極與放大電路的輸出端連接，集成功率放大器U7的正電源端還與二極管D5的負(fù)極連接，二極管D5的正極與放大電路的輸出端連接。
[0029]集成功率放大器U7的輸出端還與一電阻R3的一端連接，電阻R3的另一端分別連接電壓比較器Ul的同相端和電壓比較器U2的反相端，電壓比較器Ul的反相端通過電阻R2接入直流負(fù)電壓端以及通過電阻Rl接地，電壓比較器U2的同相端通過電阻RlO接入直流正電壓端以及通過電阻R9接地，電壓比較器Ul和電壓比較器U2的輸出端分別與電阻R25連接，電阻R25的另一端與三極管Ql的基極連接，三極管Ql的發(fā)射極接地，三極管Ql的集電極分別與繼電器Kl的線圈一端和二極管D3的正極連接，三極管D3的負(fù)極與繼電器Kl的線圈另一端連接，繼電器Kl的線圈另一端接入直流電源端。
[0030]結(jié)合上述放大電路的電路結(jié)構(gòu)與圖2，該放大電路可實現(xiàn)一個對額定頻率范圍內(nèi)的電壓信號進行較大倍數(shù)的放大，例如對45HZ-55HZ或者55HZ-65HZ的電壓信號進行較大倍數(shù)的放大，而且對其它頻率的電壓信號也有一定倍數(shù)的放大作用。需要說明的是，輸出繞組6位于集成功率放大器U7的輸出端與反饋電阻R18之間，這樣可保證集成功率放大器U7的輸出電流的相位與二次電流線4上的負(fù)載無關(guān)，集成功率放大器U7的一個輸出反饋點AGl位于電阻R8的一端，然后接入運算放大器U4進行反向放大，再經(jīng)過運算放大器U3的反向放大輸入到運算放大器U5的同相端進行正反饋。根據(jù)實際應(yīng)用的需求，輸出繞組6的匝數(shù)可以改變，也可以使用多個第二環(huán)形磁芯2并聯(lián)使用。
[0031]過載開路保護電路利用繼電器Kl中的線圈通斷，來控制動觸點與常閉觸點接觸或者與常開觸點接觸。當(dāng)二次電流線4的負(fù)載發(fā)生過載或者開路現(xiàn)象時，動觸點與常閉觸點接觸，使輸出繞組6短路，斷掉放大電路的輸出。
[0032]本實用新型的穿心式電流互感器的工作原理如下:一般的一次電流線作為供電端，二次電流線連接負(fù)載，例如連接高壓電能表進行檢測。當(dāng)一次電流線3的安匝數(shù)和二次電流線4的安匝數(shù)不相等時，會在第一環(huán)形磁芯I中產(chǎn)生磁通，進而采樣繞組5上會產(chǎn)生感應(yīng)電流。當(dāng)二次電流線4的安匝數(shù)小于一次電流線3的安匝數(shù)時，采樣繞組5會產(chǎn)生正相的信號，通過采樣信號轉(zhuǎn)換電路和放大電路，由輸出繞組6向二次電流線4提供一個正相的補償電流，增大二次電流線4的安匝數(shù)；當(dāng)二次電流線4的安匝數(shù)大于一次電流線3的安匝數(shù)時，采樣繞組5會產(chǎn)生負(fù)相的信號，通過采樣信號轉(zhuǎn)換電路和放大電路，由輸出繞組6向二次電流線4提供一個負(fù)相的補償電流，減少二次電流線4的安匝數(shù)。從而形成一個動態(tài)的平衡，使二次電流線4的安匝數(shù)等于一次電流線3的安匝數(shù)。另外，當(dāng)集成功率放大器U7的輸出電壓過大時，表示二次電流線4上的負(fù)載過大，即可能過載或者開路，此時電壓比較器Ul和U2的并聯(lián)輸出點JZC為低電平，從而使繼電器Kl斷開動觸點與常開觸點的連接，并使動觸點與常閉觸點連接，則輸出繞組6被短路，為一次電流線3中的電流提供一個超低阻抗(短路)的二次電流回路，放大電路的輸出回路也被斷開。當(dāng)集成功率放大器U7的輸出電壓在額定的范圍內(nèi)，即正常時，電壓比較器Ul和U2的并聯(lián)輸出點JZC為高電平，繼電器Kl的動觸點與常開觸點連接，此時放大電路會在輸出繞組6上產(chǎn)生補償電流。
[0033]另外，本實用新型的穿心式電流互感器的二次電流線4為耐高壓部分，二次電流線4套設(shè)于高壓絕緣管中，在高壓絕緣管的外壁還包裹著銅箔，并接入大地，二次電流線4可以承受18KV的高壓。而且二次電流線4采用的是穿心式結(jié)構(gòu)，容易實現(xiàn)高壓二次電流線4與低壓一次電流線3和處理電路部分的高壓隔離。
[0034]進一步的，在處理電路部分中，采樣信號轉(zhuǎn)換電路的結(jié)構(gòu)不限定于圖2中的電路結(jié)構(gòu)，只要能實現(xiàn)將采樣繞組5的信號轉(zhuǎn)換為正比例的電壓信號即可；放大電路的結(jié)構(gòu)也不限定于圖2中的電路結(jié)構(gòu)，只要滿足對額定頻率范圍內(nèi)的電壓信號實現(xiàn)放大這一基本功能即可。一次電流線與二次電流線的匝比也是根據(jù)實際應(yīng)用的需要而設(shè)置不同的匝比。
[0035]本實用新型的優(yōu)點在于:1、實現(xiàn)較大的電流輸出范圍和較大的負(fù)載范圍，只需要一個電流檔位，避免了繁雜的多電流檔位，而且高壓隔離部分的結(jié)構(gòu)簡潔；2、通過采樣繞組、處理電路和輸出繞組實現(xiàn)對二次電流線動態(tài)的補償，使二次電流線的安匝數(shù)與一次電流線的安匝數(shù)相等；3、一次電流線與二次電流線不存在容性泄露問題；4、本實用新型增加過載開路保護電路，實現(xiàn)二次電流線發(fā)生過載或者開路的情況時將輸出繞組短路，斷開處理電路的輸出，而且不會對一次電流線中的電流造成影響；5、二次電流線采用穿心式結(jié)構(gòu)，容易實現(xiàn)高壓二次電流線與低壓一次電流線和處理電路的高壓隔離。6、本實用新型的穿心式電流互感器體積和重量都較小，線路結(jié)構(gòu)簡單，便于安裝調(diào)試。
[0036]對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應(yīng)的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應(yīng)該屬于本實用新型權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種穿心式電流互感器，其特征在于，包括:第一環(huán)形磁芯、第二環(huán)形磁芯、一次電流線、二次電流線和處理電路，所述一次電流線繞制于第一環(huán)形磁芯和第二環(huán)形磁芯上，二次電流線穿過第一環(huán)形磁芯和第二環(huán)形磁芯的中心；處理電路包括采樣信號轉(zhuǎn)換電路和放大電路，所述采樣信號轉(zhuǎn)換電路的輸入端與一采樣繞組連接，采樣繞組繞制于第一環(huán)形磁芯上，采樣信號轉(zhuǎn)換電路的輸出端與放大電路的輸入端連接，放大電路的輸出端與一輸出繞組連接，輸出繞組繞制于第二環(huán)形磁芯上； 所述采樣繞組，用于根據(jù)第一環(huán)形磁芯上的磁通量產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電流，并輸出至采樣信號轉(zhuǎn)換電路；所述采樣信號轉(zhuǎn)換電路，用于將采樣繞組所輸出的信號轉(zhuǎn)換為電壓信號并輸出至放大電路；所述放大電路，用于對接收到的電壓信號進行放大輸出至輸出繞組；所述輸出繞組，用于通過第二環(huán)形磁芯將放大電路輸出的電壓信號向二次電流線提供補償電流。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的穿心式電流互感器，其特征在于，所述放大電路包括:運算放大器U3、運算放大器U4、運算放大器U5和集成功率放大器U7，所述運算放大器U5的反相端通過電阻R22與采樣信號轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接，運算放大器U5的同相端通過電阻R12與運算放大器U3的輸出端連接，運算放大器U5的輸出端通過電阻R17與集成功率放大器U7的反相端連接；集成功率放大器U7的同相端接地，集成功率放大器U7的輸出端通過電阻R23與輸出繞組的一端連接，電阻R23與輸出繞組的一端之間為放大電路的輸出端，輸出繞組的另一端通過電阻R18與集成功率放大器U7的反相端連接，輸出繞組的另一端還通過電阻R8與運算放大器U4的反相端連接，運算放大器U4的同相端接地，運算放大器U4的輸出端通過電阻R7與運算放大器U3的反相端連接，運算放大器U3的同相端接地。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的穿心式電流互感器，其特征在于，所述處理電路還包括過載開路保護電路，過載開路保護電路用于檢測放大電路的輸出電壓，當(dāng)放大電路的輸出電壓大于預(yù)設(shè)值時將輸出繞組短路，斷掉放大電路的輸出。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的穿心式電流互感器，其特征在于，所述放大電路包括:運算放大器U3、運算放大器U4、運算放大器U5和集成功率放大器U7 ;所述過載開路保護電路包括:電阻R3、電壓比較器Ul、電壓比較器U2、電阻R25、三極管Q1、繼電器Kl和二極管D3 ； 所述運算放大器U5的反相端通過電阻R22與采樣信號轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接，運算放大器U5的同相端通過電阻R12與運算放大器U3的輸出端連接，運算放大器U5的輸出端通過電阻R17與集成功率放大器U7的反相端連接；集成功率放大器U7的同相端接地，集成功率放大器U7的輸出端通過電阻R23與輸出繞組的一端連接，電阻R23與輸出繞組的一端之間為放大電路的輸出端，輸出繞組的另一端與繼電器Kl的動觸點連接，繼電器Kl的常開觸點通過電阻R18與集成功率放大器U7的反相端連接，繼電器Kl的常開觸點還通過電阻R8與運算放大器U4的反相端連接，繼電器Kl的常閉觸點與放大電路的輸出端連接，運算放大器U4的同相端接地，運算放大器U4的輸出端通過電阻R7與運算放大器U3的反相端連接，運算放大器U3的同相端接地； 電阻R3的一端與集成功率放大器U7的輸出端連接，電阻R3的另一端分別與電壓比較器Ul的同相端和電壓比較器U2的反相端連接，電壓比較器Ul的反相端通過電阻R2接入直流負(fù)電壓端以及通過電阻Rl接地，電壓比較器U2的同相端通過電阻RlO接入直流正電壓端以及通過電阻R9接地，電壓比較器Ul和電壓比較器U2的輸出端分別與電阻R25連接，電阻R25的另一端與三極管Ql的基極連接，三極管Ql的發(fā)射極接地，三極管Ql的集電極分別與繼電器Kl的線圈一端和二極管D3的正極連接，三極管D3的負(fù)極與繼電器Kl的線圈另一端連接，繼電器Kl的線圈另一端接入直流電源端。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的穿心式電流互感器，其特征在于，所述二次電流線套設(shè)于高壓絕緣管中并穿過第一環(huán)形磁芯和第二環(huán)形磁芯的中心。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的穿心式電流互感器，其特征在于，所述高壓絕緣管的外壁包裹有銅箔，且該銅箔接地。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的穿心式電流互感器，其特征在于，所述一次電流線利用高壓灌封膠進行灌封。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的穿心式電流互感器，其特征在于，所述第一環(huán)形磁芯為單繞組的超微晶環(huán)形磁芯。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的穿心式電流互感器，其特征在于，所述第二環(huán)形磁芯為單繞組的硅鋼片環(huán)形磁芯。
【專利摘要】本實用新型公開一種穿心式電流互感器，包括：第一環(huán)形磁芯、第二環(huán)形磁芯、一次電流線、二次電流線和處理電路，所述一次電流線繞制于第一環(huán)形磁芯和第二環(huán)形磁芯上，二次電流線穿過第一環(huán)形磁芯和第二環(huán)形磁芯的中心；處理電路包括采樣信號轉(zhuǎn)換電路和放大電路，所述采樣信號轉(zhuǎn)換電路的輸入端與一采樣繞組連接，采樣繞組繞制于第一環(huán)形磁芯上，采樣信號轉(zhuǎn)換電路的輸出端與放大電路的輸入端連接，放大電路的輸出端與一輸出繞組連接，輸出繞組繞制于第二環(huán)形磁芯上。本實用新型實現(xiàn)較大的電流輸出范圍和較大的負(fù)載范圍，只需要一個電流檔位，避免了繁雜的多電流檔位，通過采樣繞組、處理電路和輸出繞組實現(xiàn)對二次電流線動態(tài)的補償。
【IPC分類】G01R15/18
【公開號】CN204666700
【申請?zhí)枴緾N201520397810
【發(fā)明人】駱雪, 楊健
【申請人】廣州今閏能源科技有限公司
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年6月10日