁通矢量合成后的主磁通也就不会为零，就会输出一个不平衡电流信号，而这个信号就会被误认为是零序电流信号；
[0011]b.当三相负载电流增大或者三相电流不对称这也会增大不平衡输出电流；
[0012]c.当发生接地故障时，会产生真正的零序电流，而不平衡电流混杂其中(幅值甚至
比真正的零序电流信号还大，相位也是随机变化)，严重影响了依靠零序电流进行判断接地故障的装置的使用！后果极其严重。
[0013]本
技术实现思路

[0014]对于现有技术存在的上述缺陷和问题，本专利技术提供了一种提供多个抽头(多变比)，每个抽头可以同时带有测量回路负载，读取数据时只读取变比与一次电流最接近的抽头测得的数据，而且根据数字线路的需要，直接把电流信号转换成电压信号，方便A/D转换。同时，增加了屏蔽铁芯，让漏磁通尽量在屏蔽铁芯内通过，减小磁阻，让三相漏磁阻抗尽量相同，三相主磁通也尽量对称，减少不平衡电流输出。此外，在屏蔽层外侧绕有平衡绕组，抵消产生的不平衡输出电流。
[0015]为了达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0016]一种新型电流互感器，包括：在所述电流互感器主铁芯(9)上增加了一个分流绕组(10)，所述分流绕组(10)接有电阻负载(12)，所述分流绕组(10)和电阻负载(12)构成一个分流回路，所述电流互感器主铁芯(9)上还绕制有二次输出电压绕组(11)，所述二次输出电压绕组有多个抽头，各个抽头输出的电压可同时检测，并采用分辨率最高的抽头输出的电压信号作为标准依据。
[0017]该一种新型电流互感器还包括：包覆在主铁芯、分流绕组、二次电压输出绕组外侧的屏蔽层(分为上、下、内、外共四部分，也可以加工成槽型外加一个盖板)，缠绕在屏蔽层之外的两段平衡绕组，且每组的头和尾分别并联相接。
[0018]有益效果：
[0019]①
保证在很大的范围内都有很高的测量精度，尤其用作零序电流互感器，一次侧电流最大时有可能达到50A，但在高阻接地时，零序电流不足50mA。如果使用50/1A的变比，二次侧输出电流只有1mA，分辨率极低，含有的干扰信号也十分多，给故障判断带来了极大的困难。如果使用该新型电流互感器，可以设置成四个抽头：1A/10V、10A/10V、20A/10V、50A/10V，一次侧零序电流为50mA时，各个抽头输出的电压分别是：500mV、50mV、25mV、10mV，分辨率提高了50倍，这对于配电网最常发生的高阻接地故障的判断极为有利。
[0020]②
当一次侧电流出现50A电流时，1A/10V的输入回路会有保护元件保护，防止过压烧坏；
[0021]③
在原来电流互感器的基础上增加了一个分流绕组和负载(电阻)，二次绕组输出信号不再是电流信号，而是电压信号，各个抽头之间可以任意切换，不会造成开路而产生的过电压，并保证分别率最高；
[0022]④
当三相负载电流比较大，或三相电流不对称度较大(最严重时一相回路断线)，二次绕组就会输出很大的不平衡电流，而这个电流混杂在零序电流中，有可能比零序电流还要强，严重影响接地故障的判断。增加屏蔽层和平衡绕组后，极大地减小了不平衡输出值，避免了对正常零序电流信号的影响；
[0023]⑤
结构简单、造价低廉。
[0024]说明书附图说明
[0025]图1为该一种新型电流互感器没有接入电压负载回路时的单相等效电路图；
[0026]图2为该一种新型电流互感器接入电压负载回路时的单相等效电路图；
[0027]图3为该一种新型电流互感器用在零序电流互感器中的示意图；
[0028]图4为该一种新型电流互感器正向视图；
[0029]图5为该一种新型电流互感器A
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A向剖视图；
[0030]图6为该一种新型电流互感器去掉平衡绕组(6)、上屏蔽层(4)之后的轴向视图；
[0031]图中：1
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下屏蔽层(铁磁材料)；2
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外屏蔽层(铁磁材料)；3
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内屏蔽层(铁磁材料)；4
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上屏蔽层(铁磁材料)；5
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C相一次导体；6
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平衡绕组；7
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B相一次导体；8
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A相一次导体；9
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型电流互感器，其特征在于，包括：所述电流互感器主铁芯(9)增加了一个分流绕组(10)，所述分流绕组(10)接有电阻负载(12)，所述分流绕组(10)和电阻负载(12)构成一个分流回路，所述电流互感器主铁芯(9)上还绕制有二次输出电压绕组(11)，所述二次输出电压绕组有多个抽头，各个抽头输出的电压可同时检测，并采用分辨率最高的抽头输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂大石，
申请(专利权)人：华电高科北京电气有限公司，
类型：发明
国别省市：