一种智能电流互感器

技术领域

本发明涉及电力设备技术领域，尤其涉及一种智能电流互感器。

背景技术

在电力工业中，要发展什么电压等级和规模的电力系统，须发展相应电压等级和准确度的互感器，以供电力系统测量、保护和控制的需要。一方面，我国的电力行业随着经济快速增长而高速发展，火、水、风、光、核等多样能源犹如百花争艳，作为电力输变电设备的重要组成部分，电流互感器用量每年以8％的速度增长；另一方面，电流互感器的应用广泛，大量使用在各行各业中，如采矿、冶金、轨道交通、港口物流等，行业差异决定了安装环境的复杂程度。设备安装的数量与日俱增，设备状态监测和检修的难度也随之线性增长。目前，随着载波技术、无线技术的日益成熟和完善，电能表、集中器等设备的信息已经可以上传主站系统，但是作为采集系统重要组成部分的电流互感器却一直无法被监测和管理。

国家电网发展规划指出，我国智能电网用电信息采集系统需要实现对全部用电现场的全覆盖，利用先进的计量设备对用户的电能状态信息进行实时采集处理，并将其准确、及时的传输至其他相关电力应用系统中，辅助电力企业完成各项管理经营决策。实现国家电网公司系统范围内电力用户的“全覆盖、全采集”，将有效改变长期以来无法及时、完整、准确掌控电力用户信息的局面，满足国家电网公司系统各层面、各专业对于电力用户用电信息的迫切需求，对推动公司在现代化管理方面实现历史性跨越具有重要意义。电流互感器的信息采集也是其中重要一环。

电流互感器也广泛应用到非国网公司直接关联的其他行业。在环境复杂、具有诸多不确定因素的情况下，可以上报电况信息的智能互感器，能给使用者带来极大的便利。当然，在电流互感器附近安装一台智能采集终端，专门收集电流互感器状态信息，也可以实现对互感器设备的实时监测，但是如果安装智能设备，不仅会增加成本，而且该设备的接线、供电方案会变得更加复杂。在矿井、轨道交通等使用环境中，可能会有线路容易老化、操作空间狭小有限等问题，复杂的接线方式不仅降低了设备可靠性增加了安装难度，也可能会带来未知的安全风险。所以电流互感器与智能终端的集成一体化设计有着重要意义。

对电流互感器设备信息进行采集，实现统一管理，是一项亟待解决的重要课题。实现已安装设备的远程监管，可以避免耗费大量人力物力。电流互感器设备信息进行采集，不仅包括设备型号、电流大小，还要涉及互感器状态信息，比如电流互感器内部的线圈或者磁芯，由于温度变化导致的计量误差等，这需要长期的数据记录对比，目前电流互感器在这方面还属于空白。另外，缺乏对电流互感器输出值的监测，给了窃电可乘之机。窃电行为的多样化，让反窃电措施无法做到面面俱到。

发明内容

为了解决现有技术下的电流互感器所存在的缺陷或不足，本发明提供了一种智能电流互感器，将传统互感器和智能采集终端一体化，打通电流互感器与主站系统之间的数据通道，对电流互感器设备信息进行采集，实现统一管理，同时可以实现查窃电功能，可以对电流互感器的内部温度进行实时监测，并且依靠低功耗、自取电设计实现减能减排的目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种智能电流互感器，包括互感器外壳结构、主磁芯线圈、副磁芯线圈、电路板、二次接线端子、485总线接线端子、端子罩、安装底板，其特征在于，主磁芯线圈、副磁芯线圈、电路板安装在互感器外壳结构内部，二次接线端子和485总线接线端子则通过热熔的方式固定在互感器外壳结构上，端子罩通过螺丝固定在互感器外壳结构上，安装底板与互感器外壳结构相连，其中：

主磁芯线圈使用环氧树脂灌封，其出线与二次接线端子相连，同时二次接线端子通过计量总线与电表相连，进而实现电流测量；

副磁芯线圈使用环氧树脂灌封，其出线与电路板相连，通过电磁感应原理为电路板供电，同时采集一次电流值并将电流值发送至电路板；

电路板使用环氧树脂灌封，与485总线接线端子相连，同时接收副磁芯线圈发送的一次电流值信息；

485总线接线端子与电路板连接的同时，实现了外部电表与专变终端的连接，同时将电路板接收的一次电流值信号发送至专变终端；

端子罩保证二次接线端子、485总线接线端子在不破坏端子罩的情况下无法被随意接触；

安装底板材质为冷轧钢板，用于安装固定电流互感器。

进一步的，电路板具有485接口和电流采样端口，分别与485总线接线端子、副磁芯线圈出线相连，用于485通信和电流测量，测量的电流值可以通过485总线上传到智能电流互感器外部连接的专变终端。

进一步的，电路板具有温度检测传感器，可以对智能电流互感器的内部温度进行实时监测，从而实现互感器精度随温度变化趋势的监测功能。

进一步的，电路板具有超级电容，可以通过副磁芯线圈储备能量，保证电路板正常工作。

进一步的，将主磁芯线圈和副磁芯线圈采集的两个电流测量值进行对比，如果测量值相等则不存在窃电行为，如果不相等则存在窃电行为。

本发明的有益效果：

1.通过主站系统对互感器设备信息进行采集，实现统一管理。

2.通过对电流互感器输出值的实时监测，有效防止窃电行为。

3.通过对电流互感器的内部温度进行实时监测。

4.依靠低功耗、自取电设计实现减能减排的目的。

附图说明

图1为本发明智能电流互感器的外观图；

图2为本发明智能电流互感器的纵向剖面图；

图3为本发明智能电流互感器的俯视图；

图4为本发明智能电流互感器的工作框图；

标号说明：

1.互感器外壳结构；2.二次接线端子；3.485总线接线端子；4.安装底板；5.端子罩；6.电路板；7.主磁芯线圈；8.副磁芯线圈；9.电表；10.专变终端；11.485总线；12.计量总线。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图，对本发明作进一步详细描述。

如图1、图2、图3所示，一种智能电流互感器，包括互感器外壳结构(1)、二次接线端子(2)、485总线接线端子(3)、安装底板(4)、端子罩(5)、电路板(6)、主磁芯线圈(7)、副磁芯线圈(8)，其中，主磁芯线圈(7)、副磁芯线圈(8)、电路板(6)安装在互感器外壳结构内部，使用环氧树脂灌封，二次接线端子(2)和485总线接线端子(3)通过热熔方式，固定在互感器外壳结构(1)上，端子罩(5)通过螺丝固定在互感器外壳结构(1)上，安装底板(4)与互感器外壳结构(1)相连。

主磁芯线圈(7)出线与二次接线端子(2)相连，同时二次接线端子(2)通过计量总线与电表相连，进而实现电流测量；

副磁芯线圈(8)出线与电路板(6)相连，通过电磁感应原理为电路板供电，同时采集一次电流值并将电流值信号发送至电路板。

电路板(6)与485总线接线端子(3)相连，同时接收副磁芯线圈(8)发送的一次电流值信息。

485总线接线端子(3)与电路板(6)连接的同时，实现了外部电表与专变终端的连接，同时将电路板(6)接收的一次电流值信号发送至专变终端。

端子罩(5)保证二次接线端子(2)、485总线接线端子(3)在不破坏端子罩(5)的情况下无法被随意接触。

安装底板(4)材质为冷轧钢板，用于安装固定电流互感器。

进一步的，电路板(6)具有485接口和电流采样端口，分别与485总线接线端子(3)、副磁芯线圈(8)出线相连，用于485通信和电流测量，测量的电流值可以通过485总线上传到专变终端(10)。

进一步的，电路板(6)具有温度监测传感器，可以对智能电流互感器的内部温度进行实时监测，从而实现互感器精度随温度变化趋势的监测功能。

进一步的，电路板(6)具有超级电容，可以通过副磁芯线圈(8)储备能量，保证电路板正常工作。

在实际安装使用过程中，母线排穿过智能电流互感器，通过安装底板(4)将智能互感器固定在配电箱内。如图4所示，电路板(6)具有温度监测传感器，可以对智能电流互感器的内部温度进行实时监测，主磁芯线圈(7)可以测量母线电流，外部的电表(9)连接二次接线端子(2)，通过计量总线(12)将测得的母线电流值采集，电表(9)与专变终端(10)通过485总线(11)相连，测得的母线电流值和温度信息可以通过专变终端(10)上传到主站系统，这样智能电流互感器就可以被远程监测和管理，解决采集系统中的互感器监管盲点。副磁芯线圈(8)采用10*5mm非晶磁芯，绕线匝数1200匝，可与主磁芯线圈(7)同时测量母线电流，副磁芯线圈(8)的出线与电路板(6)的电流采样端口相连，一方面可以给电路板供电，一方面可以实现母线电流采集，电路板(6)的485接口与485总线接线端子(3)相连，通过485总线将副磁芯线圈(8)采集的电流值传给专变终端(10)，进而上传到主站系统。这样专变终端(10)会同时收到来自主磁芯线圈(7)和副磁芯线圈(8)的电流测量值，两个测量值进行对比，如果测量值相等则不存在窃电行为，如果不相等则存在窃电行为。常见的窃电方法都会引起主磁芯线圈(7)电流测量值的变化，而且其变化与副磁芯线圈(8)的电流测量值不同，由此来判定是否存在窃电行为。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。