[實(shí)用新型]空芯電流互感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202022089822.5
• 申請(qǐng)日: 2020-09-22
• 公開（公告）號(hào): CN213242229U
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陶祥生
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 無錫北科自動(dòng)化科技有限公司
• 主分類號(hào): H01F38/28
• 分類號(hào): H01F38/28;H01F38/30;H01F27/30;H01F27/02
• 代理公司: 北京金言誠(chéng)信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11229
• 代理人: 毛燕

本實(shí)用新型提出一種空芯電流互感器，包括內(nèi)芯和外殼，所述內(nèi)芯具有硬質(zhì)材料制成的繞線骨架和沿所述繞線骨架的周向方向螺旋纏繞在所述繞線骨架上的繞線線圈，所述外殼容納所述內(nèi)芯。本實(shí)用新型的空芯電流互感器保留了現(xiàn)有羅氏線圈和原鼠籠式空芯電流互感器的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)克服了其缺點(diǎn)。批次產(chǎn)品一致性高，電阻偏差小；生產(chǎn)工藝可靠，成品率高。體積更小巧、重量更輕；現(xiàn)場(chǎng)安裝和維護(hù)更方便、快捷。其尤其適用于礦熱爐\電弧爐的變壓器二次出線短網(wǎng)間距較小的場(chǎng)合安裝使用。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及電流測(cè)量領(lǐng)域，具體涉及一種空芯電流互感器。

背景技術(shù)

礦熱爐低壓補(bǔ)償裝置目前已在國(guó)內(nèi)得到廣泛使用與普及。由于低壓補(bǔ)償設(shè)備的投入，礦熱爐變壓器一次側(cè)無功電流減小，有功電流增大。同時(shí)每相投入的電容器數(shù)量不等，每相無功補(bǔ)償電流也就不相等，因此每相一次無功電流電流減小的幅度不相等。由此一次側(cè)電流(或者由三次線圈側(cè)按變比換算成的二次視在電流)已經(jīng)不能真實(shí)反映礦熱爐電極處的電流。安裝鼠籠式空芯電流互感器后由于測(cè)量的數(shù)據(jù)直接來源于變壓器二次側(cè)處，完全不受低壓補(bǔ)償投切的影響，可以更為客觀真實(shí)地反映礦熱爐運(yùn)行的狀況，有效解決礦熱爐低壓補(bǔ)償后操控難的問題。

低補(bǔ)裝置擴(kuò)展配置專業(yè)檢測(cè)大電流的鼠籠式空芯互感器檢測(cè)變壓器二次側(cè)和電極的電流，并實(shí)時(shí)測(cè)出礦熱爐爐內(nèi)的有功功率、無功功率、電極電流、電極工作電壓、二次功率因數(shù)等主要參數(shù)，對(duì)礦熱爐在投入低補(bǔ)后的電極操作具有重要指導(dǎo)作用。

鼠籠式空芯電流互感器是基于羅氏(ROGOWSKI)線圈測(cè)電流原理而設(shè)計(jì)的一款電流測(cè)量互感器，測(cè)量范圍寬、測(cè)量電流大(從幾安培到數(shù)十萬安培)，主要用于(但不限于)礦熱爐、煉鋼爐等大功率冶煉設(shè)備短網(wǎng)電流的測(cè)量。

目前已有的檢測(cè)方案包括軟質(zhì)羅氏線圈和鼠籠式空芯電流互感器。軟質(zhì)羅氏線圈是將漆包線繞制在軟質(zhì)非磁性材料的骨架上，讓待測(cè)大電流導(dǎo)體穿過其幾何中心進(jìn)行電流測(cè)量。因?yàn)椴话判荆淮嬖诖棚柡蛦栴}，因此測(cè)量范圍寬、線性度好，形狀如圖1所示。加工和使用中要求線圈密度恒定(軸向分布均勻)、線圈截面積及形狀一致、線圈橫截面盡可能與中心線垂直。由于是軟質(zhì)線圈，具有很強(qiáng)的施工便利性，因此被廣泛采用。鼠籠式空芯電流互感器(專利號(hào)：201210026094.0)，其屬于硬質(zhì)PCB線圈的一種衍生產(chǎn)品，不僅具有測(cè)量范圍寬、線性度優(yōu)良、耐高溫耐粉塵等優(yōu)點(diǎn)，而且等效匝數(shù)多、靈敏度高、輸出電壓高、抗電磁干擾能力強(qiáng)。

軟質(zhì)羅氏線圈應(yīng)用于礦熱爐二次檢測(cè)存在如下缺點(diǎn)：1、生產(chǎn)羅氏線圈時(shí)，如采用手工或半手工繞制工藝，難以保證繞制線圈的截面積相同并且沿骨架軸向分布的均勻性，帶來測(cè)量誤差；2、采用高精度的數(shù)控卷繞設(shè)備進(jìn)行卷繞時(shí)，可以較好地保證繞制過程本身的精確性，但軟質(zhì)骨架容易變形，纏繞其上的線圈截面形狀容易改變，導(dǎo)致測(cè)量誤差；3、線圈與骨架間容易產(chǎn)生蠕動(dòng)，裝設(shè)及使用過程中線圈的牽拉及彎曲會(huì)導(dǎo)致線圈相對(duì)位置發(fā)生變化，破壞了線圈分布的均勻性，增加了測(cè)量誤差；4、機(jī)械強(qiáng)度低，裝設(shè)及使用過程中，擠壓會(huì)導(dǎo)致線圈截面甚至線圈骨架變形，常常造成永久性形變甚至損壞，增加測(cè)量誤差并降低了可靠性；5、軟質(zhì)骨架以及外層保護(hù)用軟性橡膠的溫度特性較差，容易老化，使得傳感器可靠性降低；6、線圈截面小，感應(yīng)電壓低，輸出信號(hào)較弱，抗電磁干擾能力差；7、開口較大，造成線圈分布不均，存在系統(tǒng)性的偏心誤差。

鼠籠式空芯電流互感器在實(shí)際使用過程中，仍存在如下缺點(diǎn)：1.互感器采用特殊的PCB架構(gòu)，PCB板存在厚薄不均勻的現(xiàn)象，線圈截面積偏差造成每片 PCB板的互感系數(shù)偏差。2.PCB板的焊點(diǎn)正反兩面2個(gè)，一個(gè)互感器焊點(diǎn)多達(dá)144 個(gè)，很容易出現(xiàn)焊點(diǎn)虛焊的情況，由此造成互感器的一致性不是很理想，其阻值偏差達(dá)到10％。3.互感器增加了線圈截面積，增強(qiáng)了輸出信號(hào)，同時(shí)帶了單個(gè) PCB的面積增大，由72片PCB板、環(huán)形基板、互感器外殼構(gòu)成的鼠籠式空芯互感器，外形體積偏大，在一些變壓器二次短網(wǎng)較密的場(chǎng)合無法使用。4.互感器內(nèi)芯由由72片PCB板、環(huán)形基板構(gòu)成，相對(duì)繞線方式生產(chǎn)復(fù)雜，工序多，工藝繁瑣，產(chǎn)品成品率低。

實(shí)用新型內(nèi)容