電流互感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種電流互感器。其中，該裝置包括：鐵芯和繞組；鐵芯包括第一鐵芯和第二鐵芯；并且，第一鐵芯的初始磁導(dǎo)率值高于第二鐵芯的初始磁導(dǎo)率值，第二鐵芯的飽和磁感值高于第一鐵芯的飽和磁感值，以及第二鐵芯開(kāi)設(shè)有沿徑向貫穿于第二鐵芯的氣隙；繞組包括第一一次繞組、第二一次繞組、第一二次繞組和第二二次繞組；其中，第一一次繞組和第一二次繞組均繞設(shè)于第一鐵芯，第二一次繞組和第二二次繞組均繞設(shè)于第二鐵芯，并且，第一一次繞組和第二一次繞組串連，第一二次繞組和第二二次繞組串連。本發(fā)明中的電流互感器，第一鐵芯具有高初始磁導(dǎo)率，第二鐵芯具有高飽和磁感，該結(jié)構(gòu)使電流互感器維持交流下較高準(zhǔn)確度的同時(shí)具有較強(qiáng)的抗飽和能力。
【專利說(shuō)明】
電流互感霜
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，設(shè)及一種電流互感器。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，電流互感器采用電磁感應(yīng)原理，將電力系統(tǒng)一次的大電流轉(zhuǎn)換成5A或IA的 小電流，供保護(hù)、監(jiān)控W及測(cè)量等二次設(shè)備使用，是聯(lián)系一次和二次的重要設(shè)備。電流互感 器的測(cè)量繞組與電能表連接，共同構(gòu)成電能計(jì)量裝置的電流測(cè)量回路，因此電流互感器的 性能好壞直接影響電能計(jì)量的準(zhǔn)確度，影響電能貿(mào)易結(jié)算的公平性。
[0003] 在一些特殊情況下，電流互感器的一次電流中可能會(huì)含有直流或諧波分量，甚至 是經(jīng)二極管整流后的正弦半波。運(yùn)些非工頻成分會(huì)對(duì)傳統(tǒng)互感器和普通雙鐵忍互感器的傳 變特性造成較大影響，進(jìn)而影響電能計(jì)量的準(zhǔn)確性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 鑒于此，本發(fā)明提出了一種電流互感器，旨在解決現(xiàn)有電流互感器易受直流分量 影響，導(dǎo)致比值差和相位差急劇增大的缺點(diǎn)。
[0005] -個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種電流互感器，該裝置包括:鐵忍和繞組;其中：所述鐵 忍包括第一鐵忍和第二鐵忍；并且，所述第一鐵忍的初始磁導(dǎo)率值高于所述第二鐵忍的初 始磁導(dǎo)率值，所述第二鐵忍的飽和磁感值高于所述第一鐵忍的飽和磁感值，W及所述第二 鐵忍開(kāi)設(shè)有沿徑向貫穿于所述第二鐵忍的氣隙；所述繞組包括第一一次繞組、第二一次繞 組、第一二次繞組和第二二次繞組;其中，所述第一一次繞組和所述第一二次繞組均繞設(shè)于 所述第一鐵忍，所述第二一次繞組和所述第二二次繞組均繞設(shè)于所述第二鐵忍，并且，所述 第一一次繞組和所述第二一次繞組串連，所述第一二次繞組和所述第二二次繞組串連。
[0006] 進(jìn)一步地，上述電流互感器還包括:殼體;其中，所述第一鐵忍置于所述殼體中，并 且，所述第一一次繞組和所述第一二次繞組均繞設(shè)于所述殼體的外部。
[0007] 進(jìn)一步地，上述電流互感器，所述殼體外還設(shè)置有第一絕緣層，所述第一一次繞組 和所述第一二次繞組均繞設(shè)于所述第一絕緣層的外部。
[000引進(jìn)一步地，上述電流互感器，所述第二鐵忍外還設(shè)置有第二絕緣層，所述第二一次 繞組和所述第二二次繞組均繞設(shè)于所述第二絕緣層的外部。
[0009] 進(jìn)一步地，上述電流互感器，所述氣隙為一個(gè)。
[0010] 進(jìn)一步地，上述電流互感器，所述氣隙個(gè)數(shù)為多個(gè)，并且，多個(gè)所述氣隙沿所述第 二鐵忍周向均勻分布。
[0011] 進(jìn)一步地，上述電流互感器，所述各氣隙的寬度之和為0.2mm~2mm。
[0012] 進(jìn)一步地，上述電流互感器，所述第一一次繞組的應(yīng)數(shù)和所述第一二次繞組的應(yīng) 數(shù)之比等于預(yù)設(shè)的額定變比;所述第二一次繞組的應(yīng)數(shù)和所述第二二次繞組的應(yīng)數(shù)之比等 于預(yù)設(shè)的額定變比。
[0013] 進(jìn)一步地，上述電流互感器，所述第二鐵忍的截面積為所述第一鐵忍截面積的1~ 3倍。
[0014] 進(jìn)一步地，上述電流互感器，所述第一鐵忍的輪廓形狀和所述第二鐵忍的輪廓形 狀相同。
[0015] 本發(fā)明的電流互感器，第一鐵忍具有高初始磁導(dǎo)率，第二鐵忍具有高飽和磁感和 貫穿氣隙，該結(jié)構(gòu)使電流互感器維持交流下較高準(zhǔn)確度的同時(shí)具有較強(qiáng)的抗飽和能力，克 服了傳統(tǒng)互感器和普通雙鐵忍互感器易受直流分量影響，導(dǎo)致比值差和相位差急劇增大， 甚至無(wú)法正常工作的缺點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 通過(guò)閱讀下文優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述，各種其他的優(yōu)點(diǎn)和益處對(duì)于本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實(shí)施方式的目的，而并不認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明 的限制。而且在整個(gè)附圖中，用相同的參考符號(hào)表示相同的部件。在附圖中：
[0017] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的電流互感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的電流互感器中，開(kāi)設(shè)在鐵忍上的氣隙的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本公開(kāi)的示例性實(shí)施例。雖然附圖中顯示了本公開(kāi) 的示例性實(shí)施例，然而應(yīng)當(dāng)理解，可W W各種形式實(shí)現(xiàn)本公開(kāi)而不應(yīng)被運(yùn)里闡述的實(shí)施例 所限制。相反，提供運(yùn)些實(shí)施例是為了能夠更透徹地理解本公開(kāi)，并且能夠?qū)⒈竟_(kāi)的范圍 完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及 實(shí)施例中的特征可W相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
[0020] 參見(jiàn)圖1，圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的電流互感器的結(jié)構(gòu)示意圖。再參見(jiàn)圖2,圖2為 本發(fā)明實(shí)施例提供的電流互感器中，開(kāi)設(shè)在鐵忍上的氣隙的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，該電流 互感器包括:鐵忍1和繞組2。
[0021] 其中，鐵忍1包括第一鐵忍11和第二鐵忍12;并且，第一鐵忍11的初始磁導(dǎo)率值高 于第二鐵忍12的初始磁導(dǎo)率值，第二鐵忍12的飽和磁感值高于第一鐵忍11的飽和磁感值， W及第二鐵忍12開(kāi)設(shè)有沿徑向貫穿于第二鐵忍12的氣隙3。
[0022] 繞組包括第--次繞組21、第二一次繞組22、第一二次繞組23和第二二次繞組24。 其中，第一一次繞組21和第一二次繞組23均繞設(shè)于第一鐵忍11，第二一次繞組22和第二二 次繞組24均繞設(shè)于第二鐵忍12,并且，第一一次繞組21和第二一次繞組22串聯(lián)，第一二次繞 組23和第二二次繞組24串聯(lián)。
[0023] 具體地，第一鐵忍11的材料為具有高初始磁導(dǎo)率的材料，優(yōu)選坡莫合金、非晶或納 米晶合金;第二鐵忍12的材料為具有高飽和磁感的材料，優(yōu)選冷社娃鋼片，且第二鐵忍12開(kāi) 設(shè)有沿徑向貫穿于第二鐵忍12的氣隙3。
[0024] 本實(shí)施例中，鐵忍1包括具有高初始磁導(dǎo)率的第一鐵忍11和具有高飽和磁感的第 二鐵忍12,并且將第--次繞組21和第二一次繞組22串聯(lián)，第一二次繞組23和第二二次繞 組24串聯(lián)，使得正常交流下磁通主要分布在第一鐵忍11中，其誤差接近于單獨(dú)用第一鐵忍 11制作的互感器，可W達(dá)到0.2S級(jí)；在直流含量較高時(shí)，第一鐵忍11嚴(yán)重飽和，磁通主要分 布在第二鐵忍12中，其誤差接近于單獨(dú)用第二鐵忍12制作的電流互感器，在正弦半波下的 誤差可W滿足I級(jí)要求，使該電流互感器具有較強(qiáng)的抗飽和能力，克服了傳統(tǒng)互感器和普通 雙鐵忍互感器易受直流分量影響，導(dǎo)致比值差和相位差急劇增大，甚至無(wú)法正常工作的缺 點(diǎn)。第二鐵忍12上開(kāi)設(shè)的氣隙3可提高第二鐵忍12的抗飽和能力。
[0025] 上述實(shí)施例中還可W包括:殼體（圖中未出示）。其中，第一鐵忍11置于殼體中，并 且，第一一次繞組21和第一二次繞組23均繞設(shè)于殼體的外部。殼體外還設(shè)置有第一絕緣層 (圖中未出示），第一一次繞組21和所述第一二次繞組23均繞設(shè)于第一絕緣層的外部。
[0026] 具體實(shí)施時(shí)，將第一鐵忍11置于殼體中，在殼體外設(shè)置第一絕緣層，設(shè)置第一絕緣 層的方式可W為包裹聚醋塑料薄膜;再將第一一次繞組21和第一二次繞組23繞設(shè)于第一絕 緣層的外部，繞組可選用漆包銅導(dǎo)線，并且，漆包銅導(dǎo)線的線徑與二次電流和二次回路阻抗 有關(guān)，二次電流越大，二次回路阻抗越大，漆包銅導(dǎo)線的線徑越大。
[0027] 本實(shí)施例中，由于第一鐵忍11的材料比較脆，將第一鐵忍11置于殼體中，可W保護(hù) 第一鐵忍11的完整性;此外，上述實(shí)施例中第二鐵忍12外也可W設(shè)置有第二絕緣層（圖中未 出示），第二一次繞組22和第二二次繞組24均繞設(shè)于第二絕緣層的外部。
[0028] 具體實(shí)施時(shí)，在第一鐵忍12外設(shè)置第二絕緣層，設(shè)置第二絕緣層的方式可W為包 裹聚醋塑料薄膜;再將第二一次繞組22和第二二次繞組24繞設(shè)于第二絕緣層的外部，繞組 可選用漆包銅導(dǎo)線，并且，漆包銅導(dǎo)線的線徑與二次電流和二次回路阻抗有關(guān)，二次電流越 大，二次回路阻抗越大，漆包銅導(dǎo)線的線徑越大。
[0029] 此外，上述實(shí)施例中，氣隙3的個(gè)數(shù)可W為一個(gè)，也可W為多個(gè)。當(dāng)氣隙3的數(shù)量為 多個(gè)時(shí)，多個(gè)氣隙3沿第二鐵忍12周向均勻分布。優(yōu)選地，各所述氣隙3的寬度之和為0.2mm ~2mm。
[0030] 本實(shí)施例中，在第二鐵忍12上開(kāi)設(shè)了氣隙3,提高了第二鐵忍12的抗飽和能力。
[0031] 此外，上述實(shí)施例中，第一一次繞組21的應(yīng)數(shù)和第一二次繞組23的應(yīng)數(shù)之比等于 預(yù)設(shè)的額定變比，第二一次繞組的應(yīng)數(shù)22和第二二次繞組24的應(yīng)數(shù)之比等于預(yù)設(shè)的額定變 比。具體實(shí)施時(shí)，可用互感器校驗(yàn)儀或變比測(cè)試儀測(cè)量第二二次繞組24應(yīng)數(shù)與第二一次繞 組22應(yīng)數(shù)的比例，若其與額定變比之間的誤差超過(guò)±1%，可采用適當(dāng)增減第二二次繞組24 應(yīng)數(shù)或分應(yīng)數(shù)補(bǔ)償?shù)姆椒ㄕ{(diào)整第二二次繞組24應(yīng)數(shù)與第二一次繞組22應(yīng)數(shù)的比例誤差。
[0032] 本實(shí)施例中，通過(guò)適當(dāng)增減第二二次繞組24應(yīng)數(shù)或分應(yīng)數(shù)補(bǔ)償?shù)姆椒ㄕ{(diào)整第二二 次繞組24應(yīng)數(shù)與第二一次繞組22應(yīng)數(shù)的比例誤差，使其誤差優(yōu)于±1%。
[0033] 此外，上述實(shí)施例中，第二鐵忍12的截面積為所述第一鐵忍11截面積的1~3倍。具 體實(shí)施時(shí)，選擇適當(dāng)?shù)念~定磁感應(yīng)強(qiáng)度B，根據(jù)第一鐵忍11的勵(lì)磁曲線(B-H曲線）查找出相 應(yīng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度H和磁導(dǎo)率ii，依據(jù)電流互感器的誤差計(jì)算公式c-胃p^A/:，計(jì)算出第一鐵 忍11的截面積S，其中e為互感器的誤差，Z2為二次回路阻抗，1為平均磁路長(zhǎng)度，y為鐵忍的 磁導(dǎo)率，k為鐵忍的疊片系數(shù)，化為二次繞組應(yīng)數(shù)，S為鐵忍的截面積。再將第二鐵忍12的截 面積確定為第一鐵忍11截面積的1~3倍。再根據(jù)第一鐵忍11和第二鐵忍12的截面積選取各 自的外徑、內(nèi)徑和高度。
[0034] 本實(shí)施例中，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)?shù)诙F忍12的截面積為第一鐵忍11截面積的1~3倍時(shí)， 電流互感的效果更好。
[0035] 此外，上述實(shí)施例中，第一鐵忍11的截面形狀和第二鐵忍12的截面形狀相同。具體 實(shí)施時(shí)，第一鐵忍11的截面形狀和第二鐵忍12的截面形狀可W是圓環(huán)形、方形或矩形。
[0036] 綜上所述，本實(shí)施例中，該電流互感器第一鐵忍具有高初始磁導(dǎo)率，第二鐵忍具有 高飽和磁感和貫穿氣隙，該結(jié)構(gòu)使電流互感器維持交流下較高準(zhǔn)確度的同時(shí)具有較強(qiáng)的抗 飽和能力，克服了傳統(tǒng)互感器和普通雙鐵忍互感器易受直流分量影響，導(dǎo)致比值差和相位 差急劇增大，甚至無(wú)法正常工作的缺點(diǎn)。
[0037] 顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可W對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精 神和范圍。運(yùn)樣，倘若本發(fā)明的運(yùn)些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍 之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含運(yùn)些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種電流互感器，其特征在于，包括:鐵芯（1)和繞組(2);其中： 所述鐵芯包括第一鐵芯（11)和第二鐵芯（12);并且，所述第一鐵芯（11)的初始磁導(dǎo)率 值高于所述第二鐵芯（12)的初始磁導(dǎo)率值，所述第二鐵芯（12)的飽和磁感值高于所述第一 鐵芯（11)的飽和磁感值，以及所述第二鐵芯（12)開(kāi)設(shè)有沿徑向貫穿于所述第二鐵芯（12)的 氣隙(3); 所述繞組包括第一一次繞組(21)、第二一次繞組(22)、第一二次繞組(23)和第二二次 繞組(24);其中，所述第一一次繞組(21)和所述第一二次繞組(23)均繞設(shè)于所述第一鐵芯 (11)，所述第二一次繞組(22)和所述第二二次繞組(24)均繞設(shè)于所述第二鐵芯（12)，并且， 所述第一一次繞組(21)和所述第二一次繞組(22)串聯(lián)，所述第一二次繞組(23)和所述第二 二次繞組串聯(lián)(24)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流互感器，其特征在于，還包括:殼體;其中，所述第一鐵芯 (11)置于所述殼體中，并且，所述第一一次繞組(21)和所述第一二次繞組(23)均繞設(shè)于所 述殼體的外部。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電流互感器，其特征在于，所述殼體外還設(shè)置有第一絕緣層， 所述第一一次繞組(21)和所述第一二次繞組(23)均繞設(shè)于所述第一絕緣層的外部。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電流互感器，其特征在于，所述第二鐵芯（12)外還設(shè)置有第二 絕緣層，所述第二一次繞組（22)和所述第二二次繞組(24)均繞設(shè)于所述第二絕緣層的外 部。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流互感器，其特征在于， 所述氣隙(3)為一個(gè)。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電流互感器，其特征在于， 所述氣隙(3)為多個(gè)，并且，多個(gè)所述氣隙(3)沿所述第二鐵芯（12)周向均勻分布。7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的電流互感器，其特征在于， 各所述氣隙(3)的寬度之和為0.2mm~2mm。8. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的電流互感器，其特征在于， 所述第一一次繞組(21)的匝數(shù)和所述第一二次繞組(23)的匝數(shù)之比為預(yù)設(shè)的額定變 比； 所述第二一次繞組的匝數(shù)(22)和所述第二二次繞組(24)的匝數(shù)之比為預(yù)設(shè)的額定變 比。9. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的電流互感器，其特征在于， 所述第二鐵芯（12)的截面積為所述第一鐵芯（11)截面積的1~3倍。10. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的電流互感器，其特征在于， 所述第一鐵芯（11)的輪廓形狀和所述第二鐵芯（12)的輪廓形狀相同。
【文檔編號(hào)】H01F3/14GK105826067SQ201610339502
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年5月19日
【發(fā)明人】杜蜀薇, 杜新鋼, 葛得輝, 彭楚寧, 雷民, 岳長(zhǎng)喜, 項(xiàng)瓊, 周峰, 王歡, 章述漢, 朱凱, 王雪
【申請(qǐng)人】中國(guó)電力科學(xué)研究院, 國(guó)家電網(wǎng)公司