电子式电流互感器卢勇

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1、电子式电流互感器数字化变电站的前端国家光电子成果转化及产业化基地专家卢勇国家互感器标委会委员目录1.电子式电流互感器2.电流互感器的发展3.电子式电流互感器的基本分类4.电子式电流互感器特点5.纯光电子式电流互感器原理，特点6.思考7.展望1，电子式电流互感器所有的光电互感器其他使用电子设备的互感器IEC60044-7,IEC60044-8GB/T20840.7-2007电子式电压互感器GB/T20840.8-2007电子式电流互感器1，电子式电流互感器一次电流传感器一次转换器二次转换器传输系统二次电源一次电源电子式电流互感器通用框图2，电流互感器的发展2.1信号采集单元及变换单元的技

2、术发展2.2高压（侧）与低压（侧）隔离单元的技术发展2.3信号（息）传输联络单元的发展2，电流互感器的发展3，电子式电流互感器的基本分类3.1按传感原理分类纯光电子式电流互感器：光学玻璃型光纤型线圈电子式电流互感器：空心线圈低功率3，电子式电流互感器的基本分类3.2按工作电压分类中压10kV---35kV高压110kV及以上超高压500kV及以上3，电子式电流互感器的基本分类3.3按高压侧供能分类有源：悬浮式电源供能半导体激光供能其他无源：4，电子式电流互感器的特点优良的绝缘性能不含铁芯，消除了磁饱和，铁磁谐振光缆传输，抗电磁干扰低压侧无开路引入高压的危险动态范围大4，电子式电流互感器

3、的特点频率相应宽不充油，不充气，无易燃易爆的危险体积小，重量轻消耗有色金属少，符合国家产业发展数字接口，符合数字化电站的发展潮流5，纯光电子式电流互感器原理特点5.1纯光电子式电流互感器的原理（以西安同维公司为例）5.1.1法拉第磁光效应法拉第（Faraday）磁光效应：如果通过一次导线的电流为I，导线周围所产生的磁场强度为H，当一束线偏振光通过该磁场时，线偏振光的偏振角度会发生偏转，其偏转角θ的计算公式为：θ=V∫LHdl式中：V为磁旋光材料的Verdet常数L为磁旋光材料中的通光路径长度5.1.2安培环路定律在电子式电流互感器中将L设计为环路，由法拉第（Faraday）磁光效应原理

4、，则：θ=V∮LHdl根据安培环路定律，在环路中：I=∮LHdl可推出：θ=VI5.1.3法拉第磁旋光效应示意图根据马吕斯定律，在本产品中：J1=αJ0sin2（φ+θ）J2=αJ0cos2（φ+θ）式中：J0为输入光强J1、J2为经检偏器分出的两路光强α为光路中的光强衰减系数φ为起偏器与检偏器夹角(在本系统中为常数)则：(J1-J2)/(J1+J2)=-cos2（φ+θ）=sin(2θ)=sin(2VI)≈2VI则可得出：I＝5.1.4纯光电子式电流互感器工作示意图5.2产品特性及特点5.2.1产品的三大特性：安全性、可靠性、稳定性1.安全性①无需断开一次电源，可在线维修。②二次开

5、路对次级系统不造成危害。5.2.1产品的三大特性：安全性、可靠性、稳定性2.可靠性①采用的支柱绝缘子没有内绝缘的要求，实际上相当于大大提高了内绝缘的可靠性；②高压端的传感器中无任何线圈、线路板、电子器件等有可能带来电场分布均匀性差，从而影响绝缘性能的不利因素；③干式绝缘，不仅无须充油充气，不存在爆炸、泄露的危险，而且与其他互感器相比，同维纯光电子式电流互感器一次端测量元件无功率，不存在发热、散热等对绝缘材料的影响。④用于信号传输的光纤经过特殊工艺处理，使光纤与绝缘支柱的结合更牢固，抗形变，无间隙。产品的绝缘性能更优异；⑤对所有可能产生局放的部位进行严密灌封。以上四点的设计思

6、想和工艺措施，使得产品局放实测值小于3pC。（国标规定为20pC以下）。5.2.1产品的三大特性：安全性、可靠性、稳定性3．稳定性①一次传感器使用的是同维自主研发的磁光玻璃,物理化学性能稳定,不受温度影响.②一次传感器中光路设计稳定可靠,抗振动、冲击.③一次、二次间传感信号由光缆连接，且具有很强的抗电磁干拢能力。5.2.2产品其他特点2，量程范围可根据客户的需求通过软件任意调整。3，具有1A标准电流输出接口，带功率输出的特点，可直接替换传统产品；1，即可作为独立式CT,也可方便地安装在组合电器中。4，具有模拟、数字两种接口，便于二次部分的升级换代和数字化变电站的建设。5.3线圈电子式

7、电流互感器和纯光电子式电流互感器两者之间的比较技术贡献：纯光型：传感材料。干式绝缘。线圈性：供能方式。电子、线圈的应用。线圈型纯光型线圈电子式电流互感器和纯光电子式电流互感器两者之间的比较序号内容线圈电子式互感器特点纯光电子式互感器特点1测量原理电磁感应法拉第磁光原理2传感器测量元件空心金属线圈磁光玻璃3高压侧线路板及电子元器件有无4高压侧有无光调制模块有无5传感器要求的供能方式①激光供能②高压端母线窃电供能无源，无需供能6高压侧屏蔽金属屏蔽纯