HLE2型便攜式電流互感器檢定裝置結(jié)構(gòu)及面板設(shè)計(jì)

李 青

(山西省機(jī)電設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030009)

0 引言

HLE2型便攜式電流互感器檢定裝置是一種集傳統(tǒng)法和間接法于一體的兩用的便攜式電流互感器檢定裝置，它的特點(diǎn)是利用傳統(tǒng)方法可以檢定15～600/5 A和15～600/1 A準(zhǔn)確級(jí)為0.2S級(jí)以下任意結(jié)構(gòu)的電流互感器；利用間接法可以檢定300～2 000/5 A和300～2 000/1 A準(zhǔn)確級(jí)為0.2S級(jí)以下的只有匝數(shù)或分?jǐn)?shù)匝補(bǔ)償?shù)碾娏骰ジ衅鳌x器整體要求緊湊便捷，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要配合元器件合理規(guī)劃，機(jī)箱的選擇要堅(jiān)固實(shí)用；結(jié)構(gòu)件不僅要求強(qiáng)度足夠，同時(shí)要輕便、美觀；面板的設(shè)計(jì)秉承工業(yè)設(shè)計(jì)理念，功能分區(qū)合理，便于操作，與機(jī)箱配合整體美觀大方。為此，本文設(shè)計(jì)了緊湊、合理的結(jié)構(gòu)部件及美觀、實(shí)用的機(jī)箱面板。

1 HLE2型便攜式電流互感器檢定裝置的工作原理

傳統(tǒng)方法檢定15～600/5 A的電流互感器時(shí)，二次電流為5 A，5 A的二次負(fù)荷是由內(nèi)附的功率因數(shù)為0.8、1 VA～30 VA的仿真負(fù)荷或功率因數(shù)為1、1 VA～20 VA的仿真負(fù)荷提供。傳統(tǒng)方法檢定15～600/1 A電流互感器采用被檢互感器級(jí)聯(lián)1/5 A雙級(jí)電流互感器的方法，雙級(jí)電流互感器本身的一次和二次內(nèi)阻由仿真負(fù)荷提供的負(fù)電阻相抵消，因此無(wú)論檢定二次電流為5 A或1 A的互感器，均在5 A下進(jìn)行檢定。互感器校驗(yàn)儀為5 A的電流互感器校驗(yàn)儀，受外界干擾少，可確保檢定結(jié)果準(zhǔn)確。

而間接法是先在小電流(5%額定電流)下，通過(guò)傳統(tǒng)法與間接法測(cè)得的比值差之差算得比值差補(bǔ)償值，再通過(guò)間接法直接測(cè)一次勵(lì)磁電流，算出額定負(fù)荷和下限負(fù)荷下1%～120%額定電流的誤差。對(duì)于二次電流為1 A的電流互感器，檢定裝置通過(guò)內(nèi)附1/5 A準(zhǔn)確度相當(dāng)于0.02S級(jí)的級(jí)聯(lián)互感器，在二次電流5 A下測(cè)誤差。 檢定裝置測(cè)試的靈敏度和準(zhǔn)確度與傳統(tǒng)測(cè)試二次電流為5 A的電流互感器相同。

HLE2型便攜式電流互感器檢定裝置用間接法在現(xiàn)場(chǎng)檢定電流互感器時(shí)一次只需100 A電流、10 m長(zhǎng)的兩根連接導(dǎo)線，導(dǎo)線重約1.5 kg；檢定裝置本身的容量為500 VA，由于采用了空載電流互感器和仿真負(fù)荷等新技術(shù)，使裝置體積變小，重量不超過(guò)30 kg。

2 HLE2型便攜式電流互感器檢定裝置機(jī)箱的選擇

根據(jù)HLE2型便攜式電流互感器檢定裝置內(nèi)部元器件的大小及重量，初步選定機(jī)箱外形尺寸，即選擇6U機(jī)箱，高度為480 mm,長(zhǎng)度為390 mm。因一次檢測(cè)接線要穿過(guò)主線包即穿過(guò)機(jī)箱，所以機(jī)箱選擇鋁合金材質(zhì)，一方面便于在蓋板上打孔及配合其他結(jié)構(gòu)的安裝，另一方面其強(qiáng)度也適合本裝置要求。

3 HLE2型便攜式電流互感器檢定裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

HLE2型便攜式電流互感器檢定裝置的元器件比較多，在390 mm×270 mm×480 mm的機(jī)箱內(nèi)要根據(jù)儀器的功能合理緊湊地安裝和固定各元器件需要仔細(xì)作圖比較和布置。首先要設(shè)計(jì)底板，使儀器內(nèi)的電源板、調(diào)壓器、恒流源板、小線包組、電扇等能合理安排固定。其次，主要元件空載電流互感器作為一種新型的電流比例標(biāo)準(zhǔn)，它有較高的準(zhǔn)確度，在穿心式150/5 A下能夠很容易達(dá)到0.05S級(jí)，而且體積非常小，與穿心式0.5 kVA升流器配合，制成體積小、重量輕的帶升流器150～2 000/5 A 的穿心式標(biāo)準(zhǔn)電流互感器。因此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是穿心式標(biāo)準(zhǔn)電流互感器的放置固定及穿心結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

3.1 穿心式標(biāo)準(zhǔn)電流互感器的固定結(jié)構(gòu)

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)電流互感器線包的直徑，在儀器底板上做一圓弧型底座放置線包，線包兩頭靠擋鐵夾緊，在擋鐵上線包穿心位置開(kāi)孔，與穿心結(jié)構(gòu)主件相配合，使結(jié)構(gòu)能很好地實(shí)現(xiàn)功能要求。穿心式標(biāo)準(zhǔn)電流互感器的固定結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3.2 穿心式標(biāo)準(zhǔn)電流互感器線包堵頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

儀器箱內(nèi)固定了標(biāo)準(zhǔn)線包后還要考慮測(cè)試時(shí)一次接線從標(biāo)準(zhǔn)中心穿過(guò)時(shí)不能損傷標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)一次線又能方便順暢地穿過(guò)。首先根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)線包內(nèi)徑及一次線的最大尺寸選擇合適的PVC管，將所選PVC管穿過(guò)線包中心，同時(shí)管子兩頭要有相應(yīng)的堵頭將PVC管固定，堵頭材料也為PVC，堵頭在線包擋鐵上固定，中部開(kāi)孔與PVC管內(nèi)徑相同，如圖2所示。

圖1 穿心式標(biāo)準(zhǔn)電流互感器的固定結(jié)構(gòu)

圖2 線包堵頭

3.3 機(jī)箱側(cè)板上穿心結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

HLE2型便攜式電流互感器檢定裝置機(jī)箱側(cè)板的穿心結(jié)構(gòu)是銜接線包堵頭和機(jī)箱側(cè)板的結(jié)構(gòu)，它的設(shè)計(jì)要求是一方面要與線包堵頭緊密配合，內(nèi)徑一致，方便一次穿心接線穿過(guò)；另一方面要與機(jī)箱側(cè)板緊固，表面要美觀實(shí)用。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，側(cè)板穿心結(jié)構(gòu)選擇Q235材料，表面鍍鉻處理，入口為喇叭口，方便導(dǎo)線穿入，如圖3所示。

圖3 側(cè)板穿心結(jié)構(gòu)

3.4 穿心組件的配合

穿心組件由側(cè)板上的穿心結(jié)構(gòu)、線包堵頭、線包擋鐵、線包穿心PVC管等構(gòu)成，如圖4所示。此部件實(shí)

現(xiàn)了HLE2型便攜式電流互感器檢定裝置的一次接線穿心功能，使穿心結(jié)構(gòu)合理化，既保護(hù)了標(biāo)準(zhǔn)又符合了功能要求，外表面也美觀大方。

圖4 穿心組件

4 便攜裝置的面板設(shè)計(jì)

HLE2型便攜式電流互感器檢定裝置機(jī)箱的面板設(shè)計(jì)不僅要滿(mǎn)足設(shè)備功能要求，還要布局合理，功能區(qū)劃分清晰，使用戶(hù)在使用時(shí)一目了然。面板上液晶屏選用新型彩色屏，分辨率高，顯示清晰；各元件的選用也兼顧了美觀和實(shí)用，面板的配色也與所選機(jī)箱搭配，為黑灰色，使儀器整體看起來(lái)高端大氣。HLE2型便攜式電流互感器檢定裝置面板如圖5所示。

圖5 HLE2型便攜式電流互感器檢定裝置面板

5 結(jié)語(yǔ)

HLE2型便攜式電流互感器檢定裝置不僅可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)電流互感器的檢定，接線簡(jiǎn)單、操作方便、省時(shí)省力，而且可以在實(shí)驗(yàn)室對(duì)600 A以下的電流互感器進(jìn)行檢定。裝置體積小重量輕、移動(dòng)方便，就是一個(gè)移動(dòng)的電流互感器校驗(yàn)臺(tái)，特別適用于地方電力部門(mén)的電流互感器檢定，檢定工作方便可靠。