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吳建明 楊廣亮 黃文濤
摘 要：分析低壓開口式電流互感器的原理，結(jié)合工程實(shí)例分析開口電流互感器在低壓配電系統(tǒng)中，主要是改造項(xiàng)目中的應(yīng)用及施工細(xì)節(jié)，為用戶快速實(shí)現(xiàn)智能配電提供解決方案，該方案具有成本低、投資少、安裝接線簡便等優(yōu)點(diǎn)，有利于低壓智能配電的進(jìn)一步推廣和應(yīng)用。
關(guān)鍵詞： 開口式電流互感器 低壓配電系統(tǒng) 改造項(xiàng)目 工作原理 應(yīng)用 施工細(xì)節(jié)
1.引言
目前市場大部分低壓電流互感器主要用于新項(xiàng)目的建設(shè)，由于經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，企業(yè)對節(jié)能減排意識(shí)逐漸提高，許多企業(yè)的電氣特點(diǎn)是：
①電氣柜運(yùn)行的時(shí)間長；
②大部分電流互感器只是對系統(tǒng)電流進(jìn)行測量，也沒有相應(yīng)的計(jì)量裝置和保護(hù)裝置，計(jì)量裝置只有一塊供電局的總表，而對所有車間電能無法進(jìn)行考核，系統(tǒng)線路保護(hù)裝置根本沒有，；
③諧波含量比較大場合，給APF有源濾波提供采集信號(hào)；
④大部分線路干線為大規(guī)格銅排，拆卸需要大量的人力和時(shí)間，安裝常規(guī)電流互感器不方便；
⑤企業(yè)生產(chǎn)時(shí)間比較緊迫，不能長時(shí)間停電。
所以如需對上述電氣進(jìn)行改造，采用開口式電流互感器可以為用戶節(jié)約大量的投資。
2 產(chǎn)品設(shè)計(jì)
2.1結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
本產(chǎn)品結(jié)構(gòu)新穎，外形美觀大方,透明翻蓋設(shè)計(jì)接線方便。外殼材料采用PC/ABS合金，具有耐高溫、機(jī)械強(qiáng)度高、環(huán)保等特點(diǎn)；鐵芯采用有取向冷扎硅鋼片，具有性能穩(wěn)定，機(jī)械強(qiáng)度高，導(dǎo)磁率極高等特點(diǎn)；骨架線圈中的漆包線采用高強(qiáng)度漆包線，具有絕緣強(qiáng)度高，耐溫性強(qiáng)等特點(diǎn)，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。
開口式電流互感器是在傳統(tǒng)低壓母線式電流互感器的基礎(chǔ)上進(jìn)行研發(fā)，兼容電纜和銅排安裝方式，根據(jù)一次電流的測量范圍，100A-5000A采用分體式設(shè)計(jì)方案，主要規(guī)格有K-30×20、K-08×50、K-80×80、K-120×60、K-120×80、K-160×80、K-200×80 。
圖1
1-骨架線圈，2-透明翻蓋，3-安裝螺母，4-接線端子，5-鐵芯，6-彈簧，7-外殼，8-安裝螺釘。
2.2開口電流互感器工作原理
開口低壓電流互感器的工作原理如圖1所示，開口電流互感器的一次繞組串聯(lián)在被測線路中，I1為線路電流即電流互感器的一次電流，N1為電流互感器的一次匝數(shù)，I2電流互感器二次電流（通常為5A、1A），N2為電流互感器的二次匝數(shù)，Z2e為二次回路設(shè)備及連接導(dǎo)線阻抗。當(dāng)一次電流從電流互感器P1端流進(jìn)，P2端出，在二次Z2e接通的情況下，由電磁感應(yīng)原理，電流互感器二次繞組有電流I2從S1流過，經(jīng)Z2e至S2，形成閉合回路。由此可得電流在理想狀態(tài)下I1×N1=I2×N2，所以有I1/I2=N1/N2=K，K為電流互感器的變比。但是由于開口式電流互感器的鐵芯切開后，使鐵芯的性能下將的比較厲害，所以必須將互感器的鐵芯截面積加大，而且提高安匝數(shù)，將I1×N1=I2×N2≥100AN。
圖2 圖3
注：圖3中 1-開口電流互感器的上體，2-開口電流互感器的下體，3-安裝螺絲、螺母
2．3產(chǎn)品安裝
如圖3所示，將互感器的安裝螺絲、螺母打開，卸下互感器的下體，將互感器的上體裝入配電系統(tǒng)的一次母排，合上互感器的下體，將互感器的安裝螺絲穿過互感器上、下體的固定孔，擰上螺母，將互感器的上、下體固定在一起，然后將互感器通過互感器兩側(cè)的安裝固定孔將互感器固定在母排上，完成互感器的安裝。然后將互感器的二次接到測量裝置。整個(gè)過程比較快速簡單。
3.應(yīng)用
開口電流互感器主要應(yīng)用在低壓配電改造項(xiàng)目中，開口式電流互感器同常規(guī)閉口互感器一樣輸出為標(biāo)準(zhǔn)的5A或1A，測量精度高，容量大，可與測量儀器、儀表配套使用，部分產(chǎn)品過載能力強(qiáng)可與裝置配套使用。
3.1應(yīng)用實(shí)例
方案（一），以半導(dǎo)體行業(yè)上海某公司低壓饋線為例如圖4所示，每條饋線均需測量三相電流,將電流信號(hào)供給繼電器,以防止系統(tǒng)電流過載或短路。每條饋線的A相、B相、C相的一次母排規(guī)格為120×10×3，銅排高度1.5米，每相額定電流為2500A,采用AKH-0.66/120×50II 閉口式電流互感器采集電流信號(hào)，施工時(shí),必須拆卸每相銅排,每相銅排重量為480kg,所以安裝人員至少需要2人,至少需要3個(gè)小時(shí)才能拆卸完畢。互感器安裝接線20分鐘,安裝銅排還需要3個(gè)小時(shí).那么每條饋線至 少需要19個(gè)小時(shí)才能安裝完畢,而工廠必須停電20小時(shí)左右.
方案（二），以半導(dǎo)體行業(yè)蘇州某公司同樣的低壓饋線為例如圖5所示，每條饋線均需測量三相電流,將電流信號(hào)供給測量儀表。每條饋線的A相、B相、C相的一次母排規(guī)格為120×10×3，銅排高度1.5米，每相額定電流為2500A,采用AKH-0.66/K-120×60 開口式電流互感器采集電流信號(hào)，施工時(shí),無須拆卸每相銅排,一名安裝人員只要將互感器打開安裝螺絲\螺母,將互感器套在母排上,合上互感器,再用螺絲\螺母固定好,再將互感器固定在母排上,整個(gè)過程只需要30分鐘就可以完成安裝接線才能拆卸完畢,而工廠停電只需要40分種左右.
所以上述方案每條饋線需要的成本對照如表(一)
3.2施工細(xì)節(jié)
根據(jù)我公司上述產(chǎn)品規(guī)格書中的參數(shù)，并根據(jù)用戶現(xiàn)場的實(shí)際情況選用合適的開口電流互感器
將繼電器或測量儀表與保護(hù)用開口電流互感器二次接好，確保電流互感器二次不能開路，將開口電流互感器上、下兩部分都打開，并注意電流互感器的P1面上、下兩部分一致，并將繼電器在現(xiàn)場安裝好，所有現(xiàn)場全部放置好，大電流一次母線穿銅排場合等待停電，如下圖所示：
停電后將所有回路的開口電流互感器，全部同時(shí)安裝在母排上，并將開口電流互感器上、下兩部分通過螺絲、螺母安裝好，如下圖所示：
最后將開口電流互感器通過我們標(biāo)配的配件將互感器固定在母排上，同時(shí)將繼電器輸出信號(hào)線連接至斷路器的輔助觸點(diǎn)，完成整個(gè)安裝過程。如下圖所示：
綜上對比，改造項(xiàng)目中使用開口式電流互感器性價(jià)比最高，可以快速實(shí)現(xiàn)對低壓配電智能化低成本的多回路監(jiān)控，有利于低壓智能配電進(jìn)一步推廣和應(yīng)用。
4 結(jié)束語
開口式電流互感器已在上海、蘇州、深圳、云南、重慶、杭州、天津、濟(jì)南、西安、內(nèi)蒙古等地工礦企業(yè)工程配電監(jiān)控系統(tǒng)中得到應(yīng)用，降低了投資成本，產(chǎn)生了較好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。
文章來源于：《電氣技術(shù)》2012年8期。
方小燕，女，學(xué)士，江蘇安科瑞工程師，主要研究方向?yàn)橹悄茈娏ΡO(jiān)控與電能管理系統(tǒng) 聯(lián)系方式：0510-86189395 QQ：1739022964 郵箱：acrelfxy@163.com
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