CN219457343U - 一种罗式线圈电流互感器结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种罗式线圈电流互感器结构，属于电力变压器应用设备及方法技术领域。技术方案是：返回匝（3）埋设在骨架（1）上端面的中间，漆包线（2）绕制在骨架（1）上组成导线，漆包线（2）末端连接返回匝（3），通过二次引线（7）连接积分器（8），积分器（8）包含滤波电路和积分电路；铝箔（4）和裸铜线（5）绕制在导线外层组成复合屏蔽层，绝缘层（6）绕制在复合屏蔽层外层。本实用新型的有益效果是：通过铝箔和裸铜线连续绕制无需断开,提高了绕制效率，采用可调电阻，简化了结构，提高了标准化程度，成本低，无铁心饱和现象，避免保护装置误动作。

Description

一种罗式线圈电流互感器结构

技术领域

本实用新型涉及一种罗式线圈电流互感器结构，属于电力变压器应用设备及方法技术领域。

背景技术

目前，变压器套管用电流互感器一般是电磁式电流互感器，存在因铁心饱和造成保护装置误动作的现象，如果保护级均改成TPY级等暂态保护用电流互感器，很可能因为暂态保护用电流互感器体积过大，造成无法制造或无安装空间，而且成本高昂。变压器套管用电流互感器额定二次电流一般为5A或1A，不利于设备的小型化、电子化、智能化的发展方向。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种罗式线圈电流互感器结构，通过铝箔和裸铜线连续绕制不需断开,提高了绕制效率，采用可调电阻，简化了结构，提高了标准化程度，成本低，无铁心饱和现象，避免保护装置误动作，有效地解决了背景技术中存在的上述问题。

本实用新型的技术方案是：一种罗式线圈电流互感器结构，包含骨架、漆包线、返回匝、铝箔、裸铜线、绝缘层、二次引线和积分器，所述返回匝埋设在骨架上端面的中间，漆包线绕制在骨架上组成导线，漆包线末端连接返回匝，通过二次引线连接积分器，积分器包含滤波电路和积分电路；铝箔和裸铜线绕制在导线外层组成复合屏蔽层，绝缘层绕制在复合屏蔽层外层。

所述积分器中设有可调电阻。

所述铝箔和裸铜线皆为连续绕制，裸铜线稀绕在铝箔外层。

所述骨架内外径和高度，以及漆包线的直径，与额定一次电流和额定二次电压相匹配。

所述骨架为圆环形，截面为矩形或圆形中的一种。

所述骨架的材质为环氧玻璃布板。

所述骨架上端中间位置开有槽，返回匝设置在槽内。

所述二次引线为双绞线或屏蔽电缆中的一种，二次引线的材质耐变压器油。

所述积分器为模拟积分器或数字积分器中的一种。

本实用新型的有益效果是：通过铝箔和裸铜线连续绕制无需断开,提高了绕制效率，采用可调电阻，简化了结构，提高了标准化程度，成本低，无铁心饱和现象，避免保护装置误动作。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构图；

图2是本实用新型积分器滤波电路原理图；

图3是本实用新型积分器积分电路原理图；

图中：骨架1、漆包线2、返回匝3、铝箔4、裸铜线5、绝缘层6、二次引线7、积分器8。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型技术方案作进一步详细的说明，这是本实用新型的较佳实施例。应当理解，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例；需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

一种罗式线圈电流互感器结构，包含骨架1、漆包线2、返回匝3、铝箔4、裸铜线5、绝缘层6、二次引线7和积分器8，所述返回匝3埋设在骨架1上端面的中间，漆包线2绕制在骨架1上组成导线，漆包线2末端连接返回匝3，通过二次引线7连接积分器8，积分器8包含滤波电路和积分电路；铝箔4和裸铜线5绕制在导线外层组成复合屏蔽层，绝缘层6绕制在复合屏蔽层外层。

所述积分器8中设有可调电阻。

所述铝箔4和裸铜线5皆为连续绕制，裸铜线5稀绕在铝箔4外层。

所述骨架1内外径和高度，以及漆包线2的直径，与额定一次电流和额定二次电压相匹配。

所述骨架1为圆环形，截面为矩形或圆形中的一种。

所述骨架1的材质为环氧玻璃布板。

所述骨架1上端中间位置开有槽，返回匝3设置在槽内。

所述二次引线7为双绞线或屏蔽电缆中的一种，二次引线7的材质耐变压器油。

所述积分器8为模拟积分器或数字积分器中的一种。

本实用新型的制造方法，包含以下步骤：

①根据变压器套管的油中最大尺寸加上合理的安装空间选取罗式线圈电流互感器的内径，根据罗式线圈电流互感器的额定一次电流和额定二次电压，选择骨架的内外径和高度以及漆包线直径，在骨架上端中间位置开个槽，将返回匝放入槽内，在骨架外面绕漆包线组成导线；

②导线外绕内绝缘层，内绝缘层外绕铝箔，铝箔外用裸铜线稀绕一层作为复合屏蔽层，复合屏蔽层外再绕一层绝缘层；

③包线末端连接返回匝，通过二次引线连接积分器；

④积分器调节二次电压与一次电流之间的相位，让二次电压与一次电流同相位；积分器同时用于放大二次电压。

所述步骤②中，铝箔和裸铜线连续绕制，无需中间断开。

所述步骤④中，积分器中加入可调电阻，用于调节放大倍数，通过调节可调电阻的大小实现不同变比，满足用户不同额定一次电流和二次输出电压的要求。

所述步骤①中，漆包线在骨架上1层均匀密绕。

所述步骤①中，骨架的截面为矩形或圆形中的一种，

当骨架截面为矩形时罗式线圈电流互感器的互感系数M＝Nμ₀h/(2π)ln(D/d)，式中M为互感系数，N为罗式线圈的匝数，μ₀为真空的磁导率，h为骨架的高，D为骨架的外径，d为骨架的内径；

当骨架截面为圆形时罗式线圈电流互感器的互感系数M＝Nμ₀/4(d+D-2)，式中M为互感系数，N为罗式线圈的匝数，h为骨架的高，D为骨架的外径，d为骨架的内径；

二次电压U＝2πfMI式中U为二次电压，f为工作频率，M为互感系数，I为额定一次电流。

在实际应用中，本实用新型包含骨架、漆包线、复合屏蔽层、绝缘层、二次引线和积分器。

骨架1为圆环形，截面为矩形或圆形，骨架1材料可选环氧玻璃布板、环氧树脂、陶瓷(易碎、不易加工)、有机玻璃(易碎、不易加工)、大理石和花岗岩等，优选环氧玻璃布板。漆包线2可选直径在0.18-0.31的QQ2型漆包圆铜线。复合屏蔽层为铝箔和裸铜线稀绕构成的复合屏蔽层。二次引线用双绞线或屏蔽电缆引出。积分器可采用模拟积分器，也可采用数字积分器。

设计制造方法：根据变压器套管的油中最大尺寸加上合理的安装空间选取罗式线圈电流互感器的内径，罗式线圈电流互感器的外径不宜取的过大，如果过大，会造成骨架的内外径相差比较大，保证漆包线在内径密绕时，外径侧漆包线之间的间隙比较大，造成漏磁比较严重，影响电流互感器的误差。骨架的截面一般为矩形或圆形。当骨架截面为矩形时，罗式线圈电流互感器的互感系数M＝Nμ₀h/(2π)ln(D/d)，式中M为互感系数，N为罗式线圈的匝数，μ₀为真空的磁导率，h为骨架的高，D为骨架的外径，d为骨架的内径。当骨架截面为圆形时，罗式线圈电流互感器的互感系数M＝Nμ₀/4(d+D-2)，式中M为互感系数，N为罗式线圈的匝数，h为骨架的高，D为骨架的外径，d为骨架的内径。二次电压U＝2πfMI式中U为二次电压，f为工作频率，M为互感系数，I为额定一次电流。根据罗式线圈电流互感器的额定一次电流和额定二次电压，选择合理的骨架的内外径和高度以及漆包线直径，在骨架外面绕漆包线组成导线，漆包线一般选1层均匀密绕，同时设置一个返回匝，返回匝设置在骨架上端面的中间，在骨架上端中间位置开个槽，将返回匝放入槽内。导线外绕一层内绝缘层，内绝缘层材料可以是皱纹纸，也可以是聚酯薄膜等耐变压器油的绝缘材料，内绝缘层外绕一层铝箔，铝箔外用裸铜线稀绕一层作为复合屏蔽层，复合屏蔽层外再绕一层绝缘层。复合屏蔽层是减小外部电场对罗式线圈电流互感器误差造成的影响。为了绕制方便，铝箔和裸铜线可连续绕制，无需中间断开，因二次匝数较多，复合屏蔽层形成的短路匝对电流互感器的比差和角差影响不太大，可以用比例修正系数和相位偏移修正值进行修正。二次引线采用双绞线或屏蔽电缆也是为了减小外部电场对罗式线圈电流互感器误差造成的影响，二次引线材料也需耐变压器油。积分器是为了调节二次电压与一次电流之间的相位，让二次电压与一次电流同相位。积分器也可以用于放大二次电压。积分器可以做成模拟信号输出的，也可以做成数字信号输出的。因罗式线圈的输出可能含有高次谐波，积分器中需要设计滤波电路，积分器中加入可调电阻，用于调节放大倍数，可以实现罗式线圈本体和积分器的标准化设计，通过调节可调电阻的大小实现不同变比，满足用户不同额定一次电流和二次输出电压的要求。

实施例：

骨架1选取内径φ400mm，外径φ440mm，高20mm的环氧玻璃布板，漆包线2选取φ0.31的QQ2型漆包圆铜线，铝箔4选取0.015mm厚、宽50mm的铝箔，裸铜线5选取φ0.2的铜线，绝缘层6选取0.05mm厚、宽50mm的聚酯薄膜，二次引线7选取屏蔽电缆。额定一次电流为1000A，额定二次输出电压为0.43V，二次匝数3588匝，骨架1外绕漆包线2，绕完3588匝后接预先埋设的返回匝3，在导线外绕铝箔4，铝箔4无需断开，铝箔4外再稀绕裸铜线5，裸铜线5也无需断开，铝箔4和裸铜线5构成复合屏蔽层，最外层绕绝缘层6，Vref为参考电压(2.5V)，R1＝20kΩ，R2＝5kΩ，R3＝4kΩ，R4＝3.4kΩ，C1＝C2＝0.022μF，R5＝30kΩ，R6＝3MΩ，R7为可调电阻，阻值在10Ω～1MΩ，C3＝0.1μF。铝箔和裸铜线连续绕制无需断开,提高了绕制效率，积分电路采用可调电阻，简化了罗式线圈本体和积分器的设计和制造规格，提高了标准化程度。本实用新型成本低，无铁心饱和现象，避免保护装置误动作。

Claims (5)

1.一种罗式线圈电流互感器结构，其特征在于：包含骨架（1）、漆包线（2）、返回匝（3）、铝箔（4）、裸铜线（5）、绝缘层（6）、二次引线（7）和积分器（8），所述返回匝（3）埋设在骨架（1）上端面的中间，漆包线（2）绕制在骨架（1）上组成导线，漆包线（2）末端连接返回匝（3），通过二次引线（7）连接积分器（8），积分器（8）包含滤波电路和积分电路；铝箔（4）和裸铜线（5）绕制在导线外层组成复合屏蔽层，绝缘层（6）绕制在复合屏蔽层外层；所述铝箔（4）和裸铜线（5）皆为连续绕制，裸铜线（5）稀绕在铝箔（4）外层。

2.根据权利要求1所述的一种罗式线圈电流互感器结构，其特征在于：所述积分器（8）中设有可调电阻。

3.根据权利要求1所述的一种罗式线圈电流互感器结构，其特征在于：所述骨架（1）内外径和高度，以及漆包线（2）的直径，与额定一次电流和额定二次电压相匹配。

4.根据权利要求1所述的一种罗式线圈电流互感器结构，其特征在于：所述骨架（1）为圆环形，截面为矩形或圆形中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种罗式线圈电流互感器结构，其特征在于：所述骨架（1）的材质为环氧玻璃布板。