一種氣隙式電流互感器的製造方法
2023-05-29 17:01:41
一種氣隙式電流互感器的製造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種氣隙式電流互感器，其特徵在於，採用一種「日」型鐵心，所述「日」型鐵心有三根鐵心柱，左側鐵心柱（1）和中間鐵心柱（2）兩端有鐵軛構成磁通迴路；左側鐵心柱（1）設有一次線圈L1、中間鐵心柱（2）設有二次線圈L2，右側鐵心柱（3）設有線圈L3；右側鐵心柱（3）和中間鐵心柱（2）的貼心截面積相加等於或小於左側鐵心柱（1）的鐵心截面積；中間和右側鐵心柱有一處氣隙（4）。當電流互感器一次側電流瞬時超過200%額定電流時，電流互感器磁通將大量穿越至右側鐵心（3），少量磁通經過中間鐵心（2），可使電流互感器二次線圈L2電流不會超過120%額定電流，可迅速保護二次設備。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬於電力測量領域，特別涉及一種帶有氣隙式電流互感器。 一種氣隙式電流互感器
【背景技術】
[0002] 隨著接入電力系統的大機組的增多和電網建設的加強，電力系統的短路容量不斷 增加。在電力系統中，單臺主設備容量遠小於系統短路容量的情況越來越多，特別是高壓啟 動/備用變壓器、高壓廠用變壓器和高壓並聯電抗器等。在這些主設備出口短路時，一般有 多個電源提供短路電流，為避免電流互感器飽和，如按照故障時通過電流互感器的最大短 路電流不超過其準確限值電流來選擇，不但設備投資成本過高，而且互感器的體積過大，安 裝困難；更重要的是會造成繼電保護整定困難和主設備內部故障保護靈敏度不足。若按照 主設備額定容量來選擇電流互感器，由於區內出口故障時短路電流可能達到電流互感器額 定電流的100倍以上，將會造成電流互感器嚴重飽和，造成電流互感器和二次設備損壞。
【發明內容】
[0003] 為解決上述問題，本實用新型的提出一種可很大程度減小短路電流的電流互感 器，減小電力設備在短路時發生損壞。
[0004] 一種氣隙式電流互感器，採用一種"日"型結構鐵心，所述"日"型結構鐵心有三 根鐵心柱，左側鐵心柱和中間鐵心柱兩端有鐵輒構成磁通迴路；左側鐵心柱設有一次線圈 L1、中間鐵心柱設有_次線圈L2,右側鐵心柱設有線圈L3 ;右側鐵心柱和中間鐵心柱的鐵 心截面積相加等於或小於左側鐵心柱的鐵心截面積；中間鐵心柱和右側鐵心柱之間設有一 處氣隙；線圈L2兩端接用戶負載Z，線圈L3兩端短接；電流互感器的變比為2500A/1A或者 2500A/5A，測量範圍為(Γ2500Α。
[0005] 本實用新型所述"日"型結構鐵心使用牌號為35W360的矽鋼；右側鐵心柱和中間 鐵心柱鐵心截面積為40. 6 mm2至81. 2mm2 ;左側鐵心柱鐵心截面積為81. 2mm2至162. 4mm2 ; 鐵心平均磁路長度為50. 2mm至75. 6mm ;二次線圈L2和線圈L3內電阻為50 Ω至100. 5 Ω ; 漏電抗小於或等於〇. 05 Ω。
[0006] 本實用新型氣隙的長度人ir為〇· 378mm。
[0007] 本實用新型的右側鐵心柱和中間鐵心柱鐵心截面積為81. 2mm2。
[0008] 本實用新型的左側鐵心柱鐵心截面積為162. 4mm2。
[0009] 本實用新型的鐵心平均磁路長度為75. 6mm。
[0010] 本實用新型的二次線圈L2和線圈L3內電阻為70 Ω。
[0011] 本實用新型的漏電抗為〇. 03 Ω。
[0012] 本實用新型的有益效果是：當電流互感器一次側電流為09Γ120%額定電流時，電 流互感器二次側電流成比例地隨著一次側電流的變化而線性變化。
[0013] 當電流互感器一次側電流為1209Γ200%額定電流時，根據互感器磁滯迴環曲線， 鐵心達到飽和，電流出現非線性變化；此時，有很小部分磁通穿越至右側鐵心，右側鐵心設 有的線圈L3兩端短接，一次側電流瞬時值超過的120%額定電流部分被線圈L3短接，可使 電流互感器二次線圈L2電流不會超過120%額定電流。
[0014] 當電流互感器一次側電流瞬時超過200%額定電流時，電流互感器磁通將大量穿 越至右側鐵心，少量磁通經過中間鐵心，可使電流互感器二次線圈L2電流不會超過120%額 定電流，可迅速保護二次設備。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015] 圖1本實用新型的結構示意圖；
[0016] 圖2是現有電流互感器磁滯迴環曲線圖；
[0017] 圖3是本實用新型閉合鐵心與開氣隙鐵心的磁滯迴環曲線圖。
【具體實施方式】
[0018] 為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖1，對本 實用新型進行進一步詳細說明。
[0019] 一種氣隙式電流互感器，採用一種"日"型結構鐵心，所述"日"型結構鐵心有三根 鐵心柱，左側鐵心柱1和中間鐵心柱2兩端有鐵輒構成磁通迴路；左側鐵心柱1設有一次線 圈L1、中間鐵心柱2設有二次線圈L2,右側鐵心柱3設有線圈L3 ;右側鐵心柱3和中間鐵 心柱2的鐵心截面積相加等於或小於左側鐵心柱1的鐵心截面積；中間鐵心柱2和右側鐵 心柱3之間設有一處氣隙4 ;線圈L2兩端接用戶負載Z，線圈L3兩端短接；電流互感器的變 比為2500A/1A或者2500A/5A，測量範圍為(Γ2500Α。
[0020] 所述"日"型結構鐵心使用牌號為35W360的矽鋼；右側鐵心柱3和中間鐵心柱2 鐵心截面積為40. 6 mm2至81. 2mm2 ;左側鐵心柱1鐵心截面積為81. 2mm2至162. 4mm2 ;鐵心 平均磁路長度為50. 2mm至75. 6mm;二次線圈L2和線圈L3內電阻為50 Ω至100. 5 Ω ;漏電 抗小於或等於0.05 Ω。
[0021] 本實用新型氣隙4的長度人ir為0· 378mm。
[0022] 本實用新型右側鐵心柱3和中間鐵心柱2鐵心截面積為81. 2mm2。
[0023] 本實用新型左側鐵心柱1鐵心截面積為162. 4mm2。
[0024] 本實用新型鐵心平均磁路長度為75. 6mm。
[0025] 本實用新型二次線圈L2和線圈L3內電阻為70 Ω。
[0026] 本實用新型漏電抗為0· 03 Ω。
[0027] 當電流互感器一次側電流為09Γ120%額定電流時，電流互感器鐵心不會飽和，此 時交流磁通不會流過右側鐵心柱3, 一次線圈L1產生的磁通在左側鐵心柱1與中間鐵心柱 2之間流通，鐵心柱2設有二次線圈L2,電流互感器二次線圈L2電流成比例地隨著一次線 圈L1電流的變化而線性變化。
[0028] 當電流互感器一次側電流為1209Γ200%額定電流時，根據互感器磁滯迴環曲線， 鐵心達到飽和，電流出現非線性變化；此時，有很小部分磁通穿越至右側鐵心3,右側鐵心3 設有的線圈L3兩端短接，一次側電流瞬時值超過的120%額定電流部分被線圈L3短接，可 使電流互感器二次線圈L2電流不會超過120%額定電流。
[0029] 當電流互感器一次側電流瞬時超過200%額定電流時，電流互感器磁通將大量穿 越至右側鐵心3,少量磁通經過中間鐵心2,可使電流互感器二次線圈L2電流不會超過120% 額定電流，可迅速保護二次設備。
[0030] 參考圖3,本實用新型右側鐵心柱3和中間鐵心柱2開氣隙鐵心的磁滯迴環，左側 鐵心柱1與中間鐵心柱2閉合鐵心的磁滯迴環。開氣隙後的鐵心磁滯效應明顯減弱。圖3 所示本實用新型可達到以下效果：
[0031] 飽和特性：開氣隙互感器磁路的導磁係數要比閉介鐵心導磁係數小，這樣鐵心開 氣隙後的飽和特性就得到明顯的改蓋，可迅速消耗短路電流，避免二次設備損壞；
[0032] 剩磁特性：剩磁是鐵磁材料的固有屬性，由於剩磁的存在，當一次側流過較大的短 路電流時，常常會使互感器鐵心過早飽和，這對於互感器的實際運行是極為不利的。本實用 新型可使剩磁急劇減小，到達電流互感器二次側電流快速減小的目的，可迅速保護二次設 備。
[0033] 本實用新型的電流互感器設計簡單合理，方便製造，有廣闊應用前景。
【權利要求】
1. 一種氣隙式電流互感器，其特徵在於，採用一種"日"型結構鐵心，所述"日"型結構 鐵心有二根鐵心柱，左側鐵心柱（1)和中間鐵心柱（2)兩端有鐵輒構成磁通迴路；左側鐵心 柱（1)設有一次線圈L1、中間鐵心柱（2)設有二次線圈L2,右側鐵心柱（3)設有線圈L3 ;右 側鐵心柱（3)和中間鐵心柱（2)的鐵心截面積相加等於或小於左側鐵心柱（1)的鐵心截面 積；中間鐵心柱（2)和右側鐵心柱（3)之間設有一處氣隙（4);線圈L2兩端接用戶負載Z， 線圈L3兩端短接；電流互感器的變比為2500A/1A或者2500A/5A，測量範圍為(Γ2500Α。
2. 根據權利要求1所述的一種氣隙式電流互感器，其特徵在於，所述"日"型結構鐵心 使用牌號為35W360的矽鋼；右側鐵心柱（3)和中間鐵心柱（2)鐵心截面積為40. 6 mm2至 81. 2mm2 ;左側鐵心柱（1)鐵心截面積為81. 2mm2至162. 4mm2 ;鐵心平均磁路長度為50. 2mm 至75. 6mm;二次線圈L2和線圈L3內電阻為50 Ω至100. 5 Ω ;漏電抗小於或等於0.05 Ω。
3. 根據權利要求1所述的一種氣隙式電流互感器，其特徵在於，氣隙（4)的長度為 0· 378mm。
4. 根據權利要求2所述的一種氣隙式電流互感器，其特徵在於，右側鐵心柱（3)和中間 鐵心柱（2)鐵心截面積為81. 2mm2。
5. 根據權利要求2所述的一種氣隙式電流互感器，其特徵在於，左側鐵心柱（1)鐵心截 面積為162. 4mm2η
6. 根據權利要求2所述的一種氣隙式電流互感器，其特徵在於，鐵心平均磁路長度為 75. 6mm〇
7. 根據權利要求2所述的一種氣隙式電流互感器，其特徵在於，二次線圈L2和線圈L3 內電阻為70 Ω。
8. 根據權利要求2所述的一種氣隙式電流互感器，其特徵在於，漏電抗為0. 03 Ω。
【文檔編號】H01F38/30GK203839186SQ201420146347
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年3月28日 優先權日:2014年3月28日
【發明者】沈鑫, 王昕 , 曹敏, 丁心志, 劉清蟬, 陳鄭 申請人:雲南電力試驗研究院（集團）有限公司電力研究院, 雲南電網公司技術分公司