[发明专利]一种高压直流输电换流阀主回路电流测量装置

说明书

技术领域

本发明属于测量测试技术领域，尤其涉及一种高压直流输电换流阀主回路电流测量装置。

背景技术

HVDC换流阀属吊装结构，在进行过电流、过电压、非周期触发等试验时，主回路中会流过冲击大电流，目前，确定此电流的方法仅局限于仿真计算，但在试验中，换流阀位于高电位，其所处电磁环境十分恶劣，且各阀层内串并有电抗器、电容器等非线性器件，易受层层间、层地间的杂散电容、电感的影响，因此仿真计算存在较大误差，不能满足工程的实际需要。试验过程中，换流阀主回路中将流过数千安培的过电流，如此大的电流流经晶闸管时，可能会烧毁晶闸管，存在极大的安全隐患。因此，迫切需要能够置入换流阀阀层内的主回路电流测量装置，然而，国内外在此应用领域的测量装置仍是空白。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种体积小、测量范围广、误差小、灵敏度高、稳定可靠的高压直流输电换流阀主回路电流测量装置。

为解决上述技术问题，本发明提出一种高压直流输电换流阀主回路电流测量装置，其安装在换流阀阀层内的主回路矩形铜排上，该测量装置包括由屏蔽壳I和屏蔽壳II对接而成的屏蔽壳，所述屏蔽壳I内设有缠绕着线圈I的磁芯I，所述屏蔽壳II内设有缠绕着线圈II的磁芯II、积分电路和分压器，所述积分电路输入端和屏蔽壳II均与线圈II相连接，所述积分电路输出端连接分压器，所述分压器输出端将测量信号输出。

其中，所述磁芯I和磁芯II均采用U形铁氧体磁芯，所述屏蔽壳I内设有对磁芯I进行固定的磁芯固定件I，屏蔽壳II内设有对磁芯II进行固定的磁芯固定件II，所述磁芯I与磁芯II对接后形成一环形磁芯。

其中，所述屏蔽壳内设有紧固插件，所述线圈I和线圈II分别与紧固插件相连接。

其中，所述磁芯固定件I和磁芯固定件II为绝缘材料制成的环状结构，所述磁芯固定件I通过绝缘胶粘接于屏蔽壳I内部，所述磁芯固定件II通过绝缘胶粘接与屏蔽壳II内部。

其中，所述屏蔽壳I和屏蔽壳II均采用U形结构，所述屏蔽壳I和屏蔽壳II的开口端对接后通过外部紧固件固定成一环形屏蔽壳。

其中，所述屏蔽壳的内环中线上设有缝槽，在所述缝槽中嵌入有用于和被测物体绝缘隔离的绝缘套垫。

其中，所述屏蔽壳I和屏蔽壳II内部设有用于固定磁芯I和磁芯II的绝缘支撑。

其中，所述磁芯I上绕制的线圈I匝数为34匝，所述磁芯II上绕制的线圈II匝数为26匝，所述线圈I和线圈II的匝间距为8mm。

其中，所述积分电路由10个并联的电阻构成。

其中，所述分压器由两个串联的电阻构成，其中一个电阻作为高压臂与积分电路相连接，另一电阻作为低压臂与屏蔽壳II相连接。

其中，所述磁芯I和磁芯II的截面直径为15.5mm，所述屏蔽壳I和屏蔽壳II的壳厚为3mm，所述缝槽的宽度为2mm，所述绝缘套垫的厚度为3mm，所述线圈I与屏蔽壳I的间距及所述线圈II与屏蔽壳II的间距均为5mm。

本发明的有益效果在于：

1)该测量装置的可靠性高、稳定性好，测量范围可达±10kA，且具备良好的线性度；

2)该测量装置频带可达40Hz～6MHz，高低频相应良好，测量最大误差仅为1.22％，远远小于高压测量标准要求的3％；

3)该测量装置外壳屏蔽性能好，由于在内环中线的缝槽内嵌入绝缘套垫，使得测量装置与被测电路既无电气连接又能紧密接触，安全可靠；

4)该测量装置的内部磁芯和外部屏蔽壳均采用两个U形构件对接组成的环形结构，具有体积小，重量轻的优点，该测量装置通过紧固插件将其嵌套在换流阀阀层内的主回路矩形铜排上，安装方便，操作简单。

附图说明

图1是自积分式Rogowski线圈等效电路图；

图2是本发明的电流测量装置的安装位置示意图；

图3是本发明的电流测量装置的外形图；

图4是本发明的电流测量装置的内部结构示意图，即电流测量装置的纵向剖视图；

其中，1-屏蔽壳，1a-屏蔽壳I，1b-屏蔽壳II，2a-磁芯I，2b-磁芯II，3-积分电路，4-分压器，4a-高压臂，4b-低压臂，5a-线圈I，5b-线圈II，6a-磁芯固定件I，6b-磁芯固定件II，7-紧固插件，7a-插槽，7b-插针，8-外部紧固件，9-缝槽，10-绝缘支撑，11-弹簧，12-端盖，13-分压器输出端，14-铜片。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的电流测量装置做进一步详细的说明。