除冰机器人工作报告 - 图文

输电线自取电热融冰机器人的研制

工作报告

河南省电力公司南阳供电公司

2013年10月1日

目录

主要工作内容：

高压输电线路覆冰灾害给世界上很多国家造成了经济损失和人民生活不便，已在世界范围内引起广泛关注。为保障高压输电线路安全运行，必须去除线路覆冰。除冰机器人技术为高压输电线路除冰提供了一种经济、安全、高效的除冰方法，具有很好的应用前景和实用意义。

本次工作先是对国内外高压线机器人研究现状进行了分析，设计了一种自锁式输电线分裂导线移动机器人本体结构以及与其匹配的取电装置和加热融冰系统。 首先，进行理论分析了高压输电线路覆冰状况和除冰机构设计要求，确定了热融冰为主、涡轮风扇为辅的组合除冰方案，之后，估算了融冰所需功率，设计了除冰试验，对除冰方案可行性和除冰效果进行了验证。

然后，根据除冰机器人本体结构设计要求，确定了除冰机器人机械系统方案，并对除冰机器人越障动作进行了规划。随后，对除冰机器人各驱动进行了选型计算，设计了除冰机器人行走底盘独立悬挂系统结构、取电装置。 最后，针对除冰机器人取电和加热装置进行了结构设计，分析了开合机构运动要求，基于四杆机构封闭性，进行了竖直摆臂机构尺度综合，确定了竖直摆臂机构尺寸，并对确定尺寸的竖直摆臂机构进行了运动分析，计算了摆臂装置所需驱动扭矩与功率。除冰机器人结构设计完成后，制作了试验样机，进行了模拟行走试验。

研究背景和意义：

输电线路覆冰和积雪常会引起线路的跳闸、断线、倒杆、绝缘子闪络和通信中断等事故。俄罗斯、加拿大、美国、日本、英国、芬兰、冰岛和我国在内的诸多国家都曾因输电线路覆冰引发安全事故，造成了巨大的经济损失。因此，冰雪灾害成为全世界许多国家电网系统面临的共同问题。近年来，人类对自然资源和环境的不合理开发和利用导致的全球气候系统的变化，也正在改变冰灾等极端气象灾害发生的地域、频率及强度分布，致使对雨雪预测预报难度不断增加。同时，植被覆盖面积的减少，裸地的增加，导致草地退化，为冰雪灾情放大提供了潜在条件。冰灾对电网及电力设备危害在于，随着线上的积雪和冰凌载荷的增加，会出现线间冰凌闪络、雾闪、输电线随大风舞动等现象，特别是当极端气象灾害发生时，线路覆冰厚度往往大大超过设计标准规定的水平，可能会导致输配电线路杆塔横担或塔头变形折断甚至倾覆，导线及地线断股断线和绝缘子、线路金具损坏。被破坏后的输电线路抢修难度很大，其影响也十分严重。

近1个世纪以来，世界各国发生的大规模冰灾如图1：瑞典1921年10月的冰灾带来了严重的积冰现象。考虑到现时的电网规模，据专家推测，当时的低温、大雨和强风天气如在现在发生，必定会给电网系统带来严重的灾害，估计冰灾将造成瑞典20%～50%的杆塔倒塌。美国1972年1月，冰灾袭击哥伦比亚州，造成两条500 kV线路严重损毁，线路覆冰达到9mm。北美1998年1月，美国东北部和加拿大东南部冻雨的气象条件持续了6天，降水量惊人。由于覆冰严重，大量输电线路铁塔、树木等倒塌，造成了范围广阔的电力供应中断，交通堵塞，通讯异常。据统计，数千公里的电力网络受到冰灾影响，造成40000多坐电杆塔倒塌，近10000台变压器需要修复。美加冰灾造成470万加拿大人和50万美国人遭受停电影响，电网系统的修复直到10月份才完成。据估算，冰灾给美加造成的经济损失折合到

2008年1月约为35亿美元。法国1999年12月，3天的风暴严重破坏了输电网络，造成38条主要输电线路停运，5GW电力不能送出，超过350万户居民停电。瑞典南部2005年1月遭受严重暴风雪灾害，风速达到46m/s。电网系统、电话通讯以及铁路公路等长时间停运。65万人得不到电力供应，电网修复时间长达7周。德国2005年11月的冰雪灾害造成超过70条输电线路倒塌，20万人停电。

图 1 冰灾事故和除冰

我国是输电线路覆冰最为严重的国家之一，线路冰害事故发生的概率居世界前列。最近30年来，大面积冰灾事故在全国各地时有发生，继1974－1976年全国电力系统性大面积冰灾事故后，1984年在全国范围内又发生了大面积冰灾事故；1996年初，福建省35~220kV线路因覆冰导致倒杆断线200多；2005年春节前后, 湖南出现了罕见的大范围雨雪冰冻天气, 造成了多条500kV、220kV输电线路出现倒塔、变形事故, 其中岗云线、复沙线和五民线3条500kV输电线路倒塔24基,变形3基；2008年 1月底，湖南再次遭受有气象记录以来的最严重冰灾，仅湖南省电力公司供电范围内，10千伏线路跳闸5131条、倒杆59921基，断线45531处14548千米，损坏配变电站3213台，低压线路倒杆314279基、断线349504处37620千米，停电台区57239个，停电村27160个，直接损失超过14亿元，使得湖南电网遭受了自1954年以来最为严重的两次冰害, 给湖南电网造成了严重的经济损失并影响了全省的生产、生活用电。2008年年初的这场百年罕见的大面积冰雪灾害再次给国民经济和社会生活带来了巨大的损失，受灾人口高达1亿之多，直接经济损失超过1100亿元，电网的损害尤其严重。据国家电网公司统计数字表明，这次冰雪造成全国500千伏输电线路累计倒塌线塔414座，累计停运143条次；造成220千伏输电线路累计倒塌417座线塔，累计停运464条次；造成110千伏及以下变电站累计全停783座次，线路累计停运8197条次，线路受损倒塌21230座。线路大量结冰

就是造成此次电力损失的主要原因，而目前主要采用的人工除冰方法不仅效率低下，而且对电力工人的生命安全造成了极大的威胁，在此次灾害中已有数名电力工人在输电线路除冰过程中壮烈牺牲。因此，研究新型的除冰方法替代人工除冰就变得十分迫切。

国内外输电线路机器人研究介绍：

随着计算机技术和人工智能技术的飞速发展，采用机器人替代人工完成各种环境下的繁重作业成为可能。利用机器人实现输电线路在线除冰是目前输电线路除冰技术的发展趋势之一。机器人除冰与传统除冰方式相比具有明显的优势，具备功耗小、成本低、效率高、人员零伤亡、无需停电和可连续作业等特点。无需除冰作业时，又可作为巡线用途，其发展前景非常广泛。目前机器人在输电线路上的应用主要用于线路巡视。国内外比较具有代表性的输电线路巡线机器人如图2所示:

图 2 国内外典型输电线路巡线机器人

自20世纪80年代末开始，加拿大、日本和美国等发达国家先后开展了巡线机器人的研究工作。1988年东京电力公司研制了光纤复合架空地线（OPGW）巡检移动机器人。该机器人利用一对驱动轮和一对夹持轮沿地线爬行，能跨越地线上防震锤、螺旋减震器等障碍物。遇到线塔时，机器人采用仿人攀援机理，先展开携带的弧形手臂，手臂两端勾住线塔两侧的地线，构成一个导轨，然后本体顺着导轨滑到线塔的另一侧；待机器人夹持轮抱紧线塔另一侧的地线后，将弧形手臂折叠收起，以备下次使用。机器人运动控制有粗略和精确定位两种模式，粗略控制是把线塔和地线的资料数据(线塔的高度、位置，地线长度，线路上附件数量等)预先编制好程序输入机器人，据此控制机器人的行走和越障；精确定位控制则根据传感器反馈信息进行控制。机器人携带的损伤探测单元采用涡流分析方法

fc?25?255mm 12弹簧参数的计算选择：

?0.8—1.2，因而可以近似的认为ab??1，即前、后轮轴上方车身部分的集中质量的垂向振动是相互独立的，并用偏频来表示各自、的自由振动频率。偏频越小。则车体的平顺性越好。设计时取前悬架的偏频n=1.1Hz，根据下面公式可以计算出前悬架的刚度：

n?12?Cs ? CS?4n2?2ms ms2车体起悬挂质量分配系数???y式中 CS ——车体前悬架刚度，N/mm； ms——车体前悬架簧上质量，kg；

n ——车体前悬架偏频，Hz

空载计算刚度：

根据估算可估计出前悬架簧下质量为6kg，已知前悬架空载前轴载质量5kg，则起单侧簧上质量为ms：

1ms=?(637?52)= 0.5kg ；

2n=1Hz；

代入计算得：Cs=13.5N/mm

满载计算刚度：

已知前悬架满载时轴载质量为6kg，则单侧簧上质量为ms：

ms=0.8kg； N=1Hz；

代入计算得：CS=21N/mm

按满载计算弹簧钢丝直径d：

根据下面的公式可以计算：

38?D?i?CsGd4m CS=3 ? d?48Dm?iG式中 I ——弹簧有效工作圈数，先取8

G ——弹簧材料的剪切弹性摸量，取8.3?104MPa

Dm——弹簧中径，取12mm

代入计算得： d=2.5mm

确定弹簧参数：

弹簧钢丝直径d=2.5mm；弹簧外径D=12mm；弹簧有效工作圈数n=8；弹簧的自由长度取123mm。

弹簧刚度校核：

Gd4弹簧刚度的计算公式为：CS= 38Dm?i代入数据计算可得弹簧刚度CS为：

Gd48.3?1010?134CS=3??16.9N/mm 38Dm?i8?130?8所以弹簧选择符合刚度要求。

弹簧表面剪切应力校核：

弹簧在压缩时起工作方式与扭杆类似，都是靠材料的剪切变形吸收能量，弹

簧钢丝表面的剪应力为： ??8PDmK?8PCK?? 32?d?d ；

d K?——曲度系数，为考虑簧圈曲率对强度影响的系数，

4C?10.615K??? ；

4C?4C P——弹簧轴向载荷。

已知Dm?12mm ，d=2.5mm，可以算出弹簧指数C和曲度系数K?： C=

= 130/13=10 ； d4C?10.6154?10?10.615???1.145 ； K?? =4C?4C4?10?410 P=（761-53）×1/2×9.8×cos10°=34.5N 。 则弹簧表面的剪切应力：

8PDmK?8PCK?8?3426.5?10?1.145? ??=?591.1MPa ?32?d3?d23.14?13?10式中 C——弹簧指数（旋绕比），C=

DmDm?????=0.63???=0.63×1000MPa=630MPa

因为?＜???，所以弹簧满足要求。

线路覆冰类型与特点：

各类输电线路覆冰灾害事故在我国发生过上千次。输电线路覆冰主要包括雨凇、雾凇、混合凇、白霜、雪和雾等，它的形成受气象因素、地形和地理条件、海拔高度和导线悬挂高度、导线结构特性、导线表面场强等因素影响。线路覆冰分类及特如表2.1 所示。湖南、湖北、江西等省，每逢严冬和初春季节，阴雨连绵，空气湿度很高（90%以上），导线极易覆冰，多为雨淞；云南、贵州等高海拔地区，覆冰多为雾淞或混合淞。雨淞、雾凇、混合淞覆冰状况如图6所示。

表2.1 线路覆冰分类及特点

图 6 线路覆冰类型

线路覆冰力学特性：

根据2008年10月到2009年1月南方覆冰统计数据，覆冰密度一般不小于0.80g/cm3。湖南覆冰实测密度在0.90g/cm3 左右，江西覆冰实测密度达

0.82g/cm3、0.85g/cm3 和0.92g/cm3。湖南、江西的覆冰厚度不小于30mm，湖南最重地区超过60mm；浙江海拔400m 以上地区覆冰厚度不小于30mm。雾凇、白霜、雪和雾粘附力弱容易去除，因此除冰的主要任务是去除线路上的雨凇及混合淞。根据实测数据发现覆冰最大密度可达0.92g/cm3，结构并不对称，在设计时为保证除冰的可靠性，应充分考虑这些情况。 平均密度为：ρ=0.92g/cm3 左右的覆冰， 在环境温度：T= -10℃时， 抗拉强度： σb=1.5Mpa；

抗剪强度： τb=σb/1.64=0.92Mpa； 抗剪弹性模量：G=1.7GPa；

加热装置制作：

加热系统由铝合金框架、加热棒、温度感应器、涡轮风扇、张合动力等部分组成，采用环形包裹方式加热。如图7所示：

图 7 加热装置

该系统加热元件采用进口低压直流加热棒，加热棒由加热丝、导线、接线柱、外壳、插头5部分组成，如图8所示。

图 8 加热棒

外壳内部装有加热丝，加热丝两端通过导线接到接线柱上，接线柱固定在外壳上，接线柱与插头连接，其特征在于：所述的插头与低于或等36伏﹙人体安全电压﹚的直流电源连接，加热丝用耐高温低阻率材料制成，装在外壳的下部，外壳里充满绝缘高贮能材料。电源电压可以是12、24、36伏。该低压直流加热器的优点是安全、方便，可以起到较好的融冰效果，骨架材料采用6061铝合金，环形镶嵌10根进口24V 6X100mm加热棒，如图9所示。

图 9 加热装置实物图

输电线路感应取电系统设计制作：

架空输电线路除冰机器人工作在超高压输电线路的环境当中，可以自带充电电池和发电机两种能源方式。由于受体积和重量的限制，蓄电池组不能满足长时间供电要求；可以采用小型汽油发电机为机器人供电，但汽油发电机需携带油箱，工作时受环境影响大，可靠性差。如果采用沿导线移动方式的机器人可以直接从电力线上获取能源，即耦合供电。采用电力线耦合供电虽然解决了机器人长期工作的电源问题，同时也导致机械机构及控制系统的复杂化，这是因为机器人越障时，电流互感器磁芯须从电力线上脱离，需解决磁芯分离机构控制和备用电源切换技术。针对沿导线移动设计出相应的充电方案，包括沿导线移动非接触式充电系统、沿地线移动充电系统等设计方案。

电流互感器原理：

电流互感器是一种专门用作变换电流的特种变压器。在正常工作条件下，其二次电流实质上与一次电流成正比，而且在连接方向正确时，二次电流对一次电流的相位差接近于零。

互感器的一次绕组串联在电力线路中，线路电流就是互感器的一次电流，互感器的二次绕组外部回路接有测量仪器、仪表或继电保护、自动控制装置。电力线路中的电流各不相同，通过电流互感器一、二次绕组匝数的配置，可以将不同的线路电流变成较小的标准电流值。 磁动势和电动势平衡方程式

磁动势平衡方程式 I1N1?I2N2?I0N1

式中I1——一次电流，A；

I2——二次电流，A； I0——励磁电流，A；

......N1——一次绕组匝数；

N2——二次绕组匝数；

在电流互感器中，通常又将电流与匝数的乘积称为安匝，I1N1称为一次安匝，I2N2称为二次安匝，I0N1称为励磁安匝。

...?，由漏磁通感应的?和?一次绕组和二次绕组都有漏磁通，分别为?S1S2电势实际上就是绕组本身的电抗压降，再考虑绕组电阻压降，由此可以写出： 一次电动势平衡方程式 U1??E1?(ER1?ES1)??E1?I1(R1?jX1)，

式中U1——一次绕组端电压，V；

E1——主磁通在一次绕组中感应出的电动势，V；

........R1——一次绕组电阻，Ω； X1——一次绕组漏电抗，Ω。

二次电动势平衡方程式 E2?U2?I2(R2?jX2)，V

式中E2——二次绕组感应电动势，V；

U2——二次绕组端电压，V；

.....R2——二次绕组电阻，Ω； X2——二次绕组漏电抗，Ω。

电流互感器的磁动势平衡方程和电动势平衡方程与电压互感器是一样的，但是必须注意到，与线路阻抗相比，电流互感器的阻抗小到可以忽略不计，电流互感器一次电流的变化只取决于电力线路负载的变化，而与电流互感器的二次负荷无关。在一次电流已定的条件下改变电流互感器的二次负荷，为了维持磁动势平衡，二次端电压必定要相应变化以使二次电流不变，二次端电压的变化是靠二次感应电势的变化和感应此电动势的主磁通的变化而实现的，所以当二次负荷增加或降低时，铁心中的主磁通也相应增加或降低，从而一次感应电动势也增加或降低。为了维持电动势平衡，一次端电压必然要增加或降低。

电流互感器的基本术语：

额定电流：是作为互感器性能基准的电流值，对一次绕组而言，就是额定一次电

流。对二次绕组而言，就是额定二次电流。

额定电流比和实际电流比：额定一次电流与额定二次电流之比称为额定电流比。

实际一次电流与实际二次电流之比称为实际电流比。

负荷： 二次回路阻抗，用欧姆和功率因数表示。 额定负荷：确定互感器准确级所依据的负荷值。

额定输出：在额定二次电流及接有额定负荷的条件下，互感器所供给二次回路的

视在功率值。若要将以伏安值表示的负荷值换算成以欧姆值表示时，可按下式计算

Zb?式中Sb——二次输出，VA

Sb，? 2I2n I2n——额定二次电流，A

ZB——以阻抗值表示的二次负荷，?

准确级：对互感器所给定的等级。在规定的使用条件下互感器的误差应在规定的

限值内。

电流误差（比值差）:

互感器在测量电流时所出现的数值误差。它是由于实际电流比与额定电流比不相等而造成的。 电流误差的百分数用下式表示：

?i?KnI2?I1?100,% I1式中Kn——额定电流比；

I1——实际一次电流，A；

I2——在测量条件下，流过I1时的实际二次电流，A。

相位差: 次电流与二次电流相量的相位差。

复合误差:当一次电流与二次电流的正符号与端子标志的一致时，在稳态下，下

列两者之差的方均根值； a．一次电流的瞬时值；

b．二次电流的瞬时值乘以额定电流比。

1001?T2?c??(Kni2?i1)dt ，%

I1T?0式中Kn——额定电流比；

I1——一次电流方均根值，A；

i1——一次电流瞬时值，A； i2——二次电流瞬时值，A；

T——一个周波的时间，s。 误差计算公式

?i??(IN)0sin(???0)?100，% (IN)1?i?(IN)0(IN)0cos(???0)?100 或 ?i?cos(???0)?3440， (IN)1(IN)1影响误差的因素:

a．电流互感器的误差与二次回路总阻抗成正比。

b．电流互感器的误差与一次安匝成反比。

c．增加铁心的有效截面积，减少铁心的平均磁路长都会使误差减少。 d．铁心的导磁率越高，误差就越小。

e．负荷功率因数增大（即?2角减小），?角将减小，电流误差减少而相位差增加；负荷功率因数减小，将使得电流误差增加而相位差减少。当????0???/2时，相位差等于零；当????0???/2时，相位差变为负值。

f．铁心损耗角减小，电流误差减小，相位差增大；铁心损耗角增大，电流误差增大，相位差减小，当????0???/2时，相位差变为负值。

误差补偿方法：

从电流互感器的原理得知，未采取任何补偿措施的电流互感器的电流误差是负值。采取补偿措施可以使电流误差向正方向变化，如果补偿得当就可以减小电流误差。采取适当的补偿措施也可使相位差减小。 匝数补偿

（1）整数匝补偿，常用的匝数补偿计算公式为

?b?Nb?100,% N2n（2）分数匝补偿

① 二次绕组用两根或多根导线并绕以实现分数匝补偿： ② 将铁心分成两部分以实现分数匝补偿；

③ 铁心穿孔实现分数匝补偿电流互感器的开路电压

电流互感器的二次回路必须接有负荷或直接短路,如果二次开路当一次,绕组流过电流时,则二次磁动势不存在,一次磁动势全部用来励磁,励磁磁势为

? ,A I0N1?I1N1铁心中的磁密急剧增加达到饱和状态,磁通波形成为平顶波,根据电磁感应定律 d?, V ?2??N2dt所以在一个周波内,当磁通由正变到负或由负变到正时,二次感应电势剧上升,而在磁通饱变化平缓期间,二次感应电势很小,在二次绕组中的感应电势峰值很高,通常也说开路电压很高,因此,电流互感器在使用中必须与二次负荷确切联结,不接负荷时则应可靠短接,短接的导线必须有足够的截面,以免当一次过电流时产生的较大的二次电流将导线熔断，造成二次开路而出现高电压。在额定一次电流下的二次开路电压可按下述经验公式计算

EKL?KN2nACfI1nN1n， V Lc式中EEL——二次开路电压（峰值）

N2n——额定二次匝数

AC——铁心有效截面积cm2； Lc——平均磁路长度，cm； I1n——额定一次电流； N1n——额定一次匝数；

f——电源频率，Hz；

K——系数，与铁心材质和铁心型式有关，对于冷轧硅钢板卷铁心取4.13×-2-2

10;叠片铁心取2.59×10电流互感器的设计

设计流程图：

图10 电流互感器设计流程图

绕组设计的步骤一般是：

a．确定绕组额定匝数

b．已知一次绕组匝数后，根据额定连续热电流和额定短时电流要求选择一

次导体截面和规格。已知一次绕组匝数后，先根据误差和温升要求选择二次导线截面和规格。 c．按结构要求确定绕组结构型式 d．计算一次绕组绝缘

e．设计二次绕组

电流误差和相位差计算：

（1）计算二次绕组基本参数

包括铁芯有效截面积SC，平均磁路长度LC及二次绕组的内电阻

r2??60L2N2，Ω。 S2（2）列出一次绕组的基本参数。

（3）分别列出额定二次负荷和最小二次负荷下的Z2、R2、X2的值。 （4）计算各种情况下二次回路的总电阻、总电抗、总阻抗、阻抗角。 （5）列出计算点的额定一次电流百分数

不同要求列出。

（6）计算与额定一次电流百分数相对应的二次电流I2?(I1/I1n)I2n。 （7）计算对应的二次绕组感应电势E2?I2Z2?。 （8）计算不同E2值的铁芯磁通密度B?45E2。 N2nSCI1?100，按测量级和保护级互感器的I1n（9）根据磁通密度B，由铁芯磁化曲线查出单位长度的励磁磁密(IN)0/cm，据此

查出铁芯的损耗角?。

（10）计算励磁势 (IN)0?[(IN)0/cm]Lc。 （11）计算电流误差及相位差。

电流误差 fL(%)??(IN)0sin(???)?100

(IN)1nI1/I1n相位差 ?(')?(IN)0cos(???)?3440'

(IN)1nI1/I1nN2n?N2?100。 N2n（12）电流误差的补偿值：采用减匝补偿时，补偿值 fb(%)?（13）计算补偿后的电流误差 f(%)?fL(%)?fb(%)

准确限值系数及仪表保安系数计算：

（1）计算80℃的内电阻值 r2??80L2N2，Ω。 S2（2）只考虑计算额定二次（100%）负荷下的阻抗值。

（3）计算点：测量级为仪表保安电流，保护级为准确限值电流。

（4）二次绕组感应电势E2，在铁芯未饱和时按E2?I2Z2?，当铁芯饱和时，

E2?E2max?型号 外径（?）mm N2nScB?。 45表2-1 电流互感器的设计实例 LZZBJ9-10 125 电流互感器误差计算 内径80 （?）mm 高度mm 60 额定电流（A） 平均磁路长（cm） 漆包线 导线直径 1.6 400 32.201325 二次电5 流（A） 二次额定匝数 80 3.23865 铁芯截12.8250 铁芯重2面积cm 量kg 二次绕组漏0.05 电抗（Ω） 二次阻抗55℃ 0.151197195918 二次阻抗75℃ 0.161780999632 当一次电流?600A时，X2?0.05～0.1Ω；当一次电流>600A时，X2?0.1～0.2Ω。 额定二次负荷（Ω） 0.6 0.48 0.36 0.631 0.41 33.0 0.753 下限二次负荷（Ω） 0.15 0.120000 0.090000 0.271197 0.140000 27.304119 0.305201 下限点 R2n X2n R2? X2? R2min X2min R2?min X2?min ? Z2? 上限点 ? Z2?min 额定二次负荷（Ω） 0.6 （%） 1% 0.05 0.038 16.5 0.545 0.839 4 5% 0.25 0.188 82.5 0.545 0.839 20 20% 1 0.753 330.1 0.545 0.839 80 100% 5 3.763 1650.6 0.0468 1.507 48.3 0.989 0.151 400 120% 6 4.516 1980.7 0.15 120% 6 1.831 803.2 5P-X 0.6 1000% 50 38.078 16701.0 10 I2 E2 B Z8H (IN)0A/cm (IN)0 0.05472 0.02676 16.2 1.762 49.2 0.991 0.136 480 0.862 47.1 0.963 0.269 480 521.661 1.2 0.556 0.831 4000 ? sin(???) cos(???) (IN)1 E(%) -0.3724 -0.3637 -0.1729 -7.2497 2.0 1.7 1.7 372.9 372.99 ?(') 复合误差?c(%) 选择线径 选择线径 比差结果（1） 比差结果（2） 选择励磁匝数 励磁电流（A） 感应电势（Mv） 二次负荷（Ω） 1.45 1.0266 相对补偿值 相对补偿值 1.0266 内层排列匝数 补偿匝数 106 0.6629 绕制层数 相对补偿值 0.8537 0.8 -6.2231 1.0266 1.0266 0.6542 -0.3724 -0.3637 -0.1729 铁芯性能控制 1 0.47 控制匝数 2.35 1 9.41 1.507 47.04 1.762 56.45 仪表保安系数FS 0.15 0.30 0.45 0.60 0.75 0.90 1.20 仪表保安系数FS 伏安特性 电流A H Acm 27.4 18.4 13.9 14.1 9.3 8.0 6.2 0.10 0.2484 0.20 17600 40.16 46.96 0.30 18300 41.77 漆包线单价/kg 0.40 18650 42.59 45.00 0.50 1.2422 18900 43.17 12.85 0.75 1.8633 19100 43.67 合计总价 1.00 2.4844 19250 44.05 59.81 0.4969 0.7453 0.9937 （查表得）B 12900 Gs 电压V 铁芯单价/kg 14.50 29.43 导线直径mm 4.60 导线重量kg 0.28560 生产过程：

制作LZZBJ9-10型电流互感器，产品型号含义：

L——电流互感器 Z——支柱式 Z——浇注绝缘 B——带保护级 J——加强型 9——设计序号 10——额定电压（kV）

本型电流互感器为环氧树脂真空浇注全封闭支柱式结构，适用于户内交流50-60HZ，额定电压为220kV及以下的电力线路中作电流、电能测量和继电保护使用，本型产品为最新一代高精度、高动稳定、大容量型产品，二次绕组数量2-4个，可根据不同需要任意组合。

常用的一、二次导体材料有：

1 厚度为0.5-3mm的软铜带。多用于干式及树脂浇注式互感器； 2 圆铜线或扁铜线。干式及树脂浇注式互感器中采用漆包、纱包和玻璃丝包线，油侵式互感器则采用纸包、漆包线； 3 铜母线。用于匝数较少的互感器中； 4 铜棒、铜管或铝管； 5绝缘软电缆。

具体制作过程：

（1）包扎铁芯

铁芯——铁芯处理；白布带包绕一层；聚酯薄膜包绕一层；皱纹纸包绕五层；聚乙烯带包绕一层 （2）绕线

超微晶铁芯——制作精确度0.2S级,用型号QZ-130/2漆包线υ1.6和υ0.6双股并绕, 铁芯选用 120×80×30（带护盒尺寸）

夕钢片环形铁芯——制作精确度0.5级,用型号QZ-130/2漆包线υ1.6和υ0.5双股并绕, 铁芯选用 125×80×30

夕钢片环形铁芯——制作精确度10P级,用型号QZ-130/2漆包线υ1.62绕制, 铁芯选用 120×80×70

绕制方法——A）首先对自动化绕线设备进行外径，内径，高度等参数设置；B）上线、绕线；C）线圈包扎；D）误差初校验；E）对满足要求的线圈进行焊接接线柱，包两层缓冲皱纹纸，F）线圈上注明产品型号，变比，操作日期，操作者等信息。

把二次线圈固定在一次绕制模具架上，B）计算一次导体的长度、截面，确定导体的规格；C）在一次线圈绕制中匝间垫两层0.5mm厚的绝缘纸板,白布带平叠拉紧包绕一层,皱纹纸半叠包绕四层,半导体皱纹纸均匀平叠包绕一层, 半导体皱纹纸作用是减少线圈局部放电水平非常有效的方法,能够减少电晕发生,使导体周围电场均匀,防止尖端放电现象的作用.

环氧树脂浇注：

配料工艺配方：环氧树脂（E-39-D）： 100份 甲基四氢苯酐： 70份 增韧剂： 18份 硅微粉（400） 280份 无机色浆 3% 促进剂（DMP-30） 0.2%

主要设备：VRC-60-X环氧树脂真空浇注设备一套最先进的压力凝胶APG三套DRX- 12C热风循环式电热烘箱10台

二次线圈制作：

互感器的铁芯制作中要求十分严格，它是保证互感器二次线圈技术质量要求的前提，首先，是选择铁芯材料必须是优质的夕钢片或者超微晶材料，其次，铁芯绕制紧密、整齐、无毛刺，尺寸规格一致，误差不超过3%，再次，为了增强铁芯磁性能和励磁特性，铁芯要求在800℃左右退火，恒温6~8小时，这里特别注意的是退火后的铁芯要轻拿轻放，严禁敲击，否则磁性能变化很大。如图11是在实验室中严格按照铁芯绕制工艺要求制作的，经检测各项指标合格，可以进行线圈绕制。二次线圈的制作过程中需注意的细节，首次是铁芯缓冲层的包扎应紧密不能有漏包现象，铁芯内外侧圆周各放角环若干张，应注意其相邻层角环剪口错开，角环两端搭接不小于20mm，放置角环的目的是为了防止铁心棱边在绕制过程中损坏漆包线，造成匝间和层间短路，二次引线接线柱的焊接应牢固，不可虚焊，如图11是二次引线，经检测满足二次线圈技术参数的要求。

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