CN201122169Y - 一种电子式高压电流互感器 - Google Patents

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CN201122169Y CNU2007201264587U CN200720126458U CN201122169Y CN 201122169 Y CN201122169 Y CN 201122169Y CN U2007201264587 U CNU2007201264587 U CN U2007201264587U CN 200720126458 U CN200720126458 U CN 200720126458U CN 201122169 Y CN201122169 Y CN 201122169Y
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杨奖利
赵华锋
白颖
王秀凤
马洪义
侯彦杰
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Abstract

本实用新型公开了一种电子式高压电流互感器，其包括依次串接的传感头、电子线路板(4)和光纤(6)，所述光纤(6)穿过复合绝缘子(5)和安装底座(7)与二次信号处理单元(9)相连；所述传感头中的低功率线圈(1)和空心线圈(2)产生一次导体(3)的电流测量信号，该测量信号经过所述电子线路板(4)处理变换为光信号，该光信号经过所述光纤(6)传递到所述二次信号处理单元(9)；所述二次信号处理单元(9)对该光信号进行数据处理，计算出一次导体电流值。采用本实用新型技术方案的电子式电流互感器功耗较小，准确级高，测量级达到0.2S(FS≤5)级、保护级达到5TPE级。

Description

一种电子式高压电流互感器
技术领域
本实用新型涉及高压电流测量领域，尤其是提供一种电子式高压电流互感器。
技术背景
长期以来，电磁式电流互感器在继电保护和电流测量中占主导地位。随着电网建设高电压、大容量化及现代化科学技术成果的应用，常规的电磁式电流互感器已难以满足电力系统的要求，逐渐暴露出其自身的缺陷，如：电磁式电流互感器CT铁心频带窄、易饱和、二次信号波形畸变、误差大，严重影响继电保护装置的可靠性。因此，就需要有一种结构简单、全程线性度好、性价比高、频带宽、动态范围大的电流互感器来满足电力系统的要求，电子式电流互感器就是在这种情况下应运而生。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种全程线性度好、频带宽、动态范围大的电子式高压电流互感器。
为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：该电子式电流互感器，包括一次导体、电连接的传感头和电子线路板，该电子线路板通过光纤与二次信号处理单元相连，其特征在于，所述传感头包括低功率线圈和空心线圈。
所述低功率线圈是磁感应式电流互感线圈。
所述磁感应式电流互感线圈并联有分流电阻。
所述空心线圈是Rogowski线圈。
所述Rogowski线圈的二次绕组绕在非磁性骨架上。
所述传感头安装在环形中空的铝制屏蔽盒内。
本实用新型的原理是通过低功率线圈测量一次导体电流大小信号，通过空心线圈测量一次导体电流导数信号，最后通过二次信号处理单元进行数据处理，计算出一次导体电流值。一次导体电流大小的测量方法众所周知，电流导数的测量是利用罗戈夫斯基(Rogowski)线圈工作原理，对于空心线圈，安培定理表明，在负荷为高阻抗Z时，空心线圈的输出电压e(t)是通过空心线圈的一次电流ip(t)的函数。其数学关系如下：
e ( t ) ≈ μ 0 NA ∂ i p ( t ) ∂ t
μ0-真空磁导率，
N-匝数密度[匝/m]
A-单匝面积[m2]
由于本实用新型的低功率线圈采用具有高负荷阻抗的磁感应式电流互感线圈，用于测量一次导体的电流大小信号，不但可以减小结构尺寸，还改善了常规感应式电流互感器在极高(或偏移)一次导体电流下会饱和的基本特性，因而极大地扩大了测量范围；而且低功率线圈损耗极小并连接一个分流电阻，能够提高低功率线圈的稳定性。利用基于Rogowski原理的空心线圈测量一次导体电流导数信号，尤其是空心线圈的二次绕组绕在非磁性骨架上，非磁性材料使得传感器线性度极好，不会饱和也无磁滞现象，因此能够使空心线圈具有良好的稳定性能和暂态响应，对一次线路提供暂态保护，实现电流互感器高精度的保护功能。
附图说明
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明。
图1为本实用新型的剖视图。
图2电子式电流互感器空心线圈测量示意图。
具体实施方式
参照图1，电子式电流互感器的安装底座7支撑复合绝缘子5，复合绝缘子5上由下至上固定有电子线路板4、环形中空的铝制屏蔽盒8，屏蔽盒8内安装有传感头，一次导体3穿过屏蔽盒8和传感头中心。传感头由低功率线圈1和空心线圈2组成，低功率线圈1测量一次导体3电流大小信号，空心线圈2测量一次导体3电流导数信号，然后经过电子线路板4转化为光信号，光纤穿过复合绝缘子5和安装底座7将该光信号传至二次信号处理9，二次信号处理单元9进行数据处理，计算出一次导体电流值。低功率线圈1采用高负荷阻抗的磁感应式电流互感线圈，该磁感应式电流互感线圈的连接一个分流电阻，以提高其稳定性。空心线圈2是基于Rogowski原理，二次输出具有正比于一次电流导数的特性，空心线圈2的二次绕组绕在非磁性骨架上，非磁性材料使得传感器线性度极好，不会饱和也无磁滞现象，因此空心线圈具有良好的稳定性能和暂态响应，对一次线路提供暂态保护，实现电流互感器高精度的保护功能。
如图2所示，一次导体3穿过空心线圈2，其采集的测量信号传送到电子线路板4进行处理，并通过光纤6将光信号传送到二次处理单元9。低功率线圈1采集的测量信号的传送途径与方法同空心线圈2。
采用本实用新型技术方案的电子式电流互感器功耗较小，准确级高，测量级达到0.2S(FS≤5)级、保护级达到5TPE级。

Claims (6)

1、一种电子式电流互感器，包括一次导体(3)、电连接的传感头和电子线路板(4)，该电子线路板(4)通过光纤(6)与二次信号处理单元(9)相连，其特征在于，所述传感头包括低功率线圈(1)和空心线圈(2)。
2、如权利要求1所述的电子式电流互感器，其特征在于，所述低功率线圈(1)是磁感应式电流互感线圈。
3、如权利要求2所述的电子式电流互感器，其特征在于，所述磁感应式电流互感线圈并联有分流电阻。
4、如权利要求1所述的电子式电流互感器，其特征在于，所述空心线圈是Rogowski线圈。
5、如权利要求4所述的电子式电流互感器，其特征在于，所述Rogowski线圈的二次绕组绕在非磁性骨架上。
6、如权利要求1所述的电子式电流互感器，其特征在于，所述传感头安装在环形中空的铝制屏蔽盒(8)内。
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Owner name: WEST CHINA ELECTRIC POWER CO.

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Effective date: 20080912

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20080912

Address after: Shaanxi province Xi'an City West High Tang Hing Road No. 7, zip code: 710075

Patentee after: China XD Electronic Corporation

Address before: Shaanxi province Xi'an Fengdeng road 29, zip code: 710077

Patentee before: Xi'an Electric Manufacturing Corp.

CX01 Expiry of patent term

Granted publication date: 20080924