CN215644065U - 一种大电流母线型电流互感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大电流母线型电流互感器，包括线圈、纤维带、绝缘板和接线盒，线圈呈环形分布，环形分布的线圈外沿圆周方向均匀对称绕制有若干段作为磁场屏蔽的独立绕组；线圈通过若干个纤维带固定于绝缘板上，接线盒固定于绝缘板上，通过耐高温软线与线圈连接，构成单相电流互感器；若干个单相电流互感器上下各电流互感器呈间隔分布，连接构成大电流母线型电流互感器。该互感器便于散热、结构简单、容易更换、成本低，并具有防潮、防尘、防磕碰及抗刺穿等功能。

Description

一种大电流母线型电流互感器

技术领域

本实用新型属于大型发电机组中应用超大电流互感器，特别是一种大电流母线型电流互感器。

背景技术

电流互感器是一种根据电磁感应的原理将一次电流通过一、二次绕组匝数比的配置按比例换成二次电流的特种变压器。电流互感器是各种保护装置和测量仪表真实反映一次系统真实电流信号的接口元件，广泛应用于电力系统监控、保护、录波和测距等技术领域。母线型电流互感器本身不带一次绕组。电器设备的母线就是电流互感器的一次绕组。

大电流互感器通常位于发电机出口处，为三相六线系统，相邻母线上的电流对电流互感器的影响是不容忽视的。邻相电流产生的杂散磁场会与电流互感器的主磁场发生耦合，如图1，其在二次绕组内感应出电动势，该电动势与一次母线在二次绕组中产生的感应电动势相互叠加，使得互感器的二次测电流发生变化，不再与一次电流成比例关系。在杂散磁场的影响下，电流互感器铁芯会达到饱和状态，极大影响了电流互感器的准确度。

随着我国发电机组的装机容量越来越大，母线上的额定电流也越来越大。一次额定电流达到上万安培级别的电流互感器为超大电流互感器。一次电流很大，且发电机出口处线路布置比较密集，外电流产生的磁场对电流互感器的影响是十分大。

采用一定措施改善大电流互感器二次绕组的响应效果是十分必要。对于超大电流互感器，采用磁场屏蔽的方法是：将磁力线限制在屏蔽体包围的内部空间里，防止其向外扩散，或者说防止产生漏磁，从而保证了该空间不受杂散磁场的影响。一般采用的是金属外壳法。使用导电性能良好的铜或铝制的外壳，罩在互感器外面。现有技术采用大电流互感器的金属外壳屏蔽结构见图2所示，将二次绕组2落放在外壳1中，外壳的材料为铸铝，壁厚为10mm，用聚氨酯混合胶3将二次绕组固定在外壳中，使其不发生位移。将外壳安装在法兰6上，外壳与法兰之间安装垫圈7，垫圈的材料为聚四氟乙烯，避免外壳形成环绕铁芯短路匝。再将整个外壳固定在支架4上。将二次绕组的引出线从外壳的侧面圆孔中引出，用螺栓固定在接线柱5上。金属外壳屏蔽位于二次绕组的外部，起到屏蔽外部磁场干扰的作用。

由于此种屏蔽结构下二次绕组完全处于金属外壳中，散热性能不好。且通常二次绕组都不是单一布置的，而是在同一相线路上布置3～5只二次绕组，则需要将数只二次绕组依次固定在同一个金属外壳中。在一次电流很大时，产品运行时自身会存在发热，故该屏蔽结构下存在电流互感器不容易散热的风险。

如果将每一只二次绕组外都分别安装一个金属外壳，再将同一相线路上的数个带金属壳的二次绕组固定在一起，那么装配结构复杂，难度大，导致产品安装不方便。此种结构同样有不容易散热的风险。

此种屏蔽结构下，此种屏蔽结构工艺较复杂，无论金属外壳是铸铝结构还是用铝板或铜板焊接而成，产品体积大、重量重，不利于安装和运输，产品成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种大电流母线型电流互感器，该互感器便于散热、结构简单、容易更换、成本低，并具有防潮、防尘、防磕碰及抗刺穿等功能。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

根据本实用新型提供的一个实施例，本实用新型提供了一种大电流母线型电流互感器，包括线圈、纤维带、绝缘板和接线盒，线圈呈环形分布，环形分布的线圈外沿圆周方向均匀对称绕制有若干段作为磁场屏蔽的独立绕组；线圈通过若干个纤维带固定于绝缘板上，接线盒固定于绝缘板上，通过耐高温软线与线圈连接，构成单相电流互感器；

若干个单相电流互感器沿轴向上下呈间隔分布，连接构成大电流母线型电流互感器。

优选的，所述线圈包括铁芯、保护盒、薄型棉带、聚酯薄膜、漆包线、有纬聚酯粘带和热缩带，铁芯外部设置有保护盒和上盖，保护盒和上盖与铁芯之间涂覆有树脂层，保护盒外包覆有薄型棉带和聚酯薄膜。

优选的，保护盒外包覆薄型棉层半叠包两层；在薄型棉层外包覆的聚酯薄膜半叠包两层形成第一聚酯薄膜层。

优选的，若绕制漆包线层数超过一层，则在层间用聚酯薄膜半叠包两层，绕线完毕用聚酯薄膜半叠包四层形成第二聚酯薄膜层。

优选的，所述漆包线外部由内到外依次包裹有纬聚酯粘带和热缩带。

优选的，所述漆包线引出线上连接耐高温软线，高温软线连接到接线盒。

优选的，所述保护盒为金属材料。

优选的，所述上盖为环氧类绝缘材料。

优选的，所述漆包线起末接头通过中间裸接头套接焊接，通过胶带固定于线圈上。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型磁场屏蔽的结构将原先的金属外壳改为绕组作为屏蔽，此结构使得二次绕组不被金属外壳包裹。在一次电流很大时，产品运行时自身会存在发热，此结构便于散热。原先的大电流互感器的结构是将二次绕组用聚氨酯浇注料固定在金属屏蔽罩中，线圈一旦固定好就不容易更换。本实用新型的制造工艺简单，便于操作，产品成本降低，而且线圈更换方便。

本实用新型将磁场屏蔽绕组的起末头引出线全部引在线圈内径的中部，用胶带固定。这种结构使磁场屏蔽不受线圈转运、吊装等因素的影响，提高了线圈的外观质量，保证了电流互感器性能的稳定，便于产品装配。

本实用新型在外包绝缘采用在线圈外用有纬聚酯粘带和热缩带进行包扎，再用烘炉加热、固化，使线圈外部形成一个坚硬的保护层。此改进与传统捆扎式用点胶聚酯薄膜、防水胶带等作为外绝缘相比能够起到很好的防潮、防尘、防磕碰及抗刺穿等作用。

采用在二次绕组外缠绕一定的绕组，通过控制其安匝数和缠绕的角度，以此达到屏蔽磁场的效果。

将数个带磁场屏蔽的电流互感器采用分层式压接固定，数只电流互感器之间都留有一定的间隙，保证了空气的流动性，便于绕组散热，增加了产品的可靠性。而且在电流互感器安装过程中，锁紧螺母，打紧力矩的同时，机械力作用在螺杆上而不是绕组上。此结构更好了保证了产品的性能稳定。

本实用新型结构紧凑简单，体积小、重量轻，便于产品安装、运输。

附图说明

图1为现有大电流互感器杂散磁场在二次绕组感应电动势示意图；

图2为现有大电流互感器的金属外壳屏蔽结构示意图；

图3为本实用新型的一只电流互感器的固定结构的轴侧图；

图4为本实用新型的数只电流互感器的装配结构的轴侧图；

图5为本实用新型的数只电流互感器的装配结构的主视图。

图6为本实用新型的二次绕组包扎的主视图；

图7为本实用新型的二次绕组包扎的俯视图；

图8为本实用新型的二次绕组包扎的剖切图；

图9为磁场屏蔽的绕组排布图；

图10为带有磁场屏蔽的电流互感器的轴测图；

图11为电流互感器线圈剖视图。

其中：

1为外壳，2为二次绕组，3为聚氨酯混合胶，4为支架，5为接线柱，6为法兰，7为垫圈。

8为上盖，9为保护盒，10为铁芯，11为树脂，12为薄型棉带，13为聚酯薄膜，14为漆包线，15为玻璃漆管，16为中间裸接头，17为铅锡焊料，18为胶带，19为有纬聚酯粘带，20为热缩带，21为耐高温软线，22为纤维带，23为绝缘板，24为接线盒，25为全纹螺杆，26为螺母。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

参见图3所示，本实用新型实施例提供的一种大电流母线型电流互感器，包括线圈、纤维带22、绝缘板23、接线盒24、全纹螺杆25和螺母26，线圈呈环形分布，通过若干个纤维带22固定于绝缘板23上，接线盒24固定于绝缘板23上，通过耐高温软线与线圈连接，构成单相电流互感器。

如图4-5所示，若干个单相电流互感器沿轴向上下通过全纹螺杆25和螺母26连接，各单相电流互感器呈间隔分布，连接构成大电流母线型电流互感器。

参见图6-8所示，线圈包括铁芯10、保护盒9、薄型棉带12、聚酯薄膜13、漆包线14、有纬聚酯粘带19和热缩带20，其中，铁芯10外部设置有保护盒9和上盖8，保护盒9和上盖8与铁芯10之间涂覆有树脂11层，保护盒9外包覆有薄型棉带12和聚酯薄膜13，在包覆薄型棉带12和聚酯薄膜13上绕制有漆包线14，漆包线14外部由内到外依次包裹有纬聚酯粘带19和热缩带20，在漆包线14引出线上连接耐高温软线21，见图11所示。该制备的大电流互感器为单相结构。

本实用新型提供的大电流母线型电流互感器，采用以下步骤制作：

如图6、图7、图8所示，将铁芯10放入保护盒9中，保护盒为金属材料。在铁芯10于保护盒9之间灌封树脂11层，使铁芯在保护盒中不发生窜动。在保护盒顶部设有上盖8，上盖的材料为环氧类的绝缘材料。保护盒9外包覆有薄型棉12层，以带半叠包两层；在薄型棉12层外包覆有聚酯薄膜13，聚酯薄膜13半叠包两层形成第一聚酯薄膜层。

如图9所示，在保护盒9外绕制有漆包线14，绕制时保证绕线均匀。若绕制层数超过一层，则在层间用聚酯薄膜半叠包两层，绕线完毕用聚酯薄膜半叠包四层形成第二聚酯薄膜层。

如图9所示，在绕制好的二次绕组上缠绕一定数量的漆包线，形成磁场屏蔽。将绕组沿圆周方向均匀分为对称的若干段，分别在每一段单独起头绕制漆包线，是每段为独立绕组。绕组的起头分别为a、b、c、d……绕组的末头分别为a＇、b＇、c＇、d＇……，绕制时保证绕线均匀，每一段绕组的绕向一致，匝数相等。通过控制其安匝数和缠绕的角度，以此达到屏蔽磁场的效果。

本实用新型在使用时，邻相的母线与本相互感器的磁场屏蔽形成了一个低精度的电流互感器，邻相母线为一次，屏蔽绕组为二次，二次绕组在邻相电流的作用下产生了磁场，该磁场与邻相产生的杂散磁场几乎完全抵消，达到屏蔽的作用。

如图10所示，将磁场屏蔽的若干起头和末头漆包线留一定的长度，套上玻璃漆管15，起末头连接时，先用中间裸接头16套住两边的漆包线，用压线钳进行压接，再用铅锡焊料17焊牢。将磁场屏蔽的引出线统一布置在二次绕组的内径中部，用胶带18进行固定。

如图11所示，在线圈外用有纬聚酯粘带19半叠包三层，再用热缩带20半叠包一层。将包扎好的电流互感器水平放置于烘炉中，加热、烘干，自然随炉冷却。使有纬聚酯粘带和热缩带收缩、固化，在电流互感器外部形成坚硬的保护层。电流互感器的二次端头用耐高温软线21引出。

本装置中，将一只单相电流互感器水平放置于绝缘板23上，保证绝缘板的圆环与电流互感器同心，再用纤维带22将其固定，使之不发生窜动。将电流互感器的耐高温软线引到接线盒24中。

将数只带有绝缘板的电流互感器用分层式压接的方法进行固定，用螺杆25穿过绝缘板，用螺母26调节绝缘板之间的距离，使上层的绝缘板与下层的电流互感器之间保留一定的间隙，锁紧螺母。

本实用新型并不局限于上述实施例，在本实用新型公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种大电流母线型电流互感器，其特征在于，包括线圈、纤维带、绝缘板和接线盒，所述线圈呈环形分布，环形分布的线圈外沿圆周方向均匀对称绕制有若干段作为磁场屏蔽的独立绕组；线圈通过若干个纤维带固定于绝缘板上，接线盒固定于绝缘板上，通过耐高温软线与线圈连接，构成单相电流互感器；

若干个单相电流互感器沿轴向上下呈间隔分布，连接构成大电流母线型电流互感器。

2.根据权利要求1所述的一种大电流母线型电流互感器，其特征在于，所述线圈包括铁芯、保护盒、薄型棉带、聚酯薄膜、漆包线、有纬聚酯粘带和热缩带，铁芯外部设置有保护盒和上盖，保护盒和上盖与铁芯之间涂覆有树脂层，保护盒外包覆有薄型棉带和聚酯薄膜。

3.根据权利要求2所述的一种大电流母线型电流互感器，其特征在于，保护盒外包覆薄型棉层半叠包两层；在薄型棉层外包覆的聚酯薄膜半叠包两层形成第一聚酯薄膜层。

4.根据权利要求2所述的一种大电流母线型电流互感器，其特征在于，若绕制漆包线层数超过一层，则在层间用聚酯薄膜半叠包两层，绕线完毕用聚酯薄膜半叠包四层形成第二聚酯薄膜层。

5.根据权利要求2所述的一种大电流母线型电流互感器，其特征在于，所述漆包线外部由内到外依次包裹有纬聚酯粘带和热缩带。

6.根据权利要求2所述的一种大电流母线型电流互感器，其特征在于，所述漆包线引出线上连接耐高温软线，高温软线连接到接线盒。

7.根据权利要求2所述的一种大电流母线型电流互感器，其特征在于，所述保护盒为金属材料。

8.根据权利要求2所述的一种大电流母线型电流互感器，其特征在于，所述上盖为环氧类绝缘材料。

9.根据权利要求2所述的一种大电流母线型电流互感器，其特征在于，所述漆包线起末接头通过中间裸接头套接焊接，通过胶带固定于线圈上。

Images