CN102969143A

CN102969143A - 一种基于Rogowski线圈的电子式电流互感器线圈的绕制工艺

Info

Publication number: CN102969143A
Application number: CN2012105118782A
Authority: CN
Inventors: 李菊红; 于庆瑞; 赵刚
Original assignee: Tianshui Changcheng Switchgear Co Ltd
Current assignee: Tianshui Changcheng Switchgear Co Ltd
Priority date: 2012-12-04
Filing date: 2012-12-04
Publication date: 2013-03-13

Abstract

本发明提供了一种基于Rogowski线圈的电子式电流互感器线圈的绕制工艺，包括如下步骤：（1）在圆环形线圈骨架的外表面均匀刻画标识性隔断线，所述隔断线与线圈骨架圆周线相垂直，相邻隔断线之间的距离相等；（2）沿线圈骨架的回线槽先绕制一道回线，然后以所述隔断线为参照，保持恒定的手力，在线圈骨架上均匀绕制线圈，使相邻隔断线之间的线圈匝数相等。本发明线圈的绕制以标准隔断线为参照，能够以较低的成本保证线匝截面相对线圈骨架的垂直度和线匝的紧密、均匀分布，优化了线圈的电磁参数，保证线圈了匝数的一致性和线圈输出电压的统一，有利于批量制作。

Description

一种基于Rogowski线圈的电子式电流互感器线圈的绕制工艺

技术领域

本发明属于电气设备技术领域，涉及一种基于Rogowski线圈的电子式电流互感器线圈的绕制工艺。

背景技术

随着我国智能电网的建设及其技术的发展，电子式电流互感器在智能变电站中的应用得到了初步推广，主要用来完成一次导体电流的精确测量和保护。在中电压等级领域，电子式电流互感器线圈主要为Rogowski线圈（空心线圈）和低功率铁心线圈两种。基于Rogowski线圈的电子式电流互感器，因具有良好的线性度、频带宽、不饱和等特点而得到了关注。影响Rogowski线圈的精度的因素很多，其中线圈绕制的均匀度、紧密度以及每线匝平面的垂直度是关键。

在传统绕线机上绕制，存在线圈骨架定位时容易使骨架变形、绕线容易拉断、绕线机系统各环节定位间隙过大等问题，难以紧密均匀地绕制高精度Rogowski线圈。传统人工绕制过程中则存在线匝的紧密均匀绕制难以控制、线匝截面不易做到与线圈骨架垂直、回线制作工艺不够精良等难题，最终不能很好地保证线圈的固有输出精度，更不便于批量制作。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的问题，提供一种能保证线圈均匀、精确绕制的基于Rogowski线圈的电子式电流互感器线圈的绕制工艺。

为此，本发明采用如下技术方案：

一种基于Rogowski线圈的电子式电流互感器线圈的绕制工艺，包括如下步骤：

（1）在圆环形线圈骨架的外表面均匀刻画标识性隔断线，所述隔断线与线圈骨架圆周线相垂直，相邻隔断线之间的距离相等；

（2）沿线圈骨架的回线槽先绕制一道回线，然后以所述隔断线为参照，保持恒定的手力，在线圈骨架上均匀绕制线圈，使相邻隔断线之间的线圈匝数相等，并使线圈在线圈骨架的内圈上紧密分布、在线圈骨架的外圈上均匀间隔分布。

进一步地，步骤（1）中，所述隔断线为绕线圈骨架横截面形成的环形封闭线，且该环形隔断线形成的封闭截面与线圈骨架圆周线相垂直。

进一步地，步骤（1）中，相邻隔断线之间所夹的圆心角θ为1.00-1.20°。

进一步地，步骤（2）中，在线圈骨架的外侧面开设一与骨架回线槽相连通的工艺孔，在回线槽中绕制一道回线后使两绕线端子由工艺孔位于回线槽内的开口处进入并穿出至骨架外侧面，然后再于线圈骨架上绕制线圈。

在本发明中，线圈的绕制以标准隔断线为参照，能够以较低的成本保证线匝截面相对线圈骨架的垂直度和线匝的紧密、均匀分布，优化了线圈的电磁参数，消除了平行于线圈方向的外磁场对线圈输出精度的影响，并使得一次母线贯穿线圈中心时的安装误差对线圈输出精度的影响大大降低，为互感器准确度达标奠定了基础。且本发明绕制方法简化了线圈匝数的计数（线圈匝数一般为数千），容易保证线圈匝数的一致性，进而保证了线圈输出电压的统一，有利于批量制作。工艺孔的设计使得回线与线匝没有焊接接头，绕制过程中绕线不易拉断，保证了回线抵消外界磁场感应电动势的有效性。

综上，本发明的有益效果如下：能够保证线匝截面与线圈骨架的垂直度和线匝的均匀分布；能够保证线圈匝数的一致性和线圈输出电压的统一，有利于批量制作；方法成本低且易于操作。

附图说明

图1为本发明线圈骨架的结构示意图；

图2为本发明电子式电流互感器线圈的工作原理图。

图中，1-线圈骨架，2-回线槽，3-工艺孔，4-隔断线，5-环形隔断线形成的封闭截面，6-骨架外侧面，7-电子式电流互感器线圈，8-一次母线。

具体实施方式

如图1所示，一种基于Rogowski线圈的电子式电流互感器线圈，线圈骨架1尺寸如下：内径160mm，外径180mm，线圈骨架1厚度9.8mm，线圈骨架1外表面具有回线槽2；绕线直径为0.45mm。线圈绕制步骤如下：

（1）采用66孔分度圆盘，在圆环形线圈骨架1的外表面均匀刻画隔断线4，每隔8孔进行画线，相邻隔断线4之间所夹的圆心角 θ=（9/66）*8=1.09°，共刻画隔断线330条；该隔断线4为绕线圈骨架1横截面形成的环形封闭线，且该环形隔断线形成的封闭截面5与线圈骨架1的圆周线相垂直。

（2）在线圈骨架1的外侧面6开设一与骨架回线槽2相连通的工艺孔3，在回线槽2中绕制一道回线后使两绕线端子由工艺孔3位于回线槽2的开口处进入并穿出至骨架外侧面6，然后以隔断线4为参照，保持恒定的手力，在线圈骨架1上均匀绕制线圈，使相邻隔断线4之间的线圈匝数相等；并使线圈在线圈骨架1的内圈上紧密分布、在线圈骨架1的外圈上均匀间隔分布。

本实施例中，共绕制线圈990匝，相邻隔断线4之间的线圈匝数为3。如图2所示，使用时，将一次母线8穿过电子式电流互感器线圈7，当一次母线通入电流i（t）时，电子式电流互感器线圈7可输出感应电压e（t），且二者呈一定线性关系。经测试，本实施例制得的线圈具有很好的幅频特性，当一次母线的额定电流为2000A时，线圈的额定输出电压为E=150mV，线圈额定相位角为90°；改变通入一次母线的测试电流，线圈输出电压的比差和相位角角差的测试数据详见表1。从测试数据来看，线圈的幅值误差和相位误差都很小，达到测量级0.2级准确度要求（参见GB/T 20840.8-2007 第8部分:电子式电流互感器）。

表1：电流互感器线圈在不同母线测试电流下的比差和角差值

Figure 2012105118782100002DEST_PATH_IMAGE001

注：表中测试电流以额定电流为基准，例如5%表示2000A×5%。

Claims

1.一种基于Rogowski线圈的电子式电流互感器线圈的绕制工艺，其特征在于，包括如下步骤：

（2）沿线圈骨架的回线槽先绕制一道回线，然后以所述隔断线为参照，保持恒定的手力，在线圈骨架上均匀绕制线圈，使相邻隔断线之间的线圈匝数相等；并使线圈在线圈骨架的内圈上紧密分布、在线圈骨架的外圈上均匀间隔分布。

2.根据权利要求1所述的一种基于Rogowski线圈的电子式电流互感器线圈的绕制工艺，其特征在于，步骤（1）中，所述隔断线为绕线圈骨架横截面形成的环形封闭线，且该环形隔断线形成的封闭截面与线圈骨架圆周线相垂直。

3.根据权利要求1所述的一种基于Rogowski线圈的电子式电流互感器线圈的绕制工艺，其特征在于，步骤（1）中，相邻隔断线之间所夹的圆心角θ为1.00-1.20°。

4. 根据权利要求1所述的一种基于Rogowski线圈的电子式电流互感器线圈的绕制工艺，其特征在于，步骤（2）中，在线圈骨架的外侧面开设一与骨架回线槽相连通的工艺孔，在回线槽中绕制一道回线后使两绕线端子由工艺孔位于回线槽内的开口处进入并穿出至骨架外侧面，然后再于线圈骨架上绕制线圈。