徐霜

（安科瑞電氣股份有限公司，上海 嘉定 201801)

    摘 要：分析開口式電流互感器的原理，結(jié)合在半導(dǎo)體行業(yè)（如中芯國際）應(yīng)用實(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)，有利于開口電流互感器在半導(dǎo)體行業(yè)中的進(jìn)一步推廣和應(yīng)用。

    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；

    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。

    而在半導(dǎo)體行業(yè)中不但要實(shí)現(xiàn)能效管理，電氣安全更加重要，企業(yè)基本上24小時(shí)不間斷生產(chǎn)，生產(chǎn)中配電系統(tǒng)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)過電流現(xiàn)象，對這個(gè)控制也至關(guān)重要。

    1 產(chǎn)品設(shè)計(jì)

    1.1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。

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。

    1.2工作原理

   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，使鐵芯的性能很差，所以必須將的鐵芯截面積加大，而且提高安匝數(shù)，將I1×N1=I2×N2≥100AN。

圖2 圖3

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

    1．3產(chǎn)品選型

    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，可以分為測量用開口式電流互感器和保護(hù)用開口式電流互感器。

圖4 AKH-0.66 K系列開口式低壓電流互感器

    AKH-0.66K系列開口式電流互感器主要應(yīng)用于配電系統(tǒng)改造項(xiàng)目，安裝方便，無須拆一次母線，亦可帶電操作，不影響客戶正常用電，為用戶改造項(xiàng)目節(jié)省人力、物力、財(cái)力，提高效率。該系列電流互感器可與繼電器保護(hù)、測量以及計(jì)量裝置配套使用。

    開口電流互感器規(guī)格尺寸表：

    1.4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，將所有互感器防止在安裝現(xiàn)場，然后將互感器的二次接到測量、保護(hù)裝置；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。整個(gè)過程比較快速簡單。

    2.產(chǎn)品應(yīng)用

    開口電流互感器主要應(yīng)用在配電改造項(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。

    2.1應(yīng)用實(shí)例

    1）方案一

    以上海宏利半導(dǎo)體低壓饋線為例如圖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，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.

    2）方案二

    以半導(dǎo)體行業(yè)蘇州三星同樣的低壓饋線為例如圖6所示，每條饋線均需測量三相電流,將電流信號供給測量儀表。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，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1

    表1

    2.2施工細(xì)節(jié)

    以上海中芯國際現(xiàn)場要求需要，將繼電器與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，如圖7。

圖7

    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，如圖8、圖9。

圖8 圖9

    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)將繼電器輸出信號線連接至斷路器的輔助觸點(diǎn)，完成整個(gè)安裝過程，如圖10。

圖10

    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)對半導(dǎo)體行業(yè)中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。

    3結(jié)論

    開口式電流互感器已在半導(dǎo)體行業(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。

    [1]安科瑞電氣股份有限公司.電量傳感器選型手冊,201407版.

    作者簡介：徐霜，女，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向?yàn)殡娏總鞲衅髟O(shè)計(jì)<