专利名称:在小电流下测误差的大电流互感器的制作方法
本发明属于大电流互感器。
一般电流互感器的误差都是通过与相同电流比的标准电流互感器进行比较而测定的。因此在测定大电流互感器的误差时，除了需要相同电流比的标准大电流互感器外，还需要单相大电流电源。对于2千安到100千安的电流互感器，其电源容量约为5～10000千伏安;另一方面几十千安大电流互感器的安匝数大，如果按一般电流互感器进行误差计算，那么互感器的误差是比较小的。但是大电流互感器的一次绕组一般均由汇流排构成，无法保证它对互感器的铁心是均匀分布的。而且大电流互感器都是三相运行的，邻相大电流互感器将产生大的电磁场。一次绕组的不均匀分布和邻相大电流互感器产生的外界电磁场都可能使大电流互感器的铁心产生局部饱和，从而使大电流互感器的误差显著增大。
本发明就是为了解决大电流互感器铁心不产生局部饱和，以保证其准确度和简便测量大电流互感器的误差而设计的。
在小电流下测误差的大电流互感器的结构是，在电流互感器的环形铁心(一般用冷轧硅钢带)上，先均匀绕制补偿绕组NB，其匝数等于二次绕组N2，即NB＝N2。然后在铁心的内周、外周和两边各加上一块环形铁心(见图1)，共四块铁心组成磁屏蔽。最后在四块铁心外面均匀绕制二次绕组N2，其匝数由电流比Kn确定N2＝Kn(1)NB和N2并联联接，组成新的二次绕组，一次绕组为穿心汇流排。
这种电流互感器在工作时，由于二次绕组在环形铁心上均匀绕制，漏抗近似等于零，可以略去不计。二次绕组与补偿绕组并联。即两绕组将四块屏蔽铁心短路，二次绕组上的电阻压降
2R2由两绕组在屏蔽铁心上产生的感应电势供电，屏蔽铁心的励磁电流
B(相当于由一次绕组、补偿绕组和屏蔽铁心组成的电流互感器的误差电流)，通过补偿绕组产生电阻压降
BRB，由于IB＜＜I2(IB/I2的数量级为10-3)，尽管RB＞R2(一般RB＜10R2)，压降IBRB＜＜I2R2。一般电流互感器的二次感应电势
2等于二次电流
2和二次总阻抗Z02的乘积，
2＝
2Z02＝
2(R2+Z)，其中Z为外接阻抗，二次绕组漏抗X2≈0不计。而在小电流下测误差的大电流互感器的二次感应电势
2＝
BRB+
2Z≈
2Z(因为
BRB＜＜
2Z)，即二次感应电势直接由外接阻抗压降决定。又由于屏蔽铁心被短路，感应电势
2由绕在互感器的铁心(即主铁心)上的二次绕组N2提供，因此，这种大电流互感器的误差，仅决定于主铁心的励磁电流
0。再由于屏蔽铁心的存在使品质量的，下面结合附图2重点介绍这一原理；附图2为微波耦合接头(5)的工作状态图，其中突出表明了入射波
1、反射波
2、
3、合成波
2＋
3的传送状况。图中
1为信号源注入到端面(4)的输入微波信号；
2为由火工品检测头(6)产生的反射信号；
3表示参考支线(7)产生的反射波信号，并有如下关系
上两式中，z0为波的特征阻抗，z2、z3分别为火工品检测头(6)与参考负载支线(7)在其反射波输出端口(14)和(15)呈现的等效阻抗，φ2、φ3分别为由路程差引起的相位因子，k为耦合因子，如果微波耦合接(5)采用三分贝反相耦合电桥，且两支线(6)和(7)对称时则则有k＝2]]>，及△φ＝｜φ2－φ3｜＝π(即
2与
3)反相，此时，在微波传感器与电平放大器的输入端面(16)可得到的功率电平P4应当正比例于出现在这个端面上的合成波振幅的平方，即P4∞｜
2＋
3｜2＝ (｜a1｜2)/2 ｜ (Z3-Z0)/(Z3+Z0) － (Z3-Z0)/(Z3+Z0) ｜2前面已指出，z3是参考负载(7)的端口等效阻抗，它是一个定值。｜
1｜与z0在测量中也是不变的。因此，上式中只有z2的变化会引起P4的变化，而z2的变动又是由于插入波导支线(6′)中火工品装药质量变化而引起的，这就实现了用反射波电平检测火工品装药质量的过程。这一关系形像的表示为被测火工品装药质量的变化→微波阻抗z2变化→检测电平P4读
，即被测电流互感器的误差(电流误差和相位差)。
现场使用的5千安以上电流互感器，一般都是三相运行的，一次回路的汇流排比较长且包围的空间也比较大。因此在现场检定5千安以上大电流互感器时，一次回路由于阻抗相当大，勿需断开，就可以用上述线路测定电流互感器误差，这样就极大地方便了现场检定。不断开一次回路带来的测量误差为I22Z/I21Z1。如果I22Z＝50VA，I1＝5kA，Z＝10mΩ，则I22Z/I21Z1＝2×10-4给被测电流互感器带来的最大误差为电流误差-0.02%。相位差+0.66，这对于0.2级及以下的电流互感器，可以略去不计。
这样，当大电流互感器的二次负荷一般为20～120伏安时，不管一次电流多大，采用上述误差测定线路，也只需要容量略大于20～120伏安、电流为5安的电源。
采用小电流测大电流的互感器，比一般的检定方法更准确，可节省电源设备。以测定100千安电流互感器的误差为例，则可节省电源设备费用数百万元。
图1所示1.主铁心 2.二次绕组 3.外周屏蔽4.下屏蔽 5.内周屏蔽 6.上屏蔽图2所示N2为二次绕组 Z为外接阻抗
权利要求
1.一种在小电流下测误差的大电流互感器，包括铁心、屏蔽铁心、互感器二次绕组、补偿绕组。其特征在于这种大电流互感器由均匀绕制在环形铁心上的补偿绕组NB和围绕环铁心绕组四周的四块环形铁心组成的磁屏蔽，以及均匀绕在互感器铁心和磁屏蔽上的二次绕组N2组成。
2.根据权项1所述的大电流互感器，其特征在于所说的互感器环形铁心上的补偿绕组NB的匝数，等于二次绕组N2的匝数。
3.根据权项1所述的大电流互感器，其特征在于所说的围绕环形铁心绕组四周的四块环形铁心组成的磁屏蔽，四块铁心分别放在环形铁心绕组的内周、外周和两边，每90°放一块。
4.根据权项1、3所述的大电流互感器，其特征在于所说的磁屏蔽，四块环形铁心之间有绝缘隔开，对互感器铁心不形成短路。
5.根据权项1、2所述的大电流互感器，其特征在于所说的补偿绕组和二次绕组并联联接。
6.根据权项1、2、3、4、5所述的大电流互感器，其特征在于可以在5安的小电流下测2000安及以上大电流互感器的误差。对于5000安以上大电流互感器在现场测误差时，不需要切断一次汇流排。
7.根据权项1、2、3、4、5、6所述的大电流互感器，其特征在于无论一次电流多大，测误差时所需电源的容量略大于该电流互感器二次负荷容量(一般为20～120伏安)，电源电流等于该电流互感器的二次电流(一般为5安)。
专利摘要
一种在小电流下测误差的大电流互感器，是由大电流互感器的环形铁心上，绕制补偿绕组N
文档编号H01F27/34GK85100873SQ85100873
公开日1986年7月23日 申请日期1985年4月1日
发明者赵修民 申请人:山西省机械设计研究所导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan