一種具有高抗電磁干擾能力的半開合式空心電流互感器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種具有高抗電磁干擾能力的半開合式空心電流互感器，包括依次連接的空心線圈、信號防護(hù)電路和信號處理電路；空心線圈設(shè)置在PCB板上，由兩個(gè)半圓形線圈連接組成，每個(gè)半圓形線圈的兩端均設(shè)有一個(gè)過孔；空心線圈的輸出端采用雙層屏蔽雙絞線與信號防護(hù)電路連接；信號防護(hù)電路，用于抑制高頻的電磁干擾；信號處理電路包括積分器和放大器，積分器的輸入端與信號防護(hù)電路連接，放大器的輸出端為互感器的輸出端。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提供的一種具有高抗電磁干擾能力的半開合式空心電流互感器，抗電磁干擾能力強(qiáng)，采用半開合式結(jié)構(gòu)，操作簡單，便于無接線安裝和拆卸。
【專利說明】一種具有高抗電磁干擾能力的半開合式空心電流互感器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種空心電流互感器，具體涉及一種具有高抗電磁干擾能力的半 開合式空心電流互感器。

【背景技術(shù)】
[0002] 電流互感器廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)的測量和保護(hù)，是電力系統(tǒng)中的重要一次設(shè)備。 電流互感器主要分為電磁式和電子式電流互感器，在電網(wǎng)變電站實(shí)際運(yùn)行中，在可靠性、電 磁兼容和在線校驗(yàn)等方面都存在著各自的不足。
[0003] 電磁式電流互感器在結(jié)構(gòu)上分為完整結(jié)構(gòu)和開合式兩種。完整結(jié)構(gòu)的電流互感 器在安裝時(shí)需要將一次導(dǎo)體斷開，從而將互感器自身串接在被測線路中或者被測一次導(dǎo)線 上，這種電流互感器的校準(zhǔn)和維護(hù)十分不便，尤其是在工程現(xiàn)場環(huán)境下，具有很大的施工難 度和施工量。開合式（或開口式、開啟式）電流互感器是將硅鋼片或其他材料的鐵心切割后 再拼接成完整的電流互感器，雖然實(shí)現(xiàn)了可以不斷線安裝，但是通常以性能的下降為代價(jià)， 普遍存在鐵心對接處閉合不嚴(yán)導(dǎo)致測量精度較低尤其是相位差大的問題，且存在開路易造 成危險(xiǎn)，動(dòng)態(tài)范圍小、對兩部分鐵心對接面的平整程度要求高、加工難度大、體積和重量大、 不適用于戶外使用、長期使用穩(wěn)定性和可靠性低等問題。
[0004] 電子式電流互感器是電磁式電流互感器的替代產(chǎn)品，由于無電磁飽和、暫態(tài)特性 好、絕緣簡單等優(yōu)勢，已在較多數(shù)字化變電站中得到應(yīng)用，但目前電子式電流互感器大部分 都是采用全開合的結(jié)構(gòu)，如專利號為201310390212. 0的開合式電子式電流互感器，但其通 常未考慮由跳線所引入的電磁干擾，從而沒有很好地處理開合結(jié)構(gòu)與線圈抗干擾性能的關(guān) 系，導(dǎo)致跳線數(shù)量多，并極易圍成一定的面積，易引入電磁干擾，且在工程現(xiàn)場中需拆開殼 體，進(jìn)行人工接線，可靠性低，尚無抗干擾能力強(qiáng)、操作簡單、可靠性高的帶開合結(jié)構(gòu)的電子 式電流互感器，從而難以滿足數(shù)字化變電站對電流互感器的發(fā)展需求。因此，需要提供一種 具有高抗電磁干擾能力的半開合式空心電流互感器。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了滿足現(xiàn)有技術(shù)的需要，本實(shí)用新型提供了一種具有高抗電磁干擾能力的半開 合式空心電流互感器，所述互感器包括依次連接的空心線圈、信號防護(hù)電路和信號處理電 路；所述空心線圈設(shè)置在PCB板上，由兩個(gè)半圓形線圈連接組成，每個(gè)半圓形線圈的兩端均 設(shè)有一個(gè)過孔；
[0006] 所述空心線圈的輸出端采用雙層屏蔽雙絞線與信號防護(hù)電路連接；
[0007] 所述信號防護(hù)電路，用于抑制頻率大于工頻的電磁干擾；
[0008] 所述信號處理電路包括積分器和放大器，積分器的輸入端與所述信號防護(hù)電路連 接，放大器的輸出端為所述互感器的輸出端。
[0009] 優(yōu)選的，所述半圓形線圈一端的轉(zhuǎn)折處設(shè)置為以過孔為圓心的圓弧形，兩個(gè)過孔 之間通過跳線連接，所述過孔為所述互感器的輸出端；
[0010] 當(dāng)所述半圓形線圈另一端相互分開時(shí)，串入互感器一次導(dǎo)線，所述半圓形線圈一 端的兩個(gè)過孔之間的距離保持不變，保證所述跳線連接可靠；
[0011] 優(yōu)選的，所述跳線布置在所述空心線圈的PCB板面上；
[0012] 優(yōu)選的，所述半圓形線圈另一端上的過孔內(nèi)部焊接有導(dǎo)線；
[0013] 優(yōu)選的，所述半圓形線圈通過螺桿固定在金屬殼體內(nèi)，所述金屬殼體隨半圓形線 圈旋轉(zhuǎn)；
[0014] 優(yōu)選的，所述信號防護(hù)電路包括連接于壓敏電阻和瞬態(tài)抑制二極管之間的電感； 所述壓敏電阻的另一端和瞬態(tài)抑制二極管的另一端均接地；
[0015] 所述壓敏電阻的兩端為所述信號防護(hù)電路的輸入端；所述電感與瞬態(tài)抑制二極管 之間的連接點(diǎn)為所述信號防護(hù)電路的輸出端；
[0016] 優(yōu)選的，所述積分器包括運(yùn)算放大器；所述運(yùn)算放大器的反相輸入端通過電阻Rl 接地，同向輸入端依次與電阻R4和電阻R3連接；
[0017] 所述電阻Rl與反相輸入端的連接點(diǎn)通過電阻R2與運(yùn)算放大器的輸出端連接；
[0018] 所述電阻R4與同向輸入端的連接點(diǎn)通過電容C2接地；
[0019] 所述電阻R3和電阻R4的連接點(diǎn)通過電容Cl與所述輸出端連接；
[0020] 電阻R3的另一端為所述積分器的輸入端，運(yùn)算放大器的輸出端為所述積分器的 輸出端。
[0021] 所述互感器的輸出電壓Vq= V1Xk1，其中，所述V1為積分器的輸出信號，所述 放大器的放大倍數(shù)。
[0022] 與最接近的現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)異效果是：
[0023] 1、本實(shí)用新型提供的一種具有高抗電磁干擾能力的半開合式空心電流互感器，可 靠性高，抗電磁干擾能力強(qiáng)，信號防護(hù)電路對高頻干擾起到了泄放作用，信號處理電路的積 分器對于低頻干擾起到了抑制作用，互感器具有高可靠性；
[0024] 2、本實(shí)用新型提供的一種具有高抗電磁干擾能力的半開合式空心電流互感器，精 度高，對于電子式電流互感器工程化應(yīng)用具有實(shí)際意義；
[0025] 3、本實(shí)用新型提供的一種具有高抗電磁干擾能力的半開合式空心電流互感器，使 用方便，采用半開合式結(jié)構(gòu)，在現(xiàn)場易于安裝使用，不用拆開互感器殼體，可以方便地進(jìn)行 無接線式的安裝拆卸，操作簡單，對于互感器的安裝和維護(hù)具有實(shí)際意義；
[0026] 4、本實(shí)用新型提供的一種具有高抗電磁干擾能力的半開合式空心電流互感器，解 決了空心電流互感器使用過程中準(zhǔn)確度不高，可以直接在數(shù)字化變電站中作為測量用電流 互感器使用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027] 下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0028] 圖1 :本實(shí)用新型實(shí)施例中一種具有高抗電磁干擾能力的半開合式空心電流互感 器操作示意圖A ;
[0029] 圖2 :本實(shí)用新型實(shí)施例中一種具有高抗電磁干擾能力的半開合式空心電流互感 器操作示意圖B ;
[0030] 圖3 :本實(shí)用新型實(shí)施例中空心線圈俯視圖；
[0031] 圖4 :本實(shí)用新型實(shí)施例中空心線圈仰視圖；
[0032] 圖5 :本實(shí)用新型實(shí)施例中信號防護(hù)電路圖；
[0033] 圖6 :本實(shí)用新型實(shí)施例中信號處理電路圖；
[0034] 圖7 :圖6中積分器電路圖；
[0035] 其中，1-半圓形線圈；2-跳線；3-過孔；4-屏蔽雙絞線；5-金屬殼體；6-信號防護(hù) 電路和信號處理電路。

【具體實(shí)施方式】
[0036] 下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始 至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參 考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對本實(shí)用新型 的限制。
[0037] 為了滿足現(xiàn)有技術(shù)的需要，本實(shí)用新型提供了一種具有高抗電磁干擾能力的半開 合式空心電流互感器，如圖1所示該互感器包括依次連接的空心線圈、信號防護(hù)電路和信 號處理電路。
[0038] 1、空心線圈；
[0039] (1)本實(shí)施例中空心線圈的骨架為非磁性材料，利用印制電路板技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，將 空心線圈設(shè)置在PCB板上，保證導(dǎo)線均勻分布，線匝的截面積相等，接近理想的空心電流傳 感器，如圖3和4所示的陰影部分為線圈布線區(qū)。.
[0040] 由于印制電路板制作工藝的限制，互感器的線徑為24mil，線圈匝數(shù)N的計(jì)算公式 為：

【權(quán)利要求】
1. 一種具有高抗電磁干擾能力的半開合式空屯、電流互感器，其特征在于，所述互感器 包括依次連接的空屯、線圈、信號防護(hù)電路和信號處理電路；所述空屯、線圈設(shè)置在PCB板上， 由兩個(gè)半圓形線圈連接組成，每個(gè)半圓形線圈的兩端均設(shè)有一個(gè)過孔； 所述空屯、線圈的輸出端采用雙層屏蔽雙絞線與信號防護(hù)電路連接； 所述信號防護(hù)電路，用于抑制頻率大于工頻的電磁干擾； 所述信號處理電路包括積分器和放大器，積分器的輸入端與所述信號防護(hù)電路連接， 放大器的輸出端為所述互感器的輸出端。
2. 如權(quán)利要求1所述的互感器，其特征在于，所述半圓形線圈一端的轉(zhuǎn)折處設(shè)置為W 過孔為圓屯、的圓弧形，兩個(gè)過孔之間通過跳線連接，所述過孔為所述互感器的輸出端； 當(dāng)所述半圓形線圈另一端相互分開時(shí)，串入互感器一次導(dǎo)線，所述半圓形線圈一端的 兩個(gè)過孔之間的距離保持不變，保證所述跳線連接可靠。
3. 如權(quán)利要求2所述的互感器，其特征在于，所述跳線布置在所述空屯、線圈的PCB板面 上。
4. 如權(quán)利要求2所述的互感器，其特征在于，所述半圓形線圈另一端上的過孔內(nèi)部焊 接有導(dǎo)線。
5. 如權(quán)利要求1所述的互感器，其特征在于，所述半圓形線圈通過螺桿固定在金屬殼 體內(nèi)，所述金屬殼體隨半圓形線圈旋轉(zhuǎn)。
6. 如權(quán)利要求1所述的互感器，其特征在于，所述信號防護(hù)電路包括連接于壓敏電阻 和瞬態(tài)抑制二極管之間的電感；所述壓敏電阻的另一端和瞬態(tài)抑制二極管的另一端均接 地； 所述壓敏電阻的兩端為所述信號防護(hù)電路的輸入端；所述電感與瞬態(tài)抑制二極管之間 的連接點(diǎn)為所述信號防護(hù)電路的輸出端。
7. 如權(quán)利要求1所述的互感器，其特征在于，所述積分器包括運(yùn)算放大器；所述運(yùn)算放 大器的反相輸入端通過電阻R1接地，同向輸入端依次與電阻R4和電阻R3連接； 所述電阻R1與反相輸入端的連接點(diǎn)通過電阻R2與運(yùn)算放大器的輸出端連接； 所述電阻R4與同向輸入端的連接點(diǎn)通過電容C2接地； 所述電阻R3和電阻R4的連接點(diǎn)通過電容C1與所述輸出端連接； 電阻R3的另一端為所述積分器的輸入端，運(yùn)算放大器的輸出端為所述積分器的輸出 端， 所述互感器的輸出電壓Va=V1Xki，其中，所述Vi為積分器的輸出信號，所述k1為放大 器的放大倍數(shù)。
【文檔編號】H01F27/28GK204230016SQ201420703444
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月20日
【發(fā)明者】汪泉, 張軍, 王歡, 項(xiàng)瓊, 王斯琪, 徐子立, 盧冰, 付濟(jì)良, 周瑋, 陳習(xí)文, 王旭, 齊聰, 郭子娟, 匡義, 朱赤丹 申請人:國家電網(wǎng)公司, 中國電力科學(xué)研究院, 國網(wǎng)浙江省電力公司