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開口式電流互感器在半導(dǎo)體行業(yè)中的應(yīng)用
點擊次數(shù)：158 發(fā)布時間：2015-1-5
張奇峰
江蘇安科瑞電器制造有限公司 214405
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(yīng)用及施工細(xì)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(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) 改造項目 工作原理 應(yīng)用 施工細(xì)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(shè)，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(jìn)行測量，也沒有相應(yīng)的計量裝置和保護(hù)裝置，計量裝置只有一塊*的總表，而對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(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(guān)重要。
1 產(chǎn)品設(shè)計
1.1結(jié)構(gòu)特點
本產(chǎn)品結(jié)構(gòu)新穎，外形美觀大方,透明翻蓋設(shè)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(dǎo)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(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。
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)一次電流的測量范圍，100A-5000A采用分體式設(shè)計方案，可以分為測量用開口式電流互感器和保護(hù)用開口式電流互感器。
圖4 AKH-0.66 K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(hù)、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：
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(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。整個過程比較快速簡單。
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(yīng)用實例
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。互感器安裝接線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(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
2.2施工細(xì)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(biāo)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(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)生了較好的社會和經(jīng)濟效益。
[1]江蘇安科瑞電器制造有限公司.電量傳感器選型手冊,201407版.
作者簡介：張奇峰，男，本科，江蘇安科瑞電器制造有限公司，主要研究方向為電量傳感器設(shè)計