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)啵瑢?shí)現(xiàn)對(duì)配電系統(tǒng)、電動(dòng)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(dòng)化、智能化水平。智能脫扣器中信號(hào)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(hào)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(hào)變換成信號(hào)處理單元可接受的模擬電壓信號(hào)。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(dòng)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(hào)。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(jí)的小電流，再通過電阻轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，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(jí)的二次輸出小電流信號(hào)，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(dòng)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(duì)繞制工藝提出了極

6、高的要求。實(shí)際上，即使采用自動(dòng)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(duì)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(hào)，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