專利名稱：一種柔性線圈電流互感器及其制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電力設備技術領域，特別涉及一種柔性線圈電流互感器及其制作方法。
背景技術：
電流互感器是電力系統(tǒng)的重要組成部分。其傳感測量的準確度及可靠性在電力系統(tǒng)監(jiān)測、分析、控制中起著基礎性的作用，特別是治金、化工、發(fā)電事業(yè)對電力系統(tǒng)的大容量、高電壓、小型化、數(shù)字自動化要求的不斷提高，使傳統(tǒng)互感器的體積愈來愈大，絕緣結構愈來愈復雜，制造的難度也愈來愈高。同時，傳統(tǒng)互感器存在的磁滯、磁飽和、二次不能開路、線性度低、靜態(tài)和動態(tài)準確范圍小、而且輸出的信號不能配合數(shù)字智能化設備等問題，已經(jīng)不能滿足電力系統(tǒng)發(fā)展的需求。
羅氏線圈是一種特殊結構的空心線圈，它不含鐵芯、無飽和問題、暫態(tài)特性好、頻帶寬、不存在短時熱電流和動穩(wěn)電流的影響，配合外屏蔽工藝具有良好的屏蔽特性，尤其適用于脈沖大電流、直流大電流、高頻場合的測量?，F(xiàn)今與其配合的二次設備都往智能化數(shù)字化發(fā)展，羅氏線圈僅需提供準確的測量信息無輸出功率的需求，所以羅氏線圈很好適應發(fā)電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。目前傳統(tǒng)電磁式電流互感器也有一種在鐵芯磁路上開氣隙的方法，通過增加磁阻，減小剩磁以達到在暫態(tài)大電流時不飽和，但由于其自身還是呈感性，會影響被測電流的波形，不能真實反映信號特性，而且結構尺寸龐大復雜不便于安裝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種柔性線圈電流互感器及其制作方法，可以在不斷開線路的狹小空間內(nèi)任意的測量，安裝簡便快捷，輸出信號可通過連接器快速連接到示波器、數(shù)據(jù)記錄儀或萬用表。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下技術方案一種柔性線圈電流互感器，其包括線體、輸出屏蔽線106、塑膠鎖扣107和積分放大器108，所述線體包括柔性骨架101、漆包線102、絕緣層103、屏蔽層104、低壓注塑絕緣保護層105，其中所述柔性骨架上繞有漆包線，所述漆包線外纏繞有絕緣層，所述絕緣層外設置有屏蔽層，所述屏蔽層外設置有低壓注塑絕緣保護層，所述線體的連接端設置有塑膠鎖扣，所述線體的屏蔽層通過輸出屏蔽線連接積分放大器。本發(fā)明還提供一種柔性線圈電流互感器制作方法，其包括步驟A、硅橡膠復合材料加工成柔性骨架；B、在柔性骨架上繞制漆包線將柔性骨架一端固定在繞線機轉軸機頭，另一端卡固在同心軸承工裝上，調整骨架兩端的力度，進行漆包線的繞制；C、在所述柔性骨架上繞制補償匝；
D、將繞制成的漆包線的一次側通過額定電流進行測試；E、在測試合格的帶有漆包線的柔性骨架上設置絕緣層；F、在所述絕緣層外設置屏蔽層；G、在所述屏蔽層的一端焊接輸出屏蔽線；H、對線圈的輸出信號進行復測； I、在所述屏蔽層外設置低壓注塑絕緣保護層。通過實施以上技術方案，具有以下技術效果本發(fā)明提供的柔性線圈電流互感器結構上柔性靈活可開啟，還可以在不斷開線路的狹小空間內(nèi)任意的測量，安裝簡便快捷，輸出信號可通過連接器，快速連接到示波器、數(shù)據(jù)記錄儀或萬用表。


圖I為本發(fā)明提供的柔性線圈電流互感器的結構示意圖。
具體實施例方式為了更好的理解本發(fā)明的技術方案，下面結合附圖詳細描述本發(fā)明提供的實施例。本發(fā)明實施例提供一種柔性線圈電流互感器，如圖I所示，其包括線體、輸出屏蔽線106、塑膠鎖扣107和積分放大器108，所述線體包括柔性骨架101、漆包線102、絕緣層103、屏蔽層104、低壓注塑絕緣保護層105，其中所述柔性骨架上繞有漆包線，所述漆包線外纏繞有絕緣層，所述絕緣層外設置有屏蔽層，所述屏蔽層外設置有低壓注塑絕緣保護層，所述線體的連接端設置有塑膠鎖扣，所述線體的屏蔽層通過輸出屏蔽線連接積分放大器。本發(fā)明還提供一種柔性線圈電流互感器制作方法，其包括步驟A、硅橡膠復合材料加工成柔性骨架；由于線圈感應電勢的大小與單匝線圈截面成正比，所以為了減少溫度帶來對線圈骨架的影響，采用了低膨脹系數(shù)的硅橡膠復合材料，其線膨脹系數(shù)低至1. 2X10-5/°C，工作溫度范圍-50 180°C，而且硅橡膠具有優(yōu)越的耐壓縮形變性，保證線圈截面在不同環(huán)境下的一致性，同時為滿足柔韌性及一定的機械強度，硬度控制在60邵氏度，采用硅橡膠成型成外徑O 8. 5_柔性骨架。B、在柔性骨架上繞制漆包線將柔性骨架一端固定在繞線機轉軸機頭，另一端卡固在同心軸承工裝上，調整骨架兩端的力度，進行漆包線的繞制。對于在柔性骨架上繞制線圈，現(xiàn)有技術提供的平行繞線機難以滿足繞制的需求，需采用螺旋式繞線機或對現(xiàn)有平行繞線機進行改造，在此是將平行繞線機加裝一個同心軸承工裝來滿足繞制的需求，首先將柔性骨架的一端固定在繞線機轉軸機頭，將柔性骨架的另一端卡固在同心軸承工裝上，調整骨架兩端的力度，開始繞制，漆包線采用00. IOmmQZ-2/155聚氨脂漆包銅線，線匝排線系數(shù)控制在I. 15，保證匝間有一定間隙，線圈要均勻分布，以便后續(xù)在線圈彎折成圓環(huán)時線匝間不會堆疊形成對稱分布，這時在兩組對稱的小線匝中產(chǎn)生的感應電勢大小相等、方向相反，二者相互抵消，可有效抑制平行于線圈的干擾和載流導體偏心干擾。C、在所述柔性骨架上繞制補償匝；
該補償匝為回線，步驟B中繞制的漆包線為大線匝。由于回線與大線匝反方向串聯(lián)，且回線與大線匝位于同一平面，因此，對于垂直于線圈的干擾和一次載流導體偏心，在大線匝和回線中所產(chǎn)生的感應電勢方向相反、大小近似相等而相互抵消，所以線圈的回繞補償匝結構，能很好的補償磁場干擾。將柔性骨架內(nèi)預埋的大線匝與回線的起頭焊接，回線的引線端從回線的頭端和大線匝的收尾端引出，這樣回線在線圈內(nèi)部反繞一匝起到補償?shù)淖饔谩、將繞制成的漆包線的一次側通過額定電流進行測試；將繞制后的漆包線的線圈的一次側通過額定電流，用6位半高精度電壓表測試二次輸出端信號值滿足設計要求。E、在測試合格的帶有漆包線的柔性骨架上設置絕緣層；經(jīng)步驟D測試合格后的柔性線圈，在線圈外圍半疊包(TPl)聚四氟乙烯(PTFE)絕緣帶一層，聚四氟乙烯帶規(guī)格為1 SmmxO. Imm 耐溫 18CTC。F、在所述絕緣層外設置屏蔽層；為避免交變電場的耦合電容對線圈磁場影響，要對柔性線圈要進行屏蔽處理，屏蔽層要可靠接地，對低頻交變電場采用金屬屏蔽層，對高頻 交變電場需采用高電阻率的材料，因此，采用電阻率較高的半導體復合紙，將半導體復合紙繞線圈1/3疊包一層，在包屏蔽層的同時包7根00. 12鍍錫銅線W2將半導體復合紙匝間連接一起，同時引出與輸出屏蔽線的屏蔽層焊接一起后接地。G、在所述屏蔽層的一端焊接輸出屏蔽線；H、對線圈的輸出信號進行復測，測試過程同步驟D ；I、在所述屏蔽層外設置低壓注塑絕緣保護層。要滿足柔性線圈外絕緣和保護的要求，需將柔性線圈用絕緣層包裹起來，采用低壓注塑的方式，相比套管包裹，采用低壓注塑的方式對線圈的保護更加牢靠，柔性線圈完全密封壓鑄在塑膠內(nèi)，對其頻繁的折彎開合使用壽命更長。低壓注塑的優(yōu)勢1.注射壓力極低，無損內(nèi)部線圈；2.固化時間快(5 10S)；3.注射溫度低(180°C 200°C ) ；4.密封性好；5.壓力低模具可采用鋁模，相應成本也低；所以選用此種低壓注塑的方式能有效保證柔性線圈電氣性能和結構要求。柔性線圈低壓注塑的工藝流程設備采用低壓注塑機，注塑前溫度參數(shù)膠缸溫度185°C注塑槍嘴溫度190°C，膠管溫度185°C ;將繞制，包扎好的線圈放入到注塑模具中調整好位置，合模，注塑時間12s，保證膠能充滿注塑空間。不出現(xiàn)沖不滿，氣泡等不良現(xiàn)象，保壓0. 2Mpa，保壓時間8s，冷卻時間30s，冷卻完成，模具開啟，將注塑完成的產(chǎn)品取出。以上對本發(fā)明實施例所提供的一種柔性線圈電流互感器及其制作方法進行了詳細介紹，對于本領域的一般技術人員，依據(jù)本發(fā)明實施例的思想，在具體實施方式
及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應理解為對本發(fā)明的限制。
權利要求
1.一種柔性線圈電流互感器，其特征在于，包括 線體、輸出屏蔽線(106)、塑膠鎖扣(107)和積分放大器(108)，所述線體包括柔性骨架(101)、漆包線(102)、絕緣層(103)、屏蔽層(104)、低壓注塑絕緣保護層(105)，其中所述柔性骨架上繞有漆包線，所述漆包線外纏繞有絕緣層，所述絕緣層外設置有屏蔽層，所述屏蔽層外設置有低壓注塑絕緣保護層，所述線體的連接端設置有塑膠鎖扣，所述線體的屏蔽層通過輸出屏蔽線連接積分放大器。
2.一種柔性線圈電流互感器制作方法，用于制作權利要求I所述的柔性線圈電流互感器，其特征在于，包括步驟 A、硅橡膠復合材料加工成柔性骨架； B、在柔性骨架上繞制漆包線將柔性骨架一端固定在繞線機轉軸機頭，另一端卡固在同心軸承工裝上，調整骨架兩端的力度，進行漆包線的繞制； C、在所述柔性骨架上繞制補償匝； D、將繞制成的漆包線的一次側通過額定電流進行測試； E、在測試合格的帶有漆包線的柔性骨架上設置絕緣層； F、在所述絕緣層外設置屏蔽層； G、在所述屏蔽層的一端焊接輸出屏蔽線； H、對線圈的輸出信號進行復測； I、在所述屏蔽層外設置低壓注塑絕緣保護層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種柔性線圈電流互感器及其制作方法，該方法包括硅橡膠復合材料加工成柔性骨架；在柔性骨架上繞制漆包線；在所述柔性骨架上繞制補償匝；將繞制成的漆包線的一次側通過額定電流進行測試；在測試合格的帶有漆包線的柔性骨架上設置絕緣層；在所述絕緣層外設置屏蔽層；在所述屏蔽層的一端焊接輸出屏蔽線；對線圈的輸出信號進行復測；在所述屏蔽層外設置低壓注塑絕緣保護層。本發(fā)明提供的柔性線圈電流互感器結構上柔性靈活可開啟，還可以在不斷開線路的狹小空間內(nèi)任意的測量，安裝簡便快捷，輸出信號可通過連接器，快速連接到示波器，數(shù)據(jù)記錄儀或萬用表。
文檔編號H01F41/00GK102751081SQ20121022983
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月3日 優(yōu)先權日2012年7月3日
發(fā)明者付峰, 周平江, 姚偉, 鞏小明 申請人:深圳市創(chuàng)銀科技股份有限公司