专利名称：压力式电流互感器的制作方法
技术领域：
本发明属于电力系统领域。
背景技术：
电流互感器是电力系统中进行电能计量和继电保护的重要设备，其精度及可靠 性与电力系统的安全、可靠和经济运行密切相关。然而随着电力工业的发展，电力传输 系统容量不断增加，运行电压等级也越来越高，目前我国电网的最高电压等级已达500 kV,下一个电压等级也许是750 kV或1000 kV。此时，传统的电磁式电流互感器暴露出 一系列严重的缺点电流互感器的绝缘结构将非常复杂，造价也会急剧增加；由于电磁 感应式电流互感器所固有的磁饱和、铁磁谐振、动态范围小、频带窄以及有油易燃易爆 等缺点，已难以满足新一代电力系统在线检测、高精度故障诊断、电力数字网等的发展 需要。
发明内容
本发明的目的是利用左手定则原理，既通电导线在磁场中受力的变化来测量被 测电路电流的压力式电流互感器。本发明的母线穿过屏蔽外壳和绝缘层，并通过固定卡锁卡住，铜芯接直流电 源，在铜芯上侧有压力传感器A，铜芯下侧有压力传感器B，压力传感器A和压力传感器 B与变送器连接，变送器通过屏蔽信号线与处理器相连，处理器上连有485总线。本发明的工艺流程是
a、启动系统，并自我检测，如检测错误则重新启动；
b、压力传感器A安装于铜芯接近母线侧；压力传感器B安装于铜芯远离母线侧，由 于铜芯电流为直流电流方、向自左向右，母线电流为交变电流；所以当母线电流在正半 周时铜芯与母线相吸引，压力传感器A的测得值增大，压力传感器B的测得值减小，当 母线电流在负半周时铜芯与母线相排斥，压力传感器A的测得值减小，压力传感器B的 测得值增大；
C、压力传感器A、B的数据为模拟信号传递给变送器，变送器将数据转换成数字信 号，为的是减小电磁环境对电压信号的干扰，转变后的信号通过屏蔽信号线传递给母线 下方的处理器；
d、处理器将得到的数字化的压力信号反向发给变送器并要求变送器进行数据比较， 如果反馈回来的信号与变送器发送的信号相同，则要求处理器将信号传递给远端的计算 机；如果反馈回来的信号与变送器发送的信号不相同，则重新采集压力传感器A、B的 数据重新发送；
e、处理器将得到的数字化的压力信号与储存好的数据表格进行对比，查找出相应的 电流值，并将此数值通过485总线发送给远端的计算机。本发明改变了传统的电磁耦合原理的电流互感器模型。与传统的电磁式电流互感器相比，具有抗电磁干扰、不饱和、测量范围大、频带宽、数字信号传输、体积小、 重量轻等优点。本发明结构简单，重量轻，更重要的是避免了对传统电流互感器的电磁 干扰，同时也避免了传统电流互感器的磁饱和，并极大的提升了测量范围。
图1是本发明工艺流程图； 图2是本发明压力传感器示意图。
具体实施例方式本发明的母线1穿过屏蔽外壳3和绝缘层4，并通过固定卡锁2卡住，铜芯5接 直流电源8，在铜芯5上侧有压力传感器A6，铜芯5下侧有压力传感器B7，压力传感器 A6和压力传感器B7与变送器9连接，变送器9通过屏蔽信号线10与处理器11相连，处 理器11上连有485总线12。本发明的工艺流程是
a、启动系统，并自我检测，如检测错误则重新启动；将检测状态标示在各个对应数 据位上。检测正常标示为1，不正常标示为0。如11111110，标示为其中最后一个检测 的功能部件工作不正常。如果有启动不正常的部件，则要求系统重新启动。b、压力传感器A安装于铜芯接近母线侧；压力传感器B安装于铜芯远离母线 侧，由于铜芯电流为直流电流方、向自左向右，母线电流为交变电流；所以当母线电流 在正半周时铜芯与母线相吸引，压力传感器A的测得值增大，压力传感器B的测得值减 小，当母线电流在负半周时铜芯与母线相排斥，压力传感器A的测得值减小，压力传感 器B的测得值增大；压力传感器是工业通用的FST 800 - 201型。直线电流磁场的磁感 线是一些以导线上各点为圆心的同心圆，这些同心圆都在跟导线垂直的平面上.实验表 明，改变电流的方向，各点的磁场方向都变成相反的方向，即磁感线的方向随着改变. 直线电流的方向跟它的磁感线方向之间的关系可以用安培定则(也叫右手螺旋定则)来 判定用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致，弯曲的四指所 指的方向就是磁感线的环绕方向。安培力的方向既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直，也就是说，安培力的方 向总是垂直于磁感线和通电导线所在的平面。通电直导线所受安培力的方向和磁场方向、电流方向之间的关系，可以用左手 定则来判定伸开左手.使大拇指跟其余四个手指垂直.并且都跟手掌在一个平面内， 把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么，大 拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向.
在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的安培力F跟电流I和导线长度L的乘积 IL的比值叫做磁感应强度。精确的实验表明，通电导线在磁场受到的安培力的大小，既与导线的长度L成 正比，又与导线中的电流I成正比，即与I和L的乘积IL成正比，用公式表示为F = BIL。在电流流过母线的时候，会在垂直于母线的方向产生一个电磁作用力即F=BIL,其中L为选定母线的长度，B为磁感应强度，I为流过导线的电流大小，F为 产生的力的大小。我们可以通过实验测试B的大小，本发明通过实验的方式分别测量了 长度为0.5m，电压为110KV的母线的B，其测量结果为0.0053T，而根据作用力与反作用 力等大反向的原理，我们可以利用测量出的力来得到F，我们经过测量测得力F的大小为 15.625N，因此，通过公式F=BIL,我们可以得到该母线的流通电流为 I=F/BL=15.625/ (0.0053*0.5) =5896.226A。c、压力传感器A、B的数据为模拟信号(即连续的电压变化量)传递给变送 器，变送器将数据转换成数字信号(高低电平的变化，可以用0和1来表示电压的高和 低)，为的是减小电磁环境对电压信号的干扰，转变后的信号通过屏蔽信号线(外部由 金属网包裹的导线)传递给母线下方的处理器；TMS2407型dsp处理芯片，高抗干扰及 稳定性的工业用数据处理芯片。将采集到的压力数据转换为0和1代表的2进制数据。 如 IOObar 表示为 10011100。d、处理器将得到的数字化的压力信号反向发给变送器并要求变送器进行数据比 较，TMS2407型dsp处理芯片。将采集到的10011100 二进制数据转换为lOObar。如果 反馈回来的信号与变送器发送的信号相同，则要求处理器将信号传递给远端的计算机； 如果反馈回来的信号与变送器发送的信号不相同，则重新采集压力传感器A、B的数据重 新发送；如对应压力IOObar编码为10011100，通过具有电磁屏蔽功能的数据线传递给数 据转换芯片B并反馈回来的信号相对比，如果反馈回来的信号为10011100则表示数据相 等，信号处理芯片B收到的信号正确。如果反馈回来的信号不是10011100，则表示数据 不等。此时要求信号处理芯片A重新发送收据。
e、处理器将得到的数字化的压力信号与储存好的数据表格进行对比(不同压力值对 应不同电流值的数据表格)，查找出相应的电流值，并将此数值通过485总线(一种可远 距离传输的串行通信方式)发送给远端的计算机。远方监控中心的计算机。监控人员用 此计算机监测被测物体温度变化。如果有异常此计算机报警提示相关人员。安装要求
1、固定卡锁要严密，保证此电流互感器与母线间无相对运动。2、数据采集端的金属屏蔽外壳是为了防止外界电场或磁场对数据采集过程的干 扰，因此应保证外壳的良好接地并避免带电体的直接接触。
权利要求
1.一种压力式电流互感器，其特征在于母线(1)穿过屏蔽外壳(3)和绝缘层 (4)，并通过固定卡锁(2)卡住，铜芯(5)接直流电源(8)，在铜芯(5)上侧有压力传感器A (6)，铜芯(5)下侧有压力传感器B (7)，压力传感器A (6)和压 力传感器B (7)与变送器(9)连接，变送器(9)通过屏蔽信号线(10)与处理器 (11)相连，处理器(11)上连有485总线(12)。
2.权利要求1所述压力式电流互感器的工艺流程，其特征在于a、启动系统，并自我检测，如检测错误则重新启动；b、压力传感器A安装于铜芯接近母线侧；压力传感器B安装于铜芯远离母线侧，由 于铜芯电流为直流电流方、向自左向右，母线电流为交变电流；所以当母线电流在正半 周时铜芯与母线相吸引，压力传感器A的测得值增大，压力传感器B的测得值减小，当 母线电流在负半周时铜芯与母线相排斥，压力传感器A的测得值减小，压力传感器B的 测得值增大；C、压力传感器A、B的数据为模拟信号传递给变送器，变送器将数据转换成数字信 号，为的是减小电磁环境对电压信号的干扰，转变后的信号通过屏蔽信号线传递给母线 下方的处理器；d、处理器将得到的数字化的压力信号反向发给变送器并要求变送器进行数据比较， 如果反馈回来的信号与变送器发送的信号相同，则要求处理器将信号传递给远端的计算 机；如果反馈回来的信号与变送器发送的信号不相同，则重新采集压力传感器A、B的 数据重新发送；e、处理器将得到的数字化的压力信号与储存好的数据表格进行对比，查找出相应的 电流值，并将此数值通过485总线发送给远端的计算机。
全文摘要
一种压力式电流互感器，属于电力系统领域。本发明的目的是利用左手定则原理，既通电导线在磁场中受力的变化来测量被测电路电流的压力式电流互感器。本发明的母线穿过屏蔽外壳和绝缘层，并通过固定卡锁卡住，铜芯接直流电源，在铜芯上侧有压力传感器A，铜芯下侧有压力传感器B，压力传感器A和压力传感器B与变送器连接，变送器通过屏蔽信号线与处理器相连，处理器上连有485总线。本发明与传统的电磁式电流互感器相比，具有抗电磁干扰、不饱和、测量范围大、频带宽、数字信号传输、体积小、重量轻等优点。
文档编号H01F38/28GK102013311SQ20101054477
公开日2011年4月13日 申请日期2010年11月16日 优先权日2010年11月16日
发明者党克, 孟晓敏, 张卫红, 王冬铂 申请人:东北电力大学