一種用于輸電線路雷電流測(cè)量的可開口式羅氏線圈的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于輸電線路雷電流測(cè)量的可開口式羅氏線圈，包括上線圈外殼、下線圈外殼、柔性羅氏線圈螺紋骨架、繞線線圈、絕緣套管、內(nèi)屏蔽層、熱縮管等，繞線線圈均勻地纏繞在柔性羅氏線圈螺紋骨架上的螺紋凹槽中，在柔性羅氏線圈螺紋骨架和繞線線圈的外層依次套有絕緣套管、內(nèi)屏蔽層和熱縮管。它采用帶有螺紋的柔性羅氏線圈螺紋骨架和正反向相交的雙層繞線方式，不僅能夠確保繞線線圈繞制均勻及提高羅氏線圈的電磁抗干擾性，而且有效地解決了傳統(tǒng)閉合型硬質(zhì)結(jié)構(gòu)羅氏線圈現(xiàn)場(chǎng)安裝不方便的問題。骨架外殼腔內(nèi)灌封的環(huán)氧樹脂層提高了羅氏線圈整體的機(jī)械強(qiáng)度和穩(wěn)定性，能夠避免羅氏線圈受外力積壓而變形，確保羅氏線圈的測(cè)量精度及使用壽命。
【專利說明】—種用于輸電線路雷電流測(cè)量的可開口式羅氏線圈

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電子式電流互感器相關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種用于輸電線路雷電流測(cè)量的可開口式羅氏線圈。

【背景技術(shù)】
[0002]雷擊故障是輸電線路跳閘事故最頻發(fā)的事故之一，準(zhǔn)確的雷電參數(shù)不僅是電網(wǎng)防雷設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，還是研究雷電特性、分析雷害事故等的前提，因此雷電參數(shù)的測(cè)量在電網(wǎng)防雷中起著至關(guān)重要的作用，由于羅氏(Rogowski)線圈具有測(cè)量頻帶寬、線性度好、結(jié)構(gòu)簡單、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，常被用于輸電線路雷擊故障雷電流參數(shù)的測(cè)量。
[0003]傳統(tǒng)用于暫態(tài)行波電流測(cè)量的羅氏線圈多為完整的閉合型硬質(zhì)結(jié)構(gòu)，S卩外殼為鋁或銅材料的閉合環(huán)形金屬屏蔽罩，當(dāng)用于測(cè)量輸電線路上流過的雷電流故障波形時(shí)，由于必須使輸電導(dǎo)線穿過閉合線圈，則往往需要使被測(cè)導(dǎo)線斷開才能穿過羅氏線圈，給設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)安裝帶來極大的不便，該羅氏線圈沒有堅(jiān)硬的外殼保護(hù)和塑性；為此，也有學(xué)者提出由兩個(gè)半圓環(huán)形骨架拼合而成的羅氏線圈，但截面鉸鏈連接處往往破壞了圓形骨架的完整性，而且繞線線圈由于羅氏線圈的反復(fù)開合磨損而容易導(dǎo)致斷線。
[0004]目前，針對(duì)該問題采用的技術(shù)方案一般是使用柔性骨架的羅氏線圈，主要存在兩個(gè)缺陷:一是柔性骨架纏繞于輸電導(dǎo)線后，由于其形狀隨著導(dǎo)線舞動(dòng)、溫度和壓力的變化會(huì)發(fā)生改變，導(dǎo)致繞線線圈的形狀結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，進(jìn)而改變了羅氏線圈的結(jié)構(gòu)參數(shù)和電氣參數(shù)，從而影響了雷電流參數(shù)的準(zhǔn)確測(cè)量。二是在柔性骨架上繞制線圈時(shí)容易導(dǎo)致骨架變形、繞線線圈斷線和繞制均勻度難以精確控制等制作工藝問題；此外，為了提高羅氏線圈的電磁抗干擾性往往在繞制線圈之前先沿柔性骨架繞制一回線，當(dāng)線圈繞制好后難以保證回線與柔性骨架完全保持平行，使羅氏線圈結(jié)構(gòu)參數(shù)與設(shè)計(jì)參數(shù)存在較大的誤差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種采用一端開口的完整的柔性羅氏線圈螺紋骨架、便于測(cè)量輸電線路上流過的雷電流故障波形、安裝方便、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、性能可靠的可開口式羅氏線圈。
[0006]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0007]—種用于輸電線路雷電流測(cè)量的可開口式羅氏線圈，特征是:包括上線圈外殼、下線圈外殼、柔性羅氏線圈螺紋骨架、繞線線圈、絕緣套管、內(nèi)屏蔽層、熱縮管、積分電阻、BNC (Bayonet Neill-Concelman)接頭、螺紋接頭和螺絲螺帽，均為半圓形的上線圈外殼的左端和下線圈外殼的左端通過鉸鏈相向鉸接在一起，上線圈外殼的右端和下線圈外殼的右端通過螺帽連接，形成一個(gè)圓形；圓形且右端開口的柔性羅氏線圈螺紋骨架的下半部分固定在下線圈外殼的內(nèi)壁，在柔性羅氏線圈螺紋骨架的側(cè)壁上加工有螺紋凹槽，繞線線圈均勻地纏繞在柔性羅氏線圈螺紋骨架上的螺紋凹槽中，在柔性羅氏線圈螺紋骨架和繞線線圈的外層套有絕緣套管，內(nèi)屏蔽層包裹在絕緣套管的外層，熱縮管包裹在內(nèi)屏蔽層的外層，在下線圈外殼腔內(nèi)還設(shè)有積分電阻和用于與外部的信號(hào)處理電路連接的BNC接頭，繞線線圈的兩頭分別接BNC接頭的兩個(gè)輸入端，積分電阻并聯(lián)在BNC接頭的兩個(gè)輸入端之間；螺紋接頭由螺紋接頭公頭和螺紋接頭母頭構(gòu)成，柔性羅氏線圈螺紋骨架右端開口的兩端分別固定在螺紋接頭公頭和螺紋接頭母頭中，螺紋接頭公頭和螺紋接頭母頭通過螺紋連接。
[0008]柔性羅氏線圈螺紋骨架上的螺紋凹槽為正反向相交的雙螺紋凹槽，兩個(gè)同向相鄰螺紋凹槽之間存在槽間距，槽間距是螺紋凹槽直徑的3倍。
[0009]或，柔性羅氏線圈螺紋骨架上的螺紋凹槽為單向螺紋凹槽，兩個(gè)單向螺紋凹槽之間的槽間距是單向螺紋凹槽直徑的2倍。
[0010]雙螺紋凹槽和單向螺紋凹槽的槽間距均為等間距。
[0011]繞線線圈為銅漆包線，直徑為0.02 W 1mm，在柔性羅氏線圈螺紋骨架上繞制時(shí)采用正反向相交的雙層繞線方式。
[0012]所述內(nèi)屏蔽層的材質(zhì)為鋁箔或銅箔，厚度為0.01 ^ 0.1mm。
[0013]在下線圈外殼腔內(nèi)灌封有環(huán)氧樹脂，用于固定柔性羅氏線圈螺紋骨架、積分電阻、BNC接頭和螺紋接頭。
[0014]上線圈外殼和下線圈外殼均由塑料或金屬制成。
[0015]在上線圈外殼的內(nèi)側(cè)開有一骨架凹槽，柔性羅氏線圈螺紋骨架放在該骨架凹槽中，上線圈外殼閉合時(shí)能向下固定柔性羅氏線圈螺紋骨架。
[0016]本發(fā)明提出的一種用于輸電線路雷電流測(cè)量的可開口式羅氏線圈，采用帶有螺紋的柔性羅氏線圈螺紋骨架，繞線時(shí)能夠確保繞線線圈均勻，正反向相交的雙層繞線方式和內(nèi)屏蔽層能夠增強(qiáng)對(duì)外界干擾電磁場(chǎng)的抗干擾能力，骨架外面裝有兩個(gè)半圓形塑料制成的上線圈外殼和下線圈外殼用于柔性羅氏線圈螺紋骨架，灌封的環(huán)氧樹脂層能提高羅氏線圈整體的機(jī)械強(qiáng)度和穩(wěn)定性，避免羅氏線圈受外力積壓而變形，確保羅氏線圈的測(cè)量精度及使用壽命。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提出的可開口式羅氏線圈采用一端開口的完整的柔性羅氏線圈螺紋骨架以及半圓形的上線圈外殼、下線圈外殼，即柔性羅氏線圈螺紋骨架的下半部分和下線圈外殼固定，柔性羅氏線圈螺紋骨架的上半部分和上線圈外殼可分離，柔性羅氏線圈螺紋骨架固定后直接讓上線圈外殼卡到柔性羅氏線圈螺紋骨架，這樣就便于測(cè)量輸電線路上流過的雷電流故障波形，不僅克服了傳統(tǒng)閉合型硬質(zhì)結(jié)構(gòu)羅氏線圈現(xiàn)場(chǎng)安裝不方便的問題，而且解決了在輸電線路雷電流測(cè)量時(shí)當(dāng)前使用柔性骨架羅氏線圈存在的骨架形狀變形、測(cè)量精度差和繞制均勻度難以控制等技術(shù)難題。此外，本發(fā)明還具有較強(qiáng)的電磁抗干擾能力、安裝方便、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、性能可靠的優(yōu)點(diǎn)，提高了輸電線路雷電流的測(cè)量精度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為柔性羅氏線圈螺紋骨架(帶雙螺紋凹槽)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3為柔性羅氏線圈螺紋骨架纏繞繞線線圈后的截面示意圖；
[0021]圖4為螺紋接頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖5為柔性羅氏線圈螺紋骨架(帶單向螺紋凹槽)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖6為下線圈外殼的橫截面示意圖；
[0024]圖7為上線圈外殼的橫截面示意圖。
[0025]圖中，1.上線圈外殼，2.柔性羅氏線圈螺紋骨架，3.鉸鏈，4螺紋接頭，5.螺絲螺帽，6.下線圈外殼，7.導(dǎo)線，8.積分電阻，9.BNC接頭，10.螺紋凹槽，11.繞線線圈，12.絕緣套管，13.內(nèi)屏蔽層，14.熱縮管，15.螺紋接頭公頭，16.螺紋，17.螺紋接頭母頭，18.下線圈外殼腔，19.骨架凹槽。

【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0027]實(shí)施例1:
[0028]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖，均為半圓形的上線圈外殼I的左端與下線圈外殼6的左端通過鉸鏈3相向鉸接在一起，上線圈外殼I的右端和下線圈外殼6的右端通過螺絲螺帽5連接，形成一個(gè)圓形；在上線圈外殼I的內(nèi)壁和下線圈外殼6的內(nèi)壁均固定有半圓形的柔性羅氏線圈螺紋骨架2，在柔性羅氏線圈螺紋骨架2的側(cè)壁上加工有螺紋凹槽10，繞線線圈11均勻地纏繞在柔性羅氏線圈螺紋骨架2上的螺紋凹槽10中，在柔性羅氏線圈螺紋骨架2和繞線線圈11的外層套有絕緣套管12，內(nèi)屏蔽層13包裹在絕緣套管12的外層，熱縮管14包裹在內(nèi)屏蔽層13的外層，熱縮管14使用熱風(fēng)槍加熱后收縮變形，使外屏蔽層13固定在絕緣套管12上，并起到絕緣保護(hù)作用。在下線圈外殼2腔18內(nèi)還設(shè)有積分電阻8和用于與外部的信號(hào)處理電路連接的BNC接頭9，繞線線圈11的兩頭分別接BNC接頭9的兩個(gè)輸入端，積分電阻8并聯(lián)在BNC接頭9的兩個(gè)輸入端之間；螺紋接頭4由螺紋接頭公頭15和螺紋接頭母頭17構(gòu)成，柔性羅氏線圈螺紋骨架4右端開口的兩端分別固定在螺紋接頭公頭15和螺紋接頭母頭17中，螺紋接頭公頭15和螺紋接頭母頭17通過螺紋接頭公頭15上的外螺紋16連接。
[0029]柔性羅氏線圈螺紋骨架2上的螺紋凹槽10為正反向相交的雙螺紋凹槽，兩個(gè)同向相鄰螺紋凹槽之間存在槽間距，槽間距的是螺紋凹槽10直徑的3倍。柔性羅氏線圈螺紋骨架2的材質(zhì)為軟體絕緣材料硅橡膠或者其他熱穩(wěn)定系數(shù)較高的軟體絕緣材料。
[0030]雙螺紋凹槽的槽間距為等間距。
[0031]螺紋接頭4為塑料材質(zhì)，在螺紋接頭公頭15的外壁設(shè)有外螺紋16，螺紋接頭母頭17可以自由扭轉(zhuǎn)滑動(dòng)。
[0032]繞線線圈11為銅漆包線，直徑為0.02 - 1mm，在柔性羅氏線圈螺紋骨架2上繞制時(shí)采用正反向相交的雙層繞線方式。
[0033]內(nèi)屏蔽層13的材質(zhì)為鋁箔或銅箔，厚度為0.01 ^ 0.1mm。
[0034]在下線圈外殼腔18內(nèi)灌封有環(huán)氧樹脂，用于固定柔性羅氏線圈螺紋骨架2、積分電阻8、BNC接頭9和螺紋接頭4。
[0035]上線圈外殼I和下線圈外殼6均由塑料或金屬制成。
[0036]在上線圈外殼I的內(nèi)側(cè)開有一骨架凹槽19，柔性羅氏線圈螺紋骨架2放在該骨架凹槽19中，下線圈外殼I和柔性羅氏線圈螺紋骨架2是分離的，在安裝時(shí)先用螺紋接頭4連接固定柔性羅氏線圈螺紋骨架2，再向下蓋上上線圈外殼1，使骨架凹槽卡緊柔性羅氏線圈螺紋骨架2。
[0037]在該實(shí)施例中，積分電阻8的取值較小，為0.5 Ω，構(gòu)成自積分式羅氏線圈，積分電阻8用以積分還原羅氏線圈感應(yīng)得到的微分信號(hào)，從而使輸出信號(hào)與被測(cè)電流成比例關(guān)系。在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)羅氏線圈輸出的信號(hào)量程和信噪比的需求，選擇電阻值，一般取值范圍在0.01 Ω μ 1Ω。
[0038]實(shí)施例2:
[0039]實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于:
[0040]柔性羅氏線圈螺紋骨架2上的螺紋凹槽10為單向螺紋凹槽，兩個(gè)單向螺紋凹槽之間的槽間距是單向螺紋凹槽直徑的2倍。
[0041]單向螺紋凹槽的槽間距為等間距。
[0042]實(shí)施例3:
[0043]在該實(shí)施例中，積分電阻8的取值較大，為510Ω，構(gòu)成外積分式羅氏線圈，積分電阻8和由運(yùn)算放大器構(gòu)成的積分電路共同還原羅氏線圈感應(yīng)得到的微分信號(hào)，從而使輸出信號(hào)與被測(cè)電流成比例關(guān)系。
[0044]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于輸電線路雷電流測(cè)量的可開口式羅氏線圈，其特征在于:包括上線圈外殼、下線圈外殼、柔性羅氏線圈螺紋骨架、繞線線圈、絕緣套管、內(nèi)屏蔽層、熱縮管、積分電阻、8%接頭、螺紋接頭和螺絲螺帽，均為半圓形的上線圈外殼的左端和下線圈外殼的左端通過鉸鏈相向鉸接在一起，上線圈外殼的右端和下線圈外殼的右端通過螺絲螺帽連接，形成一個(gè)圓形；圓形且右端開口的柔性羅氏線圈螺紋骨架的下半部分固定在下線圈外殼的內(nèi)壁，在柔性羅氏線圈螺紋骨架的側(cè)壁上加工有螺紋凹槽，繞線線圈均勻地纏繞在柔性羅氏線圈螺紋骨架上的螺紋凹槽中，在柔性羅氏線圈螺紋骨架和繞線線圈的外層套有絕緣套管，內(nèi)屏蔽層包裹在絕緣套管的外層，熱縮管包裹在內(nèi)屏蔽層的外層，在下線圈外殼腔內(nèi)設(shè)有積分電阻和用于與外部的信號(hào)處理電路連接的8%接頭，繞線線圈的兩頭分別接8%接頭的兩個(gè)輸入端，積分電阻并聯(lián)在8%接頭的兩個(gè)輸入端之間；螺紋接頭由螺紋接頭公頭和螺紋接頭母頭構(gòu)成，柔性羅氏線圈螺紋骨架右端開口的兩端分別固定在螺紋接頭公頭和螺紋接頭母頭中，螺紋接頭公頭和螺紋接頭母頭通過螺紋連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可開口式羅氏線圈，其特征在于:柔性羅氏線圈螺紋骨架上的螺紋凹槽為正反向相交的雙螺紋凹槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可開口式羅氏線圈，其特征在于:兩個(gè)同向相鄰螺紋凹槽之間存在槽間距，槽間距是螺紋凹槽直徑的3倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可開口式羅氏線圈，其特征在于:柔性羅氏線圈螺紋骨架上的螺紋凹槽為單向螺紋凹槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可開口式羅氏線圈，其特征在于:兩個(gè)單向螺紋凹槽之間存在槽間距，槽間距是螺紋凹槽直徑的2倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的可開口式羅氏線圈，其特征在于:雙螺紋凹槽和單向螺紋凹槽的槽間距均為等間距。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可開口式羅氏線圈，其特征在于:繞線線圈為銅漆包線，在柔性羅氏線圈螺紋骨架上繞制時(shí)采用正反向相交的雙層繞線方式。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可開口式羅氏線圈，其特征在于:在下線圈外殼的腔內(nèi)灌封有環(huán)氧樹脂，用于固定柔性羅氏線圈螺紋骨架、積分電阻、8%接頭和螺紋接頭。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可開口式羅氏線圈，其特征在于:上線圈外殼和下線圈外殼均由塑料制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可開口式羅氏線圈，其特征在于:在上線圈外殼的內(nèi)側(cè)開有一骨架凹槽，柔性羅氏線圈螺紋骨架放在該骨架凹槽中，上線圈外殼閉合時(shí)能向下固定柔性羅氏線圈螺紋骨架。
【文檔編號(hào)】G01R15/18GK104407192SQ201410697388
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月26日
【發(fā)明者】徐春營, 謝玲玲, 王凱睿, 曾慶匯 申請(qǐng)人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)江西省電力公司南昌供電分公司