CN103543312A - 一种用于GIS的无源Rogowski线圈电子式电流互感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于GIS的无源Rogowski线圈电子式电流互感器。新型智能化GIS目前普遍采用激光供电和CT供能的有源组合方式，其供能系统复杂，光电切换不稳定。本发明的目的是提供一种用于GIS的无源Rogowski线圈电子式电流互感器，不仅结构简单，且精度可靠。本发明是一种用于GIS的无源Rogowski线圈电子式电流互感器，包括壳体，壳体内密封填充有绝缘气体，壳体内还设置Rogowski线圈和两个传感元件，传感元件内设置母线，传感元件与传输光纤连接，壳体上设置航空端子，传输光纤通过航空端子与电气单元连接进行信号转换。本发明便于安装，输出均为小电压信号，可直接应用于智能化的GIS。

Description

一种用于GIS的无源Rogowski线圈电子式电流互感器

技术领域

本发明属于电气设备技术领域，具体涉及一种用于GIS的无源Rogowski线圈电子式电流互感器。

背景技术

随着电力系统自动化水平的不断提高，智能化的GIS已经开始出现，并逐步取代传统的一、二次分离的GIS。新型智能化GIS采用新型电子式互感器，目前普遍采用激光供电和CT供能的有源组合方式，其供能系统复杂，光电切换不稳定，因此，开发一种能有效解决传统精度和稳定性问题的无源方式的GIS用Rogowski线圈电子式电流互感器迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺点，提供一种用于GIS的无源Rogowski线圈电子式电流互感器，不仅结构简单，且精度可靠，稳定性高。

为实现本发明的目的，本发明的技术方案如下：

一种用于GIS的无源Rogowski线圈电子式电流互感器，包括壳体，壳体内密封填充有绝缘气体，其特征在于：壳体内还设置Rogowski线圈和两个传感元件，传感元件内设置母线，传感元件与传输光纤连接，壳体上设置航空端子，传输光纤通过航空端子与电气单元连接进行信号转换。

上述传感元件为磁光玻璃。

本发明GIS用电子式电流互感器采用Rogowski线圈设计原理和Faraday磁光效应原理。Rogowski线圈采用回绕技术和复合屏蔽等特殊工艺完成，采用独家设计的锰铜丝均匀绕制在空心骨架上，然后采用锰铜丝节输出电压，让输出电压信号符合IEC60044-8：2002及GB/T20840·8-2007《电子式电流互感器》标准。极大的提高了Rogowski线圈的性能稳定性。一次部分不需要电源供电，传感头摒弃了传统电磁感应元件，采取光学玻璃作为传感元件，采用Rogowski线圈做保护级，由安装法兰将母线，保护级，传感元件固定在壳体内，内充绝缘气体组成器身主体，优点是无饱和问题，无温度稳定问题，运行寿命容易保证，真正做到了一次部分免维护。

本发明充分利用了GIS气体绝缘的特点，安装使用简单方便，重量轻、精度高、线性好、测量范围宽，克服了传统电流互感器的频带窄、响应慢等缺点。电流互感器二次开路时不会产生高电压，从根本上消除了电力系统运行中的重大故障隐患，最大程度地保障了人员和设备的安全，没有因存油而产生的易燃、易爆等危险。本发明成本低，见效快，是适应电力系统数字化，智能化，网络化的需要，对现有电气设备的改造与提高具有现实意义。本发明的互感器便于安装，输出均为小电压信号，可直接应用于智能化的GIS，实现计量、监测、保护的功能。

附图说明

图1为本发明的结构示意图;

图2为罗柯夫斯基（Rogowski）线圈原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明：

参见图1和图2，一种用于GIS的无源Rogowski线圈电子式电流互感器，包括壳体3，壳体3内密封填充有绝缘气体5，壳体3内还设置Rogowski线圈4和两个传感元件2，传感元件2为磁光玻璃，传感元件2内设置母线1，传感元件2与传输光纤7连接，壳体3上设置航空端子6，传输光纤7通过航空端子6与电气单元8连接进行信号转换。

本发明采用Rogowski线圈做保护级，磁光玻璃做传感元件，应用法拉第电磁感应定律和法拉第磁光效应原理，由安装法兰将母线，保护级，传感元件固定在壳体内，内充绝缘气体组成器身主体。磁光玻璃根据法拉第磁光效应原理利用光的偏振状态来实现传感器的功能，传感元件用于取能，与传输光纤连接，为整个装置提供能量。Rogowski线圈做保护级，无磁饱和现象，实现测控、保护功能。壳体上设置航空端子，传输光纤通过航空端子与电气单元连接进行信号传递。

本发明的互感器的二次保护级绕组采用罗柯夫斯基（Rogowski）线圈原理制作而成，将导线均匀地绕在非铁磁性环形骨架上，一次母线置于线圈中央，因此绕组线圈与母线之间的电位是隔离的。由于不存在铁心所以不存在饱和现象。如果母线电流为I（t），根据法拉第电磁感应定律，罗柯夫斯基（Rogowski）线圈两端产生的感应电势e（t）：

e（t）=-Mdi/dt

其中M——互感系数

Rogowski线圈两端产生的感应电势e（t）经过积分器处理后得到与母线电流成比例的电压信号，然后经过其它环节的处理、变换后，即可得到与一次电流成比例的模拟量输出。输出符合IEC60044-8：2002及GB/T20840·8-2007《电子式电流互感器》标准的额定二次输出电压。

法拉弟效应是指当一束线偏振光通过置于磁场中的磁光材料时，线偏振光的偏振面会线性地随着平行于光学方向的磁场的大小发生旋转，旋转角为

由安培环路定理：

可知，旋转角

与电流I成正比；利用检偏器将角度的变化转换为输出光强的变化，经光电变换及相应的信号处理便可求被测电流I。

采用以上原理的无源方式的GIS用Rogowski线圈电子式电流互感器，符合IEC60044-8：2002及GB/T20840·8-2007《电子式电流互感器》标准，可直接应用于新型智能化GIS，实现计量、检测、保护的功能，符合智能GIS的发展要求。

Claims (2)

1.一种用于GIS的无源Rogowski线圈电子式电流互感器，包括壳体（3），壳体（3）内密封填充有绝缘气体（5），其特征在于：壳体（3）内还设置Rogowski线圈（4）和两个传感元件（2），传感元件（2）内设置母线（1），传感元件（2）与传输光纤（7）连接，壳体（3）上设置航空端子（6），传输光纤（7）通过航空端子（6）与电气单元（8）连接进行信号转换。

2.根据权利要求1所述的一种用于GIS的无源Rogowski线圈电子式电流互感器，其特征在于：所述传感元件（2）为磁光玻璃。

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