開口式電流互感器在半導體行業(yè)中的應用
更新時間：2015-01-04
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霍麗麗
。ò部迫痣姎夤煞萦邢薰，上海嘉定201801)
摘要：分析開口式電流互感器的原理，結合在半導體行業(yè)（如中芯）應用實例，分析開口電流互感器在低壓配電系統(tǒng)中，主要是改造項目中的應用及施工細節(jié)，為用戶快速實現(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，有利于開口電流互感器在半導體行業(yè)中的進一步推廣和應用。
關鍵詞：開口式電流互感器半導體行業(yè)改造項目工作原理應用施工細節(jié)
目前市場大部分低壓電流互感器主要用于新項目的建設，由于經(jīng)濟的飛速發(fā)展，企業(yè)對節(jié)能減排意識逐漸提高，許多企業(yè)的電氣特點是：
1）電氣柜運行的時間長；
2）大部分電流互感器只是對系統(tǒng)電流進行測量，也沒有相應的計量裝置和保護裝置，計量裝置只有一塊*的總表，而對所有車間電能無法進行考核，系統(tǒng)線路保護裝置根本沒有，；
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間，安裝常規(guī)電流互感器不方便；
5）企業(yè)生產(chǎn)時間比較緊迫，不能長時間停電。
所以如需對上述電氣進行改造，采用開口式電流互感器可以為用戶節(jié)約大量的投資。
而在半導體行業(yè)中不但要實現(xiàn)能效管理，電氣安全更加重要，企業(yè)基本上24小時不間斷生產(chǎn)，生產(chǎn)中配電系統(tǒng)經(jīng)常會出現(xiàn)過電流現(xiàn)象，對這個控制也至關重要。
1產(chǎn)品設計
1.1結構特點
本產(chǎn)品結構新穎，外形美觀大方,透明翻蓋設計接線方便。外殼材料采用PC/ABS合金，具有耐高溫、機械強度高、環(huán)保等特點；鐵芯采用有取向冷扎硅鋼片，具有性能穩(wěn)定，機械強度高，導磁率*等特點；骨架線圈中的漆包線采用高強度漆包線，具有絕緣強度高，耐溫性強等特點，具體結構如圖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、1A），N2為電流互感器的二次匝數(shù)，Z2e為二次回路設備及連接導線阻抗。當一次電流從電流互感器P1端流進，P2端出，在二次Z2e接通的情況下，由電磁感應原理，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上進行研發(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采用分體式設計方案，可以分為測量用開口式電流互感器和保護用開口式電流互感器。
圖4AKH-0.66K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用于配電系統(tǒng)改造項目，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，為用戶改造項目節(jié)省人力、物力、財力，提率。該系列電流互感器可與繼電器保護、測量以及計量裝置配套使用。
開口電流互感器規(guī)格尺寸表：
尺寸
規(guī)格型式外形尺寸穿孔尺寸備注
WHDae規(guī)格（A）質(zhì)量（kg）
AKH-0.66/K-30×2090114402232100-4000.8-0.9
AKH-0.66/K-60×40114140364262250-20001.0-2.0
AKH-0.66/K-80×50114159365282250-10001.1-1.4
AKH-0.66/K-80×40122162404282300-30001.2-2.4
AKH-0.66/K-80×80144159368282250-10001.3-1.5
AKH-0.66/K-120×801441993682122500-15001.5-2.3
AKH-0.66/K-120×601642145262122300-30001.6-3.0
AKH-0.66/K-100×4014419452421021000-40001.6-3.2
AKH-0.66/K-130×4014422452421321000-40001.6-3.6
AKH-0.66/K-140×6016423452621421000-50001.7-3.7
AKH-0.66/K-160×8018425452821621000-50002.8-3.7
AKH-0.66/K-200×8018429452822021000-50003.5-4.5
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。整個過程比較快速簡單。
2.產(chǎn)品應用
開口電流互感器主要應用在配電改造項目中，開口式電流互感器同常規(guī)閉口互感器一樣輸出為標準的或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)品過載能力強可與裝置配套使用。
2.1應用實例
1）方案一
以上海宏利半導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,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個小時才能拆卸完畢；ジ衅靼惭b接線20分鐘,安裝銅排還需要3個小時.那么每條饋線至少需要19個小時才能安裝完畢,而工廠必須停電20小時左右.
2）方案二
以半導體行業(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,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
類別
成本
方案互感器平均成本（元）人工費（元）停電時間
。ㄐr）安裝接
線時間
（小時）備注
常規(guī)電流互感器名安裝工
開口電流互感器59537．50．670．51名安裝工
2.2施工細節(jié)
以上海中芯現(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
zui后將開口電流互感器通過我們標配的配件將互感器固定在母排上，同時將繼電器輸出信號線連接至斷路器的輔助觸點，完成整個安裝過程，如圖10。
圖10
綜上對比，改造項目中使用開口式電流互感器，可以快速實現(xiàn)對半導體行業(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一步推廣和應用。
3結論
開口式電流互感器已在半導體行業(yè)工程配電監(jiān)控系統(tǒng)中得到應用，降低了投資成本，產(chǎn)生了較好的社會和經(jīng)濟效益。
[1]安科瑞電氣股份有限公司.電量傳感器選型手冊,201407版.
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