，共计36mm;第五，圆环形卷铁巧的内径巫a、外径巫A及高度h 根据计算得出的圆环形卷铁巧截面积、二次绕组的中屯、孔内径Oal、二次绕组的应数、漆包 线线径W及满足圆环形卷铁巧具有最小平均磁路长并使铁巧有适当绕制漆包线空间的条 件后决定。W上五点要求作为该铁巧电流互感器设计的主要依据，都是公知的知识技术，可 参考肖祖荣、高祖绵编著的迂宁科学技术出版社2003年2月出版的"互感器原理与设计基 础"一书的第二、四、五章，相关章节中有设计计算的方法、公式、示例等诸多详细介绍。本实 例的单应穿屯、式铁巧电流互感器根据计算并由此制得的互感器的具体尺寸和参数是；铁巧 26尺寸，铁巧内径Oa为50mm，外径OA为85mm，厚度5为17. 5mm，高度h为40mm，截面积 为6. 65mm2,磁路长为21. 20cm;在铁巧26绕制普通的漆包线后制成的二次绕组25的具体 尺寸是，二次绕组25的中屯、孔内径Oal= 36mm，二次绕组25的外径OA1 = 99mm，二次绕 组25的高hi= 54mm，其余的请参看"表1.铁巧电流互感器设计计算单"中所列数据。该 样就把传统复杂繁琐的高压电流互感器的设计、制造变成简单的低压干式绝缘的单应穿屯、 式铁巧电流互感器的生产加工。
[0067]
【主权项】
1. 电缆穿心式全屏蔽电子电流互感器，其特征在于：其包括作为单匝式一次绕组的单 芯交联电缆，由非磁性金属材料成型的屏蔽盒以及设置于屏蔽盒内部的二次绕组，所述二 次绕组缠绕在圆环形绕线骨架上，所述屏蔽盒接地，屏蔽盒对应二次绕组的中心孔处设有 非磁性金属管构成的金属通孔，作为单匝式一次绕组的单芯交联电缆穿过屏蔽盒金属通孔 设置，所述二次绕组的两端分别通过一接地电阻接地，所述二次绕组的两端与一电子电路 板上指定的两个输入端通过两芯航空插接头和双芯屏蔽信号电缆进行电连接，所述电子电 路板设置于一接地的金属屏蔽箱内，所述电子电路板上设有信号处理电路，所述二次绕组 的两端向电子电路板上的指定的两个输入端即信号处理电路的两个同相输入端输出采样 信号，所述信号处理电路对输入的采样信号进行处理之后在电路的两个输出端同时输出一 个用于电流测量计量的测量信号和一个用于电流保护控制用的保护信号，测量信号和保护 信号均为正弦波形的模拟信号。
2. 根据权利要求1所述电缆穿心式全屏蔽电子电流互感器，其特征在于：所述二次绕 组两端输出的采样信号是差模信号，为两个相位相反、幅值相等、并与一次电流成正比的对 地电压信号。
3. 根据权利要求1所述电缆穿心式全屏蔽电子电流互感器，其特征在于：所述的作为 单匝式一次绕组的单芯交联电缆穿过屏蔽盒金属通孔设置，单芯交联电缆的额定电压就是 该电缆穿心式全屏蔽电子电流互感器的额定工作电压，单芯交联电缆的允许载流量就是该 电缆穿心式全屏蔽电子电流互感器的额定一次电流，单芯交联电缆的铜带或铜丝屏蔽层按 有关技术规定制作设置接地线接地，单芯交联电缆的端部具有压接的接线端子并且该单芯 交联电缆端部按有关技术规定制作设置与该单芯交联电缆电压等级相应的电缆预制终端 装置或电缆终端头，所述的单芯交联电缆作为互感器的单匝式一次绕组应串联连接在待测 的电力线路上。
4. 根据权利要求1所述电缆穿心式全屏蔽电子电流互感器，其特征在于：所述圆环形 绕线骨架为冷轧硅钢板材料制成的圆环形卷铁芯，所述设置于屏蔽盒内部的二次绕组是采 用普通的漆包线缠绕在圆环形卷铁芯上，构成低压干式绝缘的单匝穿心式铁芯电流互感 器，该铁芯电流互感器的额定二次电流为5A，准确级为0. 5级，圆环形卷铁芯的截面积满足 在一次电流达到设计的额定准确限值一次电流时圆环形卷铁芯不饱和，所述的二次绕组的 中心孔内径尺寸比单匝一次绕组所选用的单芯交联电缆的外径大8~10mm，圆环形卷铁 芯的内径、外径及高度根据圆环形卷铁芯的截面积、二次绕组的中心孔内径、二次绕组的匝 数、漆包线线径以及满足圆环形卷铁芯具有最小平均磁路长并使圆环形卷铁芯有绕制漆包 线空间的条件决定，所述二次绕组的两端分别通过一接地电阻接地，每个接地电阻的阻值 相同，为〇· 01 Ω~0· 1 Ω。
5. 根据权利要求1所述电缆穿心式全屏蔽电子电流互感器，其特征在于：所述圆环形 绕线骨架为非磁性圆环形绕线骨架，所述设置于屏蔽盒内部的二次绕组缠绕在非磁性圆环 形绕线骨架上构成空心线圈，所述的单芯交联电缆穿过屏蔽盒金属通孔设置构成空心线圈 电流互感器，所述二次绕组即空心线圈的两端分别通过一接地电阻接地，每个接地电阻的 阻值相同，为50 Ω~IOK Ω。
6. 根据权利要求1所述电缆穿心式全屏蔽电子电流互感器，其特征在于：所述屏蔽盒 包括可容纳缠绕在圆环形绕线骨架上的二次绕组的壳体、可拆卸的底盖和非磁性金属管； 所述壳体相对两面对应二次绕组的中心孔处设有与该中心孔同轴的圆孔；所述非磁性金属 管穿过圆孔设置，所述的非磁性金属管在屏蔽盒的壳体装入二次绕组后穿过二次绕组的中 心孔且金属管的两端分别与壳体的相对两面的圆孔孔边紧密电连接后形成屏蔽盒的金属 通孔；所述非磁性金属管是一薄壁的管子，管子的内径尺寸比作为单匝式一次绕组的单芯 交联电缆的外径大，管子的外径尺寸比二次绕组的中心孔内径小；作为单匝式一次绕组的 单芯交联电缆穿过屏蔽盒金属通孔设置；所述底盖可拆卸安装于壳体的底部，所述底盖的 中心装配有一双芯航空插接头；所述底盖为内凹式，所述底盖通过螺丝固定于壳体底部内 侧，所述的屏蔽盒接地。
7. 根据权利要求1所述电缆穿心式全屏蔽电子电流互感器，其特征在于：所述二次绕 组的两端通过屏蔽盒底盖上的两芯航空插接头、双芯屏蔽信号电缆的两芯以及设在接地的 金属屏蔽箱箱体上的两芯航空插接头与金属屏蔽箱内的电子电路板上信号处理电路的两 个同相输入端一一对应电连接，双芯屏蔽信号电缆两端的屏蔽层接地。
8. 根据权利要求1所述电缆穿心式全屏蔽电子电流互感器，其特征在于：所述信号处 理电路包括十个电路模块；第一电路模块是由两个其截止频率为工频频率的一阶低通滤波 器构成的同相并联的滤波放大电路，其增益是可调的；第二和第三电路模块是相同的，都是 由两个其截止频率为工频频率的二阶巴特沃斯低通滤波器构成具有固定增益的同相并联 的滤波放大电路；第四、第五、第八和第九电路模块是相同的，都是由两个可调整的超前移 相电路构成的同相并联的相位调整电路；第七电路模块是由两个电压跟随器构成的同相并 联的阻抗变换电路；第六和第十电路模块是相同的，都是由一个差动放大电路后接一个电 压跟随器构成的信号输出电路； 所述二次绕组的两端向电子电路板上指定的两个输入端即信号处理电路的第一电路 模块的两个同相输入端输入采样信号，第一电路模块的两个输出端与第二电路模块的两个 输入端电连接，第二电路模块的两个输出端的输出分成两路：一路与第三电路模块的两个 输入端电连接，第三电路模块的两个输出端与第四电路模块的两个输入端电连接，第四电 路模块的两个输出端与第五电路模块的两个输入端电连接，第五电路模块的两个输出端与 第六电路模块的两个输入端电连接，在第六电路模块的电压跟随器输出端输出用于电流测 量计量的测量信号，所述测量信号为正弦波形的模拟信号；第二电路模块输出的另一路与 第七电路模块的两个输入端电连接，第七电路模块的两个输出端与第八电路模块的两个输 入端电连接，第八电路模块的两个输出端与第九电路模块的两个输入端电连接，第九电路 模块的两个输出端与第十电路模块的两个输入端电连接，在第十电路模块的电压跟随器输 出端输出用于电流保护控制的保护信号，所述保护信号为正弦波形的模拟信号。
9. 根据权利要求8所述电缆穿心式全屏蔽电子电流互感器，其特征在于：所述信号处 理电路中的电路模块是可以增、减的，当被测量的电流中包含更为严重的谐波干扰时，可以 在第一电路模块后面增添一个与第二或第三电路模块完全相同的、由两个其截止频率为工 频频率的二阶巴特沃斯低通滤波器构成的具有固定增益的同相并联滤波放大电路；当被测 量的电流中的谐波干扰较少且需要获取更为快捷的保护信号时，可以把第七电路模块的两 个输入端由和第二电路模块两个输出端的电连接改为与第一电路模块两个输出端的电连 接。
【专利摘要】本实用新型公开的电缆穿心式全屏蔽电子电流互感器，能够单独使用其一个二次绕组的两端提供一个采样信号并输入到电子电路板上的一个信号处理电路，经处理之后在电路的两个输出端同时输出两个正弦波形的模拟信号，一个用于电流测量计量的测量信号，一个用于电流保护控制用的保护信号，使得本实用新型公开的电缆穿心式全屏蔽电子电流互感器同时具备测量功能和保护功能，实现了测量用电流互感器和保护用电流互感器合并为一个电流互感器共用的目标，其性能出众、成本低廉，适用性广阔，具有显著的经济及技术效果。
【IPC分类】H01F27-40, H01F27-36, H01F38-28, G01R15-18, H01F38-32, H01F27-30
【公开号】CN204558230
【申请号】CN201520303416
【发明人】林纪秋, 林琳
【申请人】林纪秋, 林琳
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年5月12日