CN102751081A

CN102751081A - 一种柔性线圈电流互感器及其制作方法

Info

Publication number: CN102751081A
Application number: CN2012102298321A
Authority: CN
Inventors: 巩小明; 周平江; 付峰; 姚伟
Original assignee: SHENZHEN CHUANGYIN TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHENZHEN CHUANGYIN TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-07-03
Filing date: 2012-07-03
Publication date: 2012-10-24

Abstract

本发明提供一种柔性线圈电流互感器及其制作方法，该方法包括：硅橡胶复合材料加工成柔性骨架；在柔性骨架上绕制漆包线；在所述柔性骨架上绕制补偿匝；将绕制成的漆包线的一次侧通过额定电流进行测试；在测试合格的带有漆包线的柔性骨架上设置绝缘层；在所述绝缘层外设置屏蔽层；在所述屏蔽层的一端焊接输出屏蔽线；对线圈的输出信号进行复测；在所述屏蔽层外设置低压注塑绝缘保护层。本发明提供的柔性线圈电流互感器结构上柔性灵活可开启，还可以在不断开线路的狭小空间内任意的测量，安装简便快捷，输出信号可通过连接器，快速连接到示波器，数据记录仪或万用表。

Description

一种柔性线圈电流互感器及其制作方法

技术领域

本发明涉及电力设备技术领域，特别涉及一种柔性线圈电流互感器及其制作方法。

背景技术

电流互感器是电力系统的重要组成部分。其传感测量的准确度及可靠性在电力系统监测、分析、控制中起着基础性的作用，特别是治金、化工、发电事业对电力系统的大容量、高电压、小型化、数字自动化要求的不断提高，使传统互感器的体积愈来愈大，绝缘结构愈来愈复杂，制造的难度也愈来愈高。同时，传统互感器存在的磁滞、磁饱和、二次不能开路、线性度低、静态和动态准确范围小、而且输出的信号不能配合数字智能化设备等问题，已经不能满足电力系统发展的需求。

罗氏线圈是一种特殊结构的空心线圈，它不含铁芯、无饱和问题、暂态特性好、频带宽、不存在短时热电流和动稳电流的影响，配合外屏蔽工艺具有良好的屏蔽特性，尤其适用于脉冲大电流、直流大电流、高频场合的测量。现今与其配合的二次设备都往智能化数字化发展，罗氏线圈仅需提供准确的测量信息无输出功率的需求，所以罗氏线圈很好适应发电力系统的发展趋势。

目前传统电磁式电流互感器也有一种在铁芯磁路上开气隙的方法，通过增加磁阻，减小剩磁以达到在暂态大电流时不饱和，但由于其自身还是呈感性，会影响被测电流的波形，不能真实反映信号特性，而且结构尺寸庞大复杂不便于安装。

发明内容

本发明提供一种柔性线圈电流互感器及其制作方法，可以在不断开线路的狭小空间内任意的测量，安装简便快捷，输出信号可通过连接器快速连接到示波器、数据记录仪或万用表。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种柔性线圈电流互感器，其包括：

线体、输出屏蔽线106、塑胶锁扣107和积分放大器108，所述线体包括柔性骨架101、漆包线102、绝缘层103、屏蔽层104、低压注塑绝缘保护层105，其中：

所述柔性骨架上绕有漆包线，所述漆包线外缠绕有绝缘层，所述绝缘层外设置有屏蔽层，所述屏蔽层外设置有低压注塑绝缘保护层，所述线体的连接端设置有塑胶锁扣，所述线体的屏蔽层通过输出屏蔽线连接积分放大器。

本发明还提供一种柔性线圈电流互感器制作方法，其包括步骤：

A、硅橡胶复合材料加工成柔性骨架；

B、在柔性骨架上绕制漆包线：将柔性骨架一端固定在绕线机转轴机头，另一端卡固在同心轴承工装上，调整骨架两端的力度，进行漆包线的绕制；

C、在所述柔性骨架上绕制补偿匝；

D、将绕制成的漆包线的一次侧通过额定电流进行测试；

E、在测试合格的带有漆包线的柔性骨架上设置绝缘层；

F、在所述绝缘层外设置屏蔽层；

G、在所述屏蔽层的一端焊接输出屏蔽线；

H、对线圈的输出信号进行复测；

I、在所述屏蔽层外设置低压注塑绝缘保护层。

通过实施以上技术方案，具有以下技术效果：本发明提供的柔性线圈电流互感器结构上柔性灵活可开启，还可以在不断开线路的狭小空间内任意的测量，安装简便快捷，输出信号可通过连接器，快速连接到示波器、数据记录仪或万用表。

附图说明

图1为本发明提供的柔性线圈电流互感器的结构示意图。

具体实施方式

为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图详细描述本发明提供的实施例。

本发明实施例提供一种柔性线圈电流互感器，如图1所示，其包括：

A、硅橡胶复合材料加工成柔性骨架；由于线圈感应电势的大小与单匝线圈截面成正比，所以为了减少温度带来对线圈骨架的影响，采用了低膨胀系数的硅橡胶复合材料，其线膨胀系数低至：1.2×10-5/℃，工作温度范围：-50～180℃，而且硅橡胶具有优越的耐压缩形变性，保证线圈截面在不同环境下的一致性，同时为满足柔韧性及一定的机械强度，硬度控制在60邵氏度，采用硅橡胶成型成外径Φ8.5mm柔性骨架。

B、在柔性骨架上绕制漆包线：将柔性骨架一端固定在绕线机转轴机头，另一端卡固在同心轴承工装上，调整骨架两端的力度，进行漆包线的绕制。

对于在柔性骨架上绕制线圈，现有技术提供的平行绕线机难以满足绕制的需求，需采用螺旋式绕线机或对现有平行绕线机进行改造，在此是将平行绕线机加装一个同心轴承工装来满足绕制的需求，首先将柔性骨架的一端固定在绕线机转轴机头，将柔性骨架的另一端卡固在同心轴承工装上，调整骨架两端的力度，开始绕制，漆包线采用Φ0.10mm QZ-2/155聚氨脂漆包铜线，线匝排线系数控制在1.15，保证匝间有一定间隙，线圈要均匀分布，以便后续在线圈弯折成圆环时线匝间不会堆叠形成对称分布，这时在两组对称的小线匝中产生的感应电势大小相等、方向相反，二者相互抵消，可有效抑制平行于线圈的干扰和载流导体偏心干扰。

C、在所述柔性骨架上绕制补偿匝；

该补偿匝为回线，步骤B中绕制的漆包线为大线匝。由于回线与大线匝反方向串联，且回线与大线匝位于同一平面，因此，对于垂直于线圈的干扰和一次载流导体偏心，在大线匝和回线中所产生的感应电势方向相反、大小近似相等而相互抵消，所以线圈的回绕补偿匝结构，能很好的补偿磁场干扰。将柔性骨架内预埋的大线匝与回线的起头焊接，回线的引线端从回线的头端和大线匝的收尾端引出，这样回线在线圈内部反绕一匝起到补偿的作用。

D、将绕制成的漆包线的一次侧通过额定电流进行测试；将绕制后的漆包线的线圈的一次侧通过额定电流，用6位半高精度电压表测试二次输出端信号值满足设计要求。

E、在测试合格的带有漆包线的柔性骨架上设置绝缘层；经步骤D测试合格后的柔性线圈，在线圈外围半叠包(TP1)聚四氟乙烯(PTFE)绝缘带一层，聚四氟乙烯带规格为：15mmx0.1mm耐温180℃。

F、在所述绝缘层外设置屏蔽层；为避免交变电场的耦合电容对线圈磁场影响，要对柔性线圈要进行屏蔽处理，屏蔽层要可靠接地，对低频交变电场采用金属屏蔽层，对高频交变电场需采用高电阻率的材料，因此，采用电阻率较高的半导体复合纸，将半导体复合纸绕线圈1/3叠包一层，在包屏蔽层的同时包7根Φ0.12镀锡铜线W2将半导体复合纸匝间连接一起，同时引出与输出屏蔽线的屏蔽层焊接一起后接地。

G、在所述屏蔽层的一端焊接输出屏蔽线；

H、对线圈的输出信号进行复测，测试过程同步骤D；

I、在所述屏蔽层外设置低压注塑绝缘保护层。要满足柔性线圈外绝缘和保护的要求，需将柔性线圈用绝缘层包裹起来，采用低压注塑的方式，相比套管包裹，采用低压注塑的方式对线圈的保护更加牢靠，柔性线圈完全密封压铸在塑胶内，对其频繁的折弯开合使用寿命更长。

低压注塑的优势：1.注射压力极低，无损内部线圈；2.固化时间快(5～10S)；3.注射温度低(180℃～200℃)；4.密封性好；5.压力低模具可采用铝模，相应成本也低；所以选用此种低压注塑的方式能有效保证柔性线圈电气性能和结构要求。

柔性线圈低压注塑的工艺流程：设备采用低压注塑机，注塑前温度参数：胶缸温度185℃注塑枪嘴温度190℃，胶管温度185℃；将绕制，包扎好的线圈放入到注塑模具中调整好位置，合模，注塑时间12s，保证胶能充满注塑空间。不出现冲不满，气泡等不良现象，保压0.2Mpa，保压时间8s，冷却时间30s，冷却完成，模具开启，将注塑完成的产品取出。

以上对本发明实施例所提供的一种柔性线圈电流互感器及其制作方法进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种柔性线圈电流互感器，其特征在于，包括：

线体、输出屏蔽线(106)、塑胶锁扣(107)和积分放大器(108)，所述线体包括柔性骨架(101)、漆包线(102)、绝缘层(103)、屏蔽层(104)、低压注塑绝缘保护层(105)，其中：

2.一种柔性线圈电流互感器制作方法，用于制作权利要求1所述的柔性线圈电流互感器，其特征在于，包括步骤：

A、硅橡胶复合材料加工成柔性骨架；

C、在所述柔性骨架上绕制补偿匝；

D、将绕制成的漆包线的一次侧通过额定电流进行测试；

E、在测试合格的带有漆包线的柔性骨架上设置绝缘层；

F、在所述绝缘层外设置屏蔽层；

G、在所述屏蔽层的一端焊接输出屏蔽线；

H、对线圈的输出信号进行复测；

I、在所述屏蔽层外设置低压注塑绝缘保护层。