專利名稱：應力式電流互感器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電力系統(tǒng)領域。
背景技術：
電流互感器是電力系統(tǒng)中進行電能計量和繼電保護的重要設備，其精度及可靠性與電力系統(tǒng)的安全、可靠和經濟運行密切相關。然而隨著電力工業(yè)的發(fā)展，電力傳輸系統(tǒng)容量不斷增加，運行電壓等級也越來越高，目前我國電網(wǎng)的最高電壓等級已達500 kV,下一個電壓等級也許是750 kV或1000 kV。此時，傳統(tǒng)的電磁式電流互感器暴露出一系列嚴重的缺點電流互感器的絕緣結構將非常復雜，造價也會急劇增加；由于電磁感應式電流互感器所固有的磁飽和、鐵磁諧振、動態(tài)范圍小、頻帶窄以及有油易燃易爆等缺點，已難以滿足新一代電力系統(tǒng)在線檢測、高精度故障診斷、電力數(shù)字網(wǎng)等的發(fā)展需要。
實用新型內容本實用新型的目的是利用左手定則原理，既通電導線在磁場中受力的變化來測量被測電路電流的應力式電流互感器。本實用新型的母線穿過屏蔽外殼和絕緣層，并通過固定卡鎖卡住，銅芯接直流電源，在銅芯上側有壓力傳感器A，銅芯下側有壓力傳感器B，壓力傳感器A和壓力傳感器B與變送器連接，變送器通過屏蔽信號線與處理器相連，處理器上連有485總線。本實用新型改變了傳統(tǒng)的電磁耦合原理的電流互感器模型。與傳統(tǒng)的電磁式電流互感器相比，具有抗電磁干擾、不飽和、測量范圍大、頻帶寬、數(shù)字信號傳輸、體積小、重量輕等優(yōu)點。本實用新型結構簡單，重量輕，更重要的是避免了對傳統(tǒng)電流互感器的電磁干擾， 同時也避免了傳統(tǒng)電流互感器的磁飽和，并極大的提升了測量范圍。
圖1是實用新型壓力傳感器示意圖。
具體實施方式
本實用新型的母線1穿過屏蔽外殼3和絕緣層4，并通過固定卡鎖2卡住，銅芯5 接直流電源8，在銅芯5上側有壓力傳感器A6，銅芯5下側有壓力傳感器B7，壓力傳感器A6 和壓力傳感器B7與變送器9連接，變送器9通過屏蔽信號線10與處理器11相連，處理器 11上連有485總線12。本實用新型的工藝流程是a、啟動系統(tǒng)，并自我檢測，如檢測錯誤則重新啟動；將檢測狀態(tài)標示在各個對應數(shù)據(jù)位上。檢測正常標示為1，不正常標示為0。如11111110，標示為其中最后一個檢測的功能部件工作不正常。如果有啟動不正常的部件，則要求系統(tǒng)重新啟動。b、壓力傳感器A安裝于銅芯接近母線側；壓力傳感器B安裝于銅芯遠離母線側，由于銅芯電流為直流電流方、向自左向右，母線電流為交變電流；所以當母線電流在正半周時銅芯與母線相吸引，壓力傳感器A的測得值增大，壓力傳感器B的測得值減小，當母線電流在負半周時銅芯與母線相排斥，壓力傳感器A的測得值減小，壓力傳感器B的測得值增大； 壓力傳感器是工業(yè)通用的FST 800 — 201型。直線電流磁場的磁感線是一些以導線上各點為圓心的同心圓，這些同心圓都在跟導線垂直的平面上.實驗表明，改變電流的方向，各點的磁場方向都變成相反的方向，即磁感線的方向隨著改變.直線電流的方向跟它的磁感線方向之間的關系可以用安培定則(也叫右手螺旋定則)來判定用右手握住導線，讓伸直的大拇指所指的方向跟電流的方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向。安培力的方向既跟磁場方向垂直，又跟電流方向垂直，也就是說，安培力的方向總是垂直于磁感線和通電導線所在的平面。通電直導線所受安培力的方向和磁場方向、電流方向之間的關系，可以用左手定則來判定伸開左手.使大拇指跟其余四個手指垂直.并且都跟手掌在一個平面內，把手放入磁場中，讓磁感線垂直穿入手心，并使伸開的四指指向電流的方向，那么，大拇指所指的方向就是通電導線在磁場中所受安培力的方向.在磁場中垂直于磁場方向的通電導線，所受的安培力F跟電流I和導線長度L的乘積IL的比值叫做磁感應強度。精確的實驗表明，通電導線在磁場受到的安培力的大小，既與導線的長度L成正比，又與導線中的電流I成正比，即與I和L的乘積IL成正比，用公式表示為F = BIL。在電流流過母線的時候，會在垂直于母線的方向產生一個電磁作用力即F=BIL,其中L為選定母線的長度，B為磁感應強度，I為流過導線的電流大小，F(xiàn)為產生的力的大小。 我們可以通過實驗測試B的大小，本實用新型通過實驗的方式分別測量了長度為0. 5m,電壓為110KV的母線的B，其測量結果為0. 0053T，而根據(jù)作用力與反作用力等大反向的原理， 我們可以利用測量出的力來得到F，我們經過測量測得力F的大小為15. 625N,因此，通過公式F=BIL,我們可以得到該母線的流通電流為I=F/BL=15. 625/ (0. 0053*0. 5) =5896. 226A。c、壓力傳感器A、B的數(shù)據(jù)為模擬信號(即連續(xù)的電壓變化量)傳遞給變送器，變送器將數(shù)據(jù)轉換成數(shù)字信號(高低電平的變化，可以用0和1來表示電壓的高和低)，為的是減小電磁環(huán)境對電壓信號的干擾，轉變后的信號通過屏蔽信號線(外部由金屬網(wǎng)包裹的導線) 傳遞給母線下方的處理器；TMS2407型dsp處理芯片，高抗干擾及穩(wěn)定性的工業(yè)用數(shù)據(jù)處理芯片。將采集到的壓力數(shù)據(jù)轉換為0和1代表的2進制數(shù)據(jù)。如IOObar表示為10011100。d、處理器將得到的數(shù)字化的壓力信號反向發(fā)給變送器并要求變送器進行數(shù)據(jù)比較，TMS2407型dsp處理芯片。將采集到的10011100 二進制數(shù)據(jù)轉換為lOObar。如果反饋回來的信號與變送器發(fā)送的信號相同，則要求處理器將信號傳遞給遠端的計算機；如果反饋回來的信號與變送器發(fā)送的信號不相同，則重新采集壓力傳感器A、B的數(shù)據(jù)重新發(fā)送； 如對應壓力IOObar編碼為10011100，通過具有電磁屏蔽功能的數(shù)據(jù)線傳遞給數(shù)據(jù)轉換芯片B并反饋回來的信號相對比，如果反饋回來的信號為10011100則表示數(shù)據(jù)相等，信號處理芯片B收到的信號正確。如果反饋回來的信號不是10011100，則表示數(shù)據(jù)不等。此時要求信號處理芯片A重新發(fā)送收據(jù)。e、處理器將得到的數(shù)字化的壓力信號與儲存好的數(shù)據(jù)表格進行對比(不同壓力值對應不同電流值的數(shù)據(jù)表格)，查找出相應的電流值，并將此數(shù)值通過485總線(一種可遠距離傳輸?shù)拇型ㄐ欧绞?發(fā)送給遠端的計算機。遠方監(jiān)控中心的計算機。監(jiān)控人員用此計算機監(jiān)測被測物體溫度變化。如果有異常此計算機報警提示相關人員。 安裝要求 1、固定卡鎖要嚴密，保證此電流互感器與母線間無相對運動。 2、數(shù)據(jù)采集端的金屬屏蔽外殼是為了防止外界電場或磁場對數(shù)據(jù)采集過程的干
擾，因此應保證外殼的良好接地并避免帶電體的直接接觸。
權利要求1. 一種應力式電流互感器，其特征在于母線(1)穿過屏蔽外殼(3)和絕緣層(4)，并通過固定卡鎖(2)卡住，銅芯(5)接直流電源(8)，在銅芯(5)上側有壓力傳感器A (6)，銅芯 (5)下側有壓力傳感器B (7)，壓力傳感器A (6)和壓力傳感器B (7)與變送器(9)連接， 變送器(9)通過屏蔽信號線(10)與處理器(11)相連，處理器(11)上連有485總線(12)。
專利摘要一種應力式電流互感器，本實用新型的目的是利用左手定則原理，既通電導線在磁場中受力的變化來測量被測電路電流的應力式電流互感器。本實用新型的母線穿過屏蔽外殼和絕緣層，并通過固定卡鎖卡住，銅芯接直流電源，在銅芯上側有壓力傳感器A，銅芯下側有壓力傳感器B，壓力傳感器A和壓力傳感器B與變送器連接，變送器通過屏蔽信號線與處理器相連，處理器上連有485總線。本實用新型改變了傳統(tǒng)的電磁耦合原理的電流互感器模型。與傳統(tǒng)的電磁式電流互感器相比，具有抗電磁干擾、不飽和、測量范圍大、頻帶寬、數(shù)字信號傳輸、體積小、重量輕等優(yōu)點。本實用新型結構簡單，重量輕，更重要的是避免了對傳統(tǒng)電流互感器的電磁干擾，同時也避免了傳統(tǒng)電流互感器的磁飽和，并極大的提升了測量范圍。
文檔編號H01F38/28GK202268243SQ20112035443
公開日2012年6月6日 申請日期2011年9月21日 優(yōu)先權日2011年9月21日
發(fā)明者張寶光, 朱立波, 李金龍, 林樂亭, 胡巍 申請人:吉林省電力有限公司超高壓公司