CN103426620A - 开合式电子式电流互感器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种开合式电子式电流互感器，包括两个呈半圆形的线圈壳体、空心线圈、远端模块、航空插头和直流电源，所述空心线圈采用非磁性材料作为骨架，该空心线圈被切割为对称的两部分后分别固定在两个线圈壳体内，被切割处通过航空插头连接，而所述空心线圈的两个端子经2芯屏蔽双绞线引至远端模块，所述远端模块采集空心线圈输出的模拟量电压信号，并经由光纤输出；所述直流电源与远端模块连接并为其供电。此种电流互感器可在一次被测线路不断线的情况下方便进行安装拆卸并进行测量。

Description

开合式电子式电流互感器

技术领域

本发明属于输变电设备高压电器领域和测量领域，涉及一种电流互感器，具体涉及一种容易装卸、灵活安装的开合式电子式电流互感器，其适用于10kV、35kV、66kV、110kV、220kV、330kV、500kV及750kV电压等级的变电站中电流的监测、控制和继电保护。

背景技术

电流互感器广泛应用于电力系统的测量和保护，是电力系统中的重要设备。完整结构的电流互感器在安装时需要一次导体断开出现断点，从而将互感器自身一次导体串接在被测线路中或者被测一次导线穿过穿心式电流互感器的中心，这种电流互感器的安装和维护不便，尤其对于一些已投入运行现需要进行改造、升级的工程现场，具有很大的施工难度且需要很大的施工量。

传统的开合式（或开口式、开启式）电流互感器均为带铁心的电磁式电流互感器，是将硅钢片或其他材料的铁心切割后再拼接成完整的电流互感器，虽然实现了可以不断线安装，但是通常以性能的下降为代价，普遍存在铁心对接处闭合不严导致测量精度低尤其是相位差（即角差）大的问题，且存在易开路造成危险、动态范围小、对两部分铁心对接面的平整程度要求高、加工难度大、体积和重量大、不适用于户外适用、长期使用稳定性和可靠性低等问题。

电子式电流互感器是电磁式电流互感器的替代产品，由于无电磁饱和、暂态特性好、绝缘简单等优势已在较多智能变电站中应用，但未见有开合结构的电子式电流互感器的使用。随着测量和保护装置的微机化、数字化，以及智能变电站的不断推广，现有的开合式电流互感器已不能适应当前的发展需求。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种开合式电子式电流互感器，其可在一次被测线路不断线的情况下方便进行安装拆卸并进行测量。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种开合式电子式电流互感器，包括两个呈半圆形的线圈壳体、空心线圈、远端模块、航空插头和直流电源，所述空心线圈采用非磁性材料作为骨架，该空心线圈被切割为对称的两部分后分别固定在两个线圈壳体内，被切割处通过航空插头连接，而所述空心线圈的两个端子经2芯屏蔽双绞线引至远端模块，所述远端模块采集空心线圈输出的模拟量电压信号，并经由光纤输出；所述直流电源与远端模块连接并为其供电。

上述线圈壳体内填充固体绝缘胶，从而将被切割的空心线圈固定于线圈壳体内。

上述两个线圈壳体之间通过螺栓紧固。

上述线圈壳体的顶面开设有开口，并设有与该开口配合的能够开合的盖板。

上述电子式电流互感器包括相互对应的两组空心线圈、航空插头和远端模块，两组中的空心线圈均被切割为对称的两部分后分别固定在两个线圈壳体内，被切割处通过对应的航空插头连接，而远端模块分别通过屏蔽双绞线连接其对应的空心线圈的两个端子。

采用上述方案后，本发明具有以下特点：

（1）本发明体积小、重量轻、安装和拆卸过程简单，可直接卡在电缆或变压器、罐式断路器等的进出线套管处，不改变原一次接线，灵活适应各种场合，非常适合改造工程，减小施工量和施工难度；

（2）使用空心线圈同时传感测量和保护电流，空心线圈使用非磁性材料作为骨架，无铁心，无磁饱和问题，无二次开路危险，测量准确度高（满足0.2S级要求），动态范围大，暂态特性好，易于加工，测量精度受安装情况影响小；

（3）空心线圈和部分接线通过绝缘胶封于线圈壳体内，航空插头选用具有一定防护等级的航空插头，整个箱体密封特性好，防潮湿、雨水，保证互感器性能的稳定可靠，适合户外环境长期使用；

（4）远端模块的工作电源由外部直流电源供电，就地采集电流传感器的模拟量输出，以光纤输出数字信号，无绝缘问题，使用安全；

（5）实际使用中可根据需求双重化冗余配置，包括空心线圈、航空插头和远端模块均可配置为相互独立的2套，一套空心线圈或远端模块的故障不会影响另一套空心线圈或远端模块正常工作，并且对每个空心线圈输出的模拟信号均利用双重化采样比较技术，实时比较、校验两路采样值，实现采样回路硬件自检功能，避免采样异常引起保护误动的问题，可靠性高。

本发明解决了现有开合式电流互感器测量精度低、体积和重量大、加工难度大、不适宜户外使用等问题，本发明中的开合式电子式电流互感器具有结构简单、技术先进、精度高、可靠性高等优点，并能适应新一代智能化变电站的技术发展需求。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明中线圈壳体的剖面图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。

如图1所示，本发明提供一种可方便安装于66kV、110kV、220kV、330kV、500kV及750kV电压等级的变电站中用于电流监测、控制和继电保护的开合式电子式电流互感器。包括第一线圈壳体1、第二线圈壳体2、远端模块3、远端模块箱体4、航空插头公头5、航空插头母头6、空心线圈7和壳体盖板8，下面分别介绍。

第一、二线圈壳体1、2均呈半圆形，二者相互对称，对接后能够通过螺栓紧固，形成标准的圆环壳体，如图1所示。

空心线圈7采用非磁性材料作为骨架，该空心线圈7被切割为对称的两部分，然后分别固定在第一、二线圈壳体1、2内，具体可使用固体绝缘胶填充第一、二线圈壳体1、2的内腔，固体绝缘胶的填充高度如图2所示（见图2中黑色实心的“日”字型），从而将空心线圈7埋于固体绝缘胶内，以固定空心线圈7的位置，并保证密封性能。

所述空心线圈7被切割为两个1/2线圈，切割处就形成了接线端，显然接线端的数量与空心线圈7的绕制层数和回线数量有关，比如单层绕制即为2个；所述接线端均焊接至航空插头，所述航空插头具有一定的防护等级，其端子芯数取决于空心线圈7的绕制层数和回线数量之和，可根据实际需求进行选择，比如单层绕制的空心线圈需要4根。配合图1所示，所述航空插头具有至少一对航空插头公头5和航空插头母头6，每一对航空插头公头5和航空插头母头6分别连接第一、二线圈壳体1、2中1/2线圈相对应的接线端，从而将两个1/2线圈重新连接为一个空心线圈。为了方便操作，在本实施例中，还在第一、二线圈壳体1、2的端部顶面开设有开口，并在该开口处设有与其配合的盖板8，盖板8能够开合，并在闭合时恰好将所述开口遮挡。所述1/2线圈的接线端可由开口处引出，待连接航空插头后，再将盖板8闭合。

所述空心线圈7具有两个端子，该两个端子可从对应线圈壳体的端部引出，再经由2芯屏蔽双绞线连接至相应的远端模块3；所述远端模块3位于远端模块箱体4内。

所述直流电源使用直流110V或220V直流电源，与远端模块3连接，为其供电。

使用时，首先将第一线圈壳体1和第二线圈壳体2对接套在一次被测线路上并固定位置，第一、二线圈壳体1、2之间通过两侧螺栓紧固；打开盖板8，将航空插头一一连接，然后盖上盖板8并用螺钉紧固，即完成安装过程，拆卸时则按照相反的步骤进行。被切割的两个1/2线圈利用电磁感应原理传感获得一次电流信息，由端子输出的模拟量电压信号通过2芯屏蔽双绞线进入远端模块3；所述远端模块3对空心线圈7输出的微分信号进行积分变换并采样，通过光纤输出数字量电流信息。

为了提高采样精度，所述远端模块3对每个模拟量电压信号均设计两路独立采样回路，实现双重化采样，实时比较、校验两路采样值，实现采样回路硬件自检功能，避免采样异常引起保护误动。

具体实施中，空心线圈、航空插头和远端模块可根据工程需求进行双重化冗余配置，两组配置分别独立工作，互不影响，互为备用，一组配置的故障不会影响另外一组配置正常工作。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (5)

1.一种开合式电子式电流互感器，其特征在于：包括两个呈半圆形的线圈壳体、空心线圈、远端模块、航空插头和直流电源，所述空心线圈采用非磁性材料作为骨架，该空心线圈被切割为对称的两部分后分别固定在两个线圈壳体内，被切割处通过航空插头连接，而所述空心线圈的两个端子经2芯屏蔽双绞线引至远端模块，所述远端模块采集空心线圈输出的模拟量电压信号，并经由光纤输出；所述直流电源与远端模块连接并为其供电。

2.如权利要求1所述的开合式电子式电流互感器，其特征在于：所述线圈壳体内填充固体绝缘胶，从而将被切割的空心线圈固定于线圈壳体内。

3.如权利要求1所述的开合式电子式电流互感器，其特征在于：所述两个线圈壳体之间通过螺栓紧固。

4.如权利要求1所述的开合式电子式电流互感器，其特征在于：所述线圈壳体的顶面开设有开口，并设有与该开口配合的能够开合的盖板。

5.如权利要求1所述的开合式电子式电流互感器，其特征在于：所述电子式电流互感器包括相互对应的两组空心线圈、航空插头和远端模块，两组中的空心线圈均被切割为对称的两部分后分别固定在两个线圈壳体内，被切割处通过对应的航空插头连接，而远端模块分别通过屏蔽双绞线连接其对应的空心线圈的两个端子。

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