開口式電流互感器在半導(dǎo)體行業(yè)中的應(yīng)用

更新時(shí)間：2015-01-04

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　　霍麗麗
　　
　　（安科瑞電氣股份有限公司，上海嘉定201801)
　　
　　摘要：分析開口式電流互感器的原理，結(jié)合在半導(dǎo)體行業(yè)（如中芯）應(yīng)用實(shí)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(xiàng)目中的應(yīng)用及施工細(xì)節(jié)，為用戶快速實(shí)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(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，有利于開口電流互感器在半導(dǎo)體行業(yè)中的進(jìn)一步推廣和應(yīng)用。
　　
　　關(guān)鍵詞：開口式電流互感器半導(dǎo)體行業(yè)改造項(xiàng)目工作原理應(yīng)用施工細(xì)節(jié)
　　
　　目前市場(chǎng)大部分低壓電流互感器主要用于新項(xiàng)目的建設(shè)，由于經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，企業(yè)對(duì)節(jié)能減排意識(shí)逐漸提高，許多企業(yè)的電氣特點(diǎn)是：
　　
　　1）電氣柜運(yùn)行的時(shí)間長(zhǎng)；
　　
　　2）大部分電流互感器只是對(duì)系統(tǒng)電流進(jìn)行測(cè)量，也沒有相應(yīng)的計(jì)量裝置和保護(hù)裝置，計(jì)量裝置只有一塊*的總表，而對(duì)所有車間電能無法進(jìn)行考核，系統(tǒng)線路保護(hù)裝置根本沒有，；
　　
　　3）諧波含量比較大場(chǎng)合，給APF有源濾波提供采集信號(hào)；
　　
　　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(shí)間，安裝常規(guī)電流互感器不方便；
　　
　　5）企業(yè)生產(chǎn)時(shí)間比較緊迫，不能長(zhǎng)時(shí)間停電。
　　
　　所以如需對(duì)上述電氣進(jìn)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(dǎo)體行業(yè)中不但要實(shí)現(xiàn)能效管理，電氣安全更加重要，企業(yè)基本上24小時(shí)不間斷生產(chǎn)，生產(chǎn)中配電系統(tǒng)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)過電流現(xiàn)象，對(duì)這個(gè)控制也至關(guān)重要。
　　
　　1產(chǎn)品設(shè)計(jì)
　　
　　1.1結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
　　
　　本產(chǎn)品結(jié)構(gòu)新穎，外形美觀大方,透明翻蓋設(shè)計(jì)接線方便。外殼材料采用PC/ABS合金，具有耐高溫、機(jī)械強(qiáng)度高、環(huán)保等特點(diǎn)；鐵芯采用有取向冷扎硅鋼片，具有性能穩(wěn)定，機(jī)械強(qiáng)度高，導(dǎo)磁率*等特點(diǎn)；骨架線圈中的漆包線采用高強(qiáng)度漆包線，具有絕緣強(qiáng)度高，耐溫性強(qiáng)等特點(diǎn)，具體結(jié)構(gòu)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(cè)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(shè)備及連接導(dǎo)線阻抗。當(dāng)一次電流從電流互感器P1端流進(jìn)，P2端出，在二次Z2e接通的情況下，由電磁感應(yīng)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(chǔ)上進(jìn)行研發(fā)，兼容電纜和銅排安裝方式，根據(jù)一次電流的測(cè)量范圍，100A-5000A采用分體式設(shè)計(jì)方案，可以分為測(cè)量用開口式電流互感器和保護(hù)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(yīng)用于配電系統(tǒng)改造項(xiàng)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(xiàng)目節(jié)省人力、物力、財(cái)力，提率。該系列電流互感器可與繼電器保護(hù)、測(cè)量以及計(jì)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(chǎng)，然后將互感器的二次接到測(cè)量、保護(hù)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(gè)過程比較快速簡(jiǎn)單。
　　
　　2.產(chǎn)品應(yīng)用
　　
　　開口電流互感器主要應(yīng)用在配電改造項(xiàng)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(biāo)準(zhǔn)的或1A，測(cè)量精度高，容量大，可與測(cè)量?jī)x器、儀表配套使用，部分產(chǎn)品過載能力強(qiáng)可與裝置配套使用。
　　
　　2.1應(yīng)用實(shí)例
　　
　　1）方案一
　　
　　以上海宏利半導(dǎo)體低壓饋線為例如圖4所示，每條饋線均需測(cè)量三相電流,將電流信號(hào)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(hào)，施工時(shí),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(gè)小時(shí)才能拆卸完畢。互感器安裝接線20分鐘,安裝銅排還需要3個(gè)小時(shí).那么每條饋線至少需要19個(gè)小時(shí)才能安裝完畢,而工廠必須停電20小時(shí)左右.
　　
　　2）方案二
　　
　　以半導(dǎo)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(cè)量三相電流,將電流信號(hào)供給測(cè)量?jī)x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(hào)，施工時(shí),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(gè)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(duì)照如表1
　　
　　表1
　　
　　類別
　　
　　成本
　　
　　方案互感器平均成本（元）人工費(fèi)（元）停電時(shí)間
　　
　　（小時(shí)）安裝接
　　
　　線時(shí)間
　　
　　（小時(shí)）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(xì)節(jié)
　　
　　以上海中芯現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)安裝好，所有現(xiàn)場(chǎng)全部放置好，大電流一次母線穿銅排場(chǎng)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(shí)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(biāo)配的配件將互感器固定在母排上，同時(shí)將繼電器輸出信號(hào)線連接至斷路器的輔助觸點(diǎn)，完成整個(gè)安裝過程，如圖10。
　　
　　圖10
　　
　　綜上對(duì)比，改造項(xiàng)目中使用開口式電流互感器，可以快速實(shí)現(xiàn)對(duì)半導(dǎo)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(jìn)一步推廣和應(yīng)用。
　　
　　3結(jié)論
　　
　　開口式電流互感器已在半導(dǎo)體行業(yè)工程配電監(jiān)控系統(tǒng)中得到應(yīng)用，降低了投資成本，產(chǎn)生了較好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。
　　
　　[1]安科瑞電氣股份有限公司.電量傳感器選型手冊(cè),201407版.