一种150kV零磁通直流电流互感器的制作方法

一种150kv零磁通直流电流互感器
技术领域
1.本发明涉及互感器领域，具体涉及一种150kv零磁通直流电流互感器。


背景技术：

2.随着我国高压直流输电的快速发展，直流工程越来越多。目前国内直流工程采用的零磁通直流电流互感器全部进口自国外，价格昂贵，售后服务困难，得不到保障。目前电子式的互感器精度较低，并且容易在低温运行时出现故障，不能代替零磁通直流互感器。国产的零磁通直流互感器虽有突破，但受限于工艺制造水平，其稳定性依旧不能全面代替进口产品。传统的零磁通直流电流互感器每组线圈包含三个铁芯，电子模块包含功率放大器、振荡器等元件，结构相对复杂，工艺制造难度大。


技术实现要素：

3.为解决现有技术中直流电流互感器电路结构复杂、测量精度不足等缺陷，本发明的目的在于提供一种测量直流电流时全程线性度好、精度高、稳定性高的150kv零磁通直流电流互感器。
4.本发明采取的技术方案为：一种150kv零磁通直流电流互感器，包括高压壳体、绝缘套筒以及底座，绝缘套筒连接于高压壳体与底座之间，高压壳体内安装有地电位屏蔽筒，所述地电位屏蔽筒内安装有三组独立的铁芯线圈，所述铁芯线圈包括一对同轴的相同的铁芯，各所述铁芯上均匀绕制有线圈；底座上安装有与三组独立铁芯线圈对应连接的电路模块，所述铁芯线圈与对应的电路模块间由线缆连接，所述绝缘套筒内安装有引线管，引线管的一端与所述地电位屏蔽筒连接，另一端伸入底座处，所述线缆穿过所述引线管；高压壳体穿接有水平的导电杆，所述导电杆穿过所述地电位屏蔽筒以及三组铁芯线圈的六个同轴的铁芯。
5.进一步地，所述电路模块包括辅助交流电源、多个整流二极管、去磁电阻以及负载电阻，所述铁芯线圈的两个铁芯的线圈通过所述整流二极管并列连接于辅助交流电源，并在辅助交流电源的一个周期内分别与负载电阻形成回路。
6.进一步地，包括整流二极管d1, 整流二极管d2,整流二极管d3,整流二极管d4, 所述整流二极管d1和整流二极管d2同向串联于两个铁芯的线圈的两个对应的接线端之间，所述整流二极管d3和整流二极管d4同向串联于两个铁芯的线圈的另外两个对应的接线端之间，所述负载电阻与整流二极管d3、d4并联；所述辅助交流电源两端分别与整流二极管d1和整流二极管d2、整流二极管d3和二极d4管的接点相连，所述去磁电阻与整流二极管d1、d2并联。
7.进一步地，所述地电位屏蔽筒与高压壳体间由环氧绝缘筒连接，所述环氧绝缘筒的两端分别套有屏蔽罩，所述屏蔽罩远离环氧绝缘筒连接端面的一端呈圆弧状外翻，所述屏蔽罩内壁与环氧绝缘筒的外壁间留有间隙。
8.进一步地，所述地电位屏蔽筒的底部安装有导向套，所述导向套插入所述引线管
内。
9.进一步地，所述绝缘套筒内安装有高压屏蔽罩，所述高压屏蔽罩套于所述引线管的外侧。
10.进一步地，所述高压壳体内底面加工有凹槽。
11.进一步地，所述底座上安装有端子保护盒，所述线缆穿过引线管与所述端子保护盒连接，所述端子保护盒与电路模块连接。
12.再进一步地，所述铁芯t由坡莫合金薄带卷绕制成。
13.采取以上技术方案后，本发明的有益效果为：1.二次绕组并联接到电子模块上，每组绕组仅需要两个铁芯线圈，结构简单。
14.2.每个互感器内安装三组独立的二次绕组，可以同时输出一个测量信号和两个保护信号。
15.3.电路模块采用新型并联接线的原理，不需要功率放大器、振荡器等元件，输出信号稳定，测量精度高，简单可靠。
16.本技术方案通过以上方式来保证全程线性度好、精度高、稳定可靠。
附图说明
17.图1为本发明的机构示意图；图2为本铁芯线圈的结构示意图；图3为电路模块的原理图。
具体实施方式
18.以下结合附图对本发明的具体实施方式做进一步详述：如图1所示，本发明新型零磁通直流电流互感器，包括高压壳体1，高压壳体1内安装有地电位屏蔽筒2，地电位屏蔽筒2内有三组独立的铁芯线圈3，第一组铁芯线圈用于测量直流电流，第二组铁芯线圈用于监测纹波，即测量的直流电流的波动情况，第三组铁芯线圈用于起到电路保护作用，点电流值超出电流承受范围时，可以通过对应的电路模块输出或者连接继电器等方式实现断电。每组铁芯线圈3具有独立的电子模块13；地电位屏蔽筒2与高压壳体1通过环氧绝缘筒4相连接，环氧绝缘筒4上、下两端分别安装有屏蔽罩5，屏蔽罩5的两端为圆弧形状，能够改善电场分布，使电场更加均匀。屏蔽罩5与环氧树脂筒4之间留有间隙，该间隙内形成低场强区域，互感器工作时主体内的金属碎屑会在强电场下跳动，该间隙能够收集金属碎屑，且形成的低场强区域能够防止碎屑跳动。高压壳体1和地电位屏蔽筒2内穿过水平的一次导电杆6，一次导电杆6穿过三组铁芯线圈的几何中心。一次导电杆6在三组铁芯线圈3中形成磁通。
19.在高压壳体1上午内部下表面设计有凹槽，这些凹槽能够调整电场分布在凹槽内形成低场强区域，互感器工作时主体内的金属碎屑会在强电场下跳动，该凹槽能够收集金属碎屑，且形成的低场强区域能够防止碎屑跳动。高压壳体1下方连接硅橡胶复合绝缘套管7，硅橡胶绝缘套管7内有一引线管8，地电位屏蔽筒2下方有一导向套9插入到引线管8内，三组铁芯线圈3的导线穿过该引线管与对应的电路模块13连接。导向套9外侧有一高压屏蔽罩10；引线管8能够屏蔽管内导线的电磁场。导向套9插入引线管8上方，插入式结构能够抵消
互感器在设计和安装过程中的尺寸误差。硅橡胶复合绝缘套管7下方有底座11，底座11与端子护盒12相连，端子护盒12内安装有与铁芯线圈3对应相连的电子模块13。
20.如图2所示，每组铁芯线圈3都包含同轴设置的环形铁芯31和环形铁芯32，铁芯31和环形铁芯32几何尺寸、材质、磁性能均相同，外径为305mm，内径为245mm，高度为28mm；环形铁芯31和环形铁芯32均由0.16mm厚的坡莫合金薄带卷绕制成。环形铁芯31和环形铁芯32上均匀地绕制有线圈，线圈由直径为0.83mm 漆包线绕制而成，其匝数为10000匝。
21.如图3所示，所述电路模块包括辅助交流电源14、整流二极管d1, 整流二极管d2,整流二极管d3,整流二极管d4、去磁电阻15以及负载电阻16，整流二极管d1和整流二极管d2同向串联于两个铁芯31,32的线圈的两个对应的接线端之间，整流二极管d3和整流二极管d4同向串联于两个铁芯31,32的线圈的另外两个对应的接线端之间，负载电阻16与整流二极管d3、d4并联；辅助交流电源14两端分别与整流二极管d1和整流二极管d2、整流二极管d3和二极d4管的接点相连，去磁电阻15与整流二极管d1、整流二极管d2并联。
22.由于一次导电杆6中通直流电，铁芯线圈3的铁芯31和铁芯32中的磁通不会发生变化，所以二次绕组不产生电流，无法通过二次绕组测量一次绕组的电流值。故使用辅助交流电源14，利用整流二极管，形成两个并联的二次线圈电路。在辅助交流电源14的每半个周期内，对其中一个二次绕组内的铁芯反向励磁，使得铁心内的磁通为零，达到零磁通状态，而另一个二次绕组对绕组内的铁心正向励磁，使得铁心内的磁通更大。在辅助交流电源14的一个正弦周期内，由于整流二极管的作用，两个铁芯31,32上的线圈分别交替产生电流并与负载电阻16形成回路，通过对负载电阻16电流或者电压的测试实现对一次线圈的电流测试。