Ovalios magnetinės nanokristalinės šerdys instrumentų srovės transformatoriams

Ovalios magnetinės nanokristalinės šerdys yra uždaros magnetinės grandinės, gaunamos vyniojant geležies{0}}pagrįstą nanokristalinę juostelę į ovalią (race{1}}track) formą ir atkaitinant ją magnetiniame lauke. Ovali geometrija suteikia ilgą, tiesų langą, kuris tinka prietaiso srovės transformatoriaus pirminiam laidininkui arba įvorei, o nanokristalinė medžiaga užtikrina aukštą pralaidumą ir mažą koercyvumą, kurio reikalauja šiuolaikinės matavimo ir apsaugos tikslumo klasės. Šiame straipsnyje aprašomos pagrindinės šių branduolių savybės, tipinės programos ir parametrų reikšmės.

Kodėl nanokristalinė medžiaga instrumentų transformatoriams?

Prietaiso srovės transformatoriaus tikslumas priklauso nuo to, kiek antrinė srovė atkuria pirminę srovę, kuri savo ruožtu priklauso nuo įmagnetinimo srovės, kurią traukia šerdis. Didesnio pralaidumo ir mažesnio koercyvumo šerdis sugeria mažiau įmagnetinimo srovės ir sukuria mažesnes santykio bei fazių paklaidas. Nanokristalinė juostelė siūlo:

Didesnis pralaidumas nei silicio plieno šerdies, užtikrinantis didesnį matavimo tikslumą esant tokio pat dydžio šerdims.

Veikimas panašus į Mu-metalą (didelio-laidumo nikelio-geležies lydinys) už mažesnę medžiagų kainą.

Didesnė soties indukcija nei feritas, todėl šerdis gali pernešti gedimo srovę, prieš laiką neprisotindama.

Mažesnės gamybos sąnaudos nei permalloy dėl to paties tikslumo.

Platus darbinės temperatūros diapazonas nuo -30 laipsnių iki +180 laipsnių, apimantis lauko ir skirstomųjų įrenginių aptarnavimą.

Pagrindiniai medžiagos parametrai

Tipiškas parametras	Vertė
Prisotinimo indukcijos tankis	Bs=1.2 T
Medžiagos pralaidumas	μo > 8×10&sup4; Gs/Oe
Kristalizacijos temperatūra	Tx > 510 laipsnių
Vickerso kietumas	Hv=880 kg/mm²
Curie temperatūra	Tc > 570 laipsnių
Tankis	ρ=7.2 g/cm³
Elektrinė varža	Didesnis arba lygus 130 μΩ·cm
Juostos storis	29–35 µm
Laminavimo faktorius	0.75–0.82

Aukšta Curie temperatūra ir kristalizacijos temperatūra reiškia, kad šerdis išlaiko savo magnetines savybes visame skirstomųjų įrenginių ir transformatorių eksploatacinių temperatūrų diapazone, o dėl didelės varžos sūkurinės srovės nuostoliai yra maži, kai maitinimo dažnis ir didesnis. Laminavimo koeficientas atspindi erdvę, kurią užima juostelės sluoksniai ir danga suvyniotos šerdies krūvoje.

Prietaisų srovės transformatorių tikslumas

Iš šios medžiagos pagamintos prietaiso srovės transformatoriaus šerdys naudojamos 0,2 ir 0,2 s matavimo tikslumo klasėms pasiekti, kurios apriboja santykio paklaidą iki 0,2 %, o fazės paklaidą – iki 10 minučių esant vardinei srovei (su griežtesniais reikalavimais esant 1 % ir 5 % srovei 0,2 s klasei). Kadangi įmagnetinimo srovė yra labai maža, sužadinimo srovė turi mažą paklaidą, o mažas atkaitintos šerdies išliekamumas taip pat palaiko stabilų apsauginių apvijų veikimą. Ovalo forma ypač tinka įvadiniams-tipo srovės transformatoriams, kur pirminis yra vienas laidininkas, einantis per šerdies langą.

Tipinės programos

0,2 ir 0,2 s tikslumo klasės prietaisų srovės transformatorių gyslos.

Įvadų srovės transformatoriai, skirti epoksidinės dervos liejiniams,{0}}izoliuotiems dujomis (GIS) ir{1}}panardinamiems skirstomiesiems įrenginiams.

Srovės aptikimas LV, MV ir HV skirstomųjų įrenginių skyduose.

Maitinimo sistemos relinės apsaugos srovės transformatoriai.

Galios stebėjimo ir matavimo prietaisai.

Visais šiais atvejais šerdis suvyniojama į reikiamą formą, atkaitinama ir paprastai apklijuojama arba impregnuojama prieš uždedant antrinę apviją.

Palyginimas su alternatyviomis medžiagomis

Palyginti su silicio plienu, nanokristalinė šerdis suteikia didesnį pralaidumą, todėl mažesnes santykio ir fazių paklaidas tam pačiam skerspjūviui{0}}, todėl dizaineris gali sumažinti šerdies dydį išlaikant tikslumą. Palyginti su Mu-metalu ir permalijumi, nanokristalinė šerdis pasižymi labai panašiu dideliu-pralaidumu už mažesnę medžiagos kainą, o jo 1,2 T prisotinimo indukcija yra didesnė nei daugelio nikelio-geležies lydinių, o tai pagerina elgseną veikiant gedimo srovei. Dėl šių veiksnių ovalios nanokristalinės šerdys yra ekonomiškas pasirinkimas tiksliųjų srovės transformatorių šiuolaikinėse pastotėse.

DUK

Kam naudojama ovali nanokristalinė šerdis?

Jis naudojamas kaip prietaisų srovės transformatorių magnetinė grandinė, ypač įvorės{0}} tipo konstrukcijose, kur pirminis laidininkas praeina pro ovalų langą, o antrinė apvija apvyniojama aplink šerdį. Didelis pralaidumas užtikrina matavimui ir apsaugai reikalingą tikslumą.

Kokią tikslumo klasę galima pasiekti naudojant nanokristalines šerdis?

Tinkamai suprojektavus apvijas ir apkrovą, pasiekiamos 0,2 ir 0,2 s tikslumo klasės, o tai reiškia, kad santykio paklaida išlieka 0,2 %, o fazės paklaida – per 10 minučių esant vardinei srovei. 0.2s klasė taip pat palaiko iki 1% vardinės srovės tikslumą.

Kuo ovalo forma naudinga srovės transformatoriui?

Ovalus langas suteikia ilgą tiesų praėjimą pirminiam laidininkui arba įvorei, o tai supaprastina surinkimą lietinės dervos ir GIS skirstomuosiuose įrenginiuose, o uždaras magnetinis kelias išlaiko žemą klajojantį lauką ir mažą įmagnetinimo srovę.

Koks yra šių branduolių darbinės temperatūros diapazonas?

Darbinės temperatūros diapazonas yra nuo -30 laipsnių iki +180 laipsnių. Curie temperatūra virš 570 laipsnių ir kristalizacijos temperatūra virš 510 laipsnių garantuoja stabilų magnetinį veikimą, gerokai viršijantį įprastas eksploatavimo sąlygas.

Kodėl laminavimo koeficientas yra mažesnis nei 1?

Laminavimo koeficientas yra efektyviojo magnetinio skerspjūvio -skerspjūvio ir geometrinio skerspjūvio-suvyniotos šerdies santykis. Jis yra mažesnis nei 1 dėl juostos paviršiaus šiurkštumo, izoliacinės dangos tarp sluoksnių ir tarpo tarp gretimų posūkių.