智能脫扣器專用電流互感器的應(yīng)用案例

1、1智能脫扣器專用電流互感器的應(yīng)用案例智能脫扣器專用電流互感器的應(yīng)用案例概述智能脫扣器是萬能式智能斷路器的核心部件，它實(shí)時(shí)檢測主電路的三相電流，通過微處理器(MCU)的處理和分析，控制斷路器的合閘或分?jǐn)?，?shí)現(xiàn)對配電系統(tǒng)、電動機(jī)的保護(hù)。與傳統(tǒng)的控制器相比，智能脫扣器以微處理器為控制器的核心，具有一定的分析和判斷能力，能處理電網(wǎng)中更加復(fù)雜的情況，從而在整體上提高了低壓電器設(shè)備的自動化、智能化水平。智能脫扣器中信號采集單元是保證智能脫扣器控制能

2、力的高準(zhǔn)確性和高可靠性的重要基礎(chǔ)。信號采集單元將低壓電網(wǎng)中的電流、接地故障電流及電壓信號變換成信號處理單元可接受的模擬電壓信號。目前電流傳感器的選用及存在的問題：由于目前帶鐵芯的電流互感器測量小電流時(shí)精度較高，但作為過負(fù)荷電流和短路電流的檢測時(shí)，動態(tài)范圍和測量精度均有限。而一般的傳統(tǒng)方法制作的空芯線圈測量大電流，尤其是作為過負(fù)荷電流和短路電流的檢測時(shí)，精度較高，線性范圍寬，但測量小電流時(shí)，精度較低。因此根據(jù)電流大小的區(qū)別，一般額定電流較

3、小時(shí)（如600A以下），采用鐵芯互感器。額定電流較大時(shí)（如600A以上），采用空芯線圈（Rogowski線圈）進(jìn)行測量。此外，一般還采用鐵芯互感器測量接地故障時(shí)的小電流信號。但是，由于電流互感器的輸出是提供給控制器的，如果采用帶鐵芯的電流互感器，其二次輸出不能采用通常的1A或5A的輸出，而必須是mA級的小電流，再通過電阻轉(zhuǎn)換成電壓信號，由于一次電流一定時(shí)，二次輸出的電流大小直接和二次繞組的匝數(shù)相關(guān)，當(dāng)一次電流100A以上時(shí)，為了獲得mA

4、級的二次輸出小電流信號，二次繞組的匝數(shù)將達(dá)到幾千匝甚至是上萬匝，給帶鐵芯的電流傳感器的生產(chǎn)及性能的一致性、可靠性等帶來問題。由空芯線圈的測量原理決定，其線性范圍和動態(tài)范圍極寬，但是傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)方法決定了它測量小電流時(shí)精度較低，易受外界電磁干擾，測量大電流時(shí)，也存在性能的一致性、可靠性、溫度特性等問題（以下將分析其產(chǎn)生的原因）。由以上分析可以看到，空芯線圈的測量原理較鐵心電流互感器而言，更適合用于控制器中，但是必須采取特殊的傳感結(jié)構(gòu)和

5、生產(chǎn)方法，才能克服上述缺點(diǎn)，用于小電流的測量，并在測量大電流時(shí)提高其性能的一致性、可靠性、溫度特性等。存在的問題Rogowski線圈的測量準(zhǔn)確度取決于一個(gè)穩(wěn)定的互感常數(shù)M。為了獲得理想狀態(tài)下的空芯線圈，制作時(shí)必須遵循以下3個(gè)條件1、單位骨架長度上的線圈密度恒定；（難易程度：較難達(dá)到）2、每一匝線圈的橫截面與中心線垂直；（難易程度：極難達(dá)到）3、骨架截面積恒定；（難易程度：選用溫度系數(shù)好的骨架材料，一般可以達(dá)到）上述條件對繞制工藝提出了極

6、高的要求。實(shí)際上，即使采用自動化程度很高的繞線機(jī)，也難以滿足上述條件。2由此引起的主要問題是：線圈對外磁場干擾很敏感：例如，鄰相電流的干擾；空間電磁場的干擾；被測導(dǎo)線不在中心孔引起的磁場分布不均勻等。線圈的可靠性不高：由于線圈工作溫度變化范圍可能高達(dá)100℃，引起繞制的漆包線分布不均勻，受力后拉伸超過一定的極限斷裂，造成線圈短線，輸出無信號，這是已被實(shí)踐驗(yàn)證的較常見的故障，可高達(dá)脫扣器故障的30％以上。線圈的性能分散性大：用于脫扣器時(shí)，

7、給生產(chǎn)、標(biāo)定帶來一系列的不便。雖然目前的一些生產(chǎn)廠家采取了繞制手段及工藝等方面的改進(jìn)，但是上述問題仍然沒有得到很好的解決。主要原因就是用手工繞制的Rogowski線圈和理想狀態(tài)下的線圈相差甚遠(yuǎn)，只要是手工繞制，均不可避免地存在上述問題。解決方案傳統(tǒng)的手工繞制Rogowski線圈制造方法必須徹底摒棄，才能克服上述性能上的問題，達(dá)到理想Rogowski線圈的性能。本公司經(jīng)過多年的潛心研究，創(chuàng)造出一種完全不同于以往的線圈結(jié)構(gòu)及制造方法（已獲得