电流互感器的制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种电流互感器。其中，该装置包括：铁芯和绕组；铁芯包括第一铁芯和第二铁芯；并且，第一铁芯的初始磁导率值高于第二铁芯的初始磁导率值，第二铁芯的饱和磁感值高于第一铁芯的饱和磁感值，以及第二铁芯开设有沿径向贯穿于第二铁芯的气隙；绕组包括第一一次绕组、第二一次绕组、第一二次绕组和第二二次绕组；其中，第一一次绕组和第一二次绕组均绕设于第一铁芯，第二一次绕组和第二二次绕组均绕设于第二铁芯，并且，第一一次绕组和第二一次绕组串连，第一二次绕组和第二二次绕组串连。本发明中的电流互感器，第一铁芯具有高初始磁导率，第二铁芯具有高饱和磁感，该结构使电流互感器维持交流下较高准确度的同时具有较强的抗饱和能力。
【专利说明】
电流互感霜
技术领域
[0001] 本发明设及电测技术领域，具体而言，设及一种电流互感器。
【背景技术】
[0002] 目前，电流互感器采用电磁感应原理，将电力系统一次的大电流转换成5A或IA的 小电流，供保护、监控W及测量等二次设备使用，是联系一次和二次的重要设备。电流互感 器的测量绕组与电能表连接，共同构成电能计量装置的电流测量回路，因此电流互感器的 性能好坏直接影响电能计量的准确度，影响电能贸易结算的公平性。
[0003] 在一些特殊情况下，电流互感器的一次电流中可能会含有直流或谐波分量，甚至 是经二极管整流后的正弦半波。运些非工频成分会对传统互感器和普通双铁忍互感器的传 变特性造成较大影响，进而影响电能计量的准确性。
【发明内容】
[0004] 鉴于此，本发明提出了一种电流互感器，旨在解决现有电流互感器易受直流分量 影响，导致比值差和相位差急剧增大的缺点。
[0005] -个方面，本发明提出了一种电流互感器，该装置包括:铁忍和绕组;其中：所述铁 忍包括第一铁忍和第二铁忍；并且，所述第一铁忍的初始磁导率值高于所述第二铁忍的初 始磁导率值，所述第二铁忍的饱和磁感值高于所述第一铁忍的饱和磁感值，W及所述第二 铁忍开设有沿径向贯穿于所述第二铁忍的气隙；所述绕组包括第一一次绕组、第二一次绕 组、第一二次绕组和第二二次绕组;其中，所述第一一次绕组和所述第一二次绕组均绕设于 所述第一铁忍，所述第二一次绕组和所述第二二次绕组均绕设于所述第二铁忍，并且，所述 第一一次绕组和所述第二一次绕组串连，所述第一二次绕组和所述第二二次绕组串连。
[0006] 进一步地，上述电流互感器还包括:壳体;其中，所述第一铁忍置于所述壳体中，并 且，所述第一一次绕组和所述第一二次绕组均绕设于所述壳体的外部。
[0007] 进一步地，上述电流互感器，所述壳体外还设置有第一绝缘层，所述第一一次绕组 和所述第一二次绕组均绕设于所述第一绝缘层的外部。
[000引进一步地，上述电流互感器，所述第二铁忍外还设置有第二绝缘层，所述第二一次 绕组和所述第二二次绕组均绕设于所述第二绝缘层的外部。
[0009] 进一步地，上述电流互感器，所述气隙为一个。
[0010] 进一步地，上述电流互感器，所述气隙个数为多个，并且，多个所述气隙沿所述第 二铁忍周向均匀分布。
[0011] 进一步地，上述电流互感器，所述各气隙的宽度之和为0.2mm~2mm。
[0012] 进一步地，上述电流互感器，所述第一一次绕组的应数和所述第一二次绕组的应 数之比等于预设的额定变比;所述第二一次绕组的应数和所述第二二次绕组的应数之比等 于预设的额定变比。
[0013] 进一步地，上述电流互感器，所述第二铁忍的截面积为所述第一铁忍截面积的1~ 3倍。
[0014] 进一步地，上述电流互感器，所述第一铁忍的轮廓形状和所述第二铁忍的轮廓形 状相同。
[0015] 本发明的电流互感器，第一铁忍具有高初始磁导率，第二铁忍具有高饱和磁感和 贯穿气隙，该结构使电流互感器维持交流下较高准确度的同时具有较强的抗饱和能力，克 服了传统互感器和普通双铁忍互感器易受直流分量影响，导致比值差和相位差急剧增大， 甚至无法正常工作的缺点。
【附图说明】
[0016] 通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通 技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明 的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
[0017] 图1为本发明实施例提供的电流互感器的结构示意图；
[0018] 图2为本发明实施例提供的电流互感器中，开设在铁忍上的气隙的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019] 下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开 的示例性实施例，然而应当理解，可W W各种形式实现本公开而不应被运里阐述的实施例 所限制。相反，提供运些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围 完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及 实施例中的特征可W相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0020] 参见图1，图1为本发明实施例提供的电流互感器的结构示意图。再参见图2,图2为 本发明实施例提供的电流互感器中，开设在铁忍上的气隙的结构示意图。如图所示，该电流 互感器包括:铁忍1和绕组2。
[0021] 其中，铁忍1包括第一铁忍11和第二铁忍12;并且，第一铁忍11的初始磁导率值高 于第二铁忍12的初始磁导率值，第二铁忍12的饱和磁感值高于第一铁忍11的饱和磁感值， W及第二铁忍12开设有沿径向贯穿于第二铁忍12的气隙3。
[0022] 绕组包括第--次绕组21、第二一次绕组22、第一二次绕组23和第二二次绕组24。 其中，第一一次绕组21和第一二次绕组23均绕设于第一铁忍11，第二一次绕组22和第二二 次绕组24均绕设于第二铁忍12,并且，第一一次绕组21和第二一次绕组22串联，第一二次绕 组23和第二二次绕组24串联。
[0023] 具体地，第一铁忍11的材料为具有高初始磁导率的材料，优选坡莫合金、非晶或纳 米晶合金;第二铁忍12的材料为具有高饱和磁感的材料，优选冷社娃钢片，且第二铁忍12开 设有沿径向贯穿于第二铁忍12的气隙3。
[0024] 本实施例中，铁忍1包括具有高初始磁导率的第一铁忍11和具有高饱和磁感的第 二铁忍12,并且将第--次绕组21和第二一次绕组22串联，第一二次绕组23和第二二次绕 组24串联，使得正常交流下磁通主要分布在第一铁忍11中，其误差接近于单独用第一铁忍 11制作的互感器，可W达到0.2S级；在直流含量较高时，第一铁忍11严重饱和，磁通主要分 布在第二铁忍12中，其误差接近于单独用第二铁忍12制作的电流互感器，在正弦半波下的 误差可W满足I级要求，使该电流互感器具有较强的抗饱和能力，克服了传统互感器和普通 双铁忍互感器易受直流分量影响，导致比值差和相位差急剧增大，甚至无法正常工作的缺 点。第二铁忍12上开设的气隙3可提高第二铁忍12的抗饱和能力。
[0025] 上述实施例中还可W包括:壳体（图中未出示）。其中，第一铁忍11置于壳体中，并 且，第一一次绕组21和第一二次绕组23均绕设于壳体的外部。壳体外还设置有第一绝缘层 (图中未出示），第一一次绕组21和所述第一二次绕组23均绕设于第一绝缘层的外部。
[0026] 具体实施时，将第一铁忍11置于壳体中，在壳体外设置第一绝缘层，设置第一绝缘 层的方式可W为包裹聚醋塑料薄膜;再将第一一次绕组21和第一二次绕组23绕设于第一绝 缘层的外部，绕组可选用漆包铜导线，并且，漆包铜导线的线径与二次电流和二次回路阻抗 有关，二次电流越大，二次回路阻抗越大，漆包铜导线的线径越大。
[0027] 本实施例中，由于第一铁忍11的材料比较脆，将第一铁忍11置于壳体中，可W保护 第一铁忍11的完整性;此外，上述实施例中第二铁忍12外也可W设置有第二绝缘层（图中未 出示），第二一次绕组22和第二二次绕组24均绕设于第二绝缘层的外部。
[0028] 具体实施时，在第一铁忍12外设置第二绝缘层，设置第二绝缘层的方式可W为包 裹聚醋塑料薄膜;再将第二一次绕组22和第二二次绕组24绕设于第二绝缘层的外部，绕组 可选用漆包铜导线，并且，漆包铜导线的线径与二次电流和二次回路阻抗有关，二次电流越 大，二次回路阻抗越大，漆包铜导线的线径越大。
[0029] 此外，上述实施例中，气隙3的个数可W为一个，也可W为多个。当气隙3的数量为 多个时，多个气隙3沿第二铁忍12周向均匀分布。优选地，各所述气隙3的宽度之和为0.2mm ~2mm。
[0030] 本实施例中，在第二铁忍12上开设了气隙3,提高了第二铁忍12的抗饱和能力。
[0031] 此外，上述实施例中，第一一次绕组21的应数和第一二次绕组23的应数之比等于 预设的额定变比，第二一次绕组的应数22和第二二次绕组24的应数之比等于预设的额定变 比。具体实施时，可用互感器校验仪或变比测试仪测量第二二次绕组24应数与第二一次绕 组22应数的比例，若其与额定变比之间的误差超过±1%，可采用适当增减第二二次绕组24 应数或分应数补偿的方法调整第二二次绕组24应数与第二一次绕组22应数的比例误差。
[0032] 本实施例中，通过适当增减第二二次绕组24应数或分应数补偿的方法调整第二二 次绕组24应数与第二一次绕组22应数的比例误差，使其误差优于±1%。
[0033] 此外，上述实施例中，第二铁忍12的截面积为所述第一铁忍11截面积的1~3倍。具 体实施时，选择适当的额定磁感应强度B，根据第一铁忍11的励磁曲线(B-H曲线）查找出相 应的磁场强度H和磁导率ii，依据电流互感器的误差计算公式c-胃p^A/:，计算出第一铁 忍11的截面积S，其中e为互感器的误差，Z2为二次回路阻抗，1为平均磁路长度，y为铁忍的 磁导率，k为铁忍的叠片系数，化为二次绕组应数，S为铁忍的截面积。再将第二铁忍12的截 面积确定为第一铁忍11截面积的1~3倍。再根据第一铁忍11和第二铁忍12的截面积选取各 自的外径、内径和高度。
[0034] 本实施例中，经过实验，当第二铁忍12的截面积为第一铁忍11截面积的1~3倍时， 电流互感的效果更好。
[0035] 此外，上述实施例中，第一铁忍11的截面形状和第二铁忍12的截面形状相同。具体 实施时，第一铁忍11的截面形状和第二铁忍12的截面形状可W是圆环形、方形或矩形。
[0036] 综上所述，本实施例中，该电流互感器第一铁忍具有高初始磁导率，第二铁忍具有 高饱和磁感和贯穿气隙，该结构使电流互感器维持交流下较高准确度的同时具有较强的抗 饱和能力，克服了传统互感器和普通双铁忍互感器易受直流分量影响，导致比值差和相位 差急剧增大，甚至无法正常工作的缺点。
[0037] 显然，本领域的技术人员可W对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精 神和范围。运样，倘若本发明的运些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围 之内，则本发明也意图包含运些改动和变型在内。
【主权项】
1. 一种电流互感器，其特征在于，包括:铁芯（1)和绕组(2);其中： 所述铁芯包括第一铁芯（11)和第二铁芯（12);并且，所述第一铁芯（11)的初始磁导率 值高于所述第二铁芯（12)的初始磁导率值，所述第二铁芯（12)的饱和磁感值高于所述第一 铁芯（11)的饱和磁感值，以及所述第二铁芯（12)开设有沿径向贯穿于所述第二铁芯（12)的 气隙(3); 所述绕组包括第一一次绕组(21)、第二一次绕组(22)、第一二次绕组(23)和第二二次 绕组(24);其中，所述第一一次绕组(21)和所述第一二次绕组(23)均绕设于所述第一铁芯 (11)，所述第二一次绕组(22)和所述第二二次绕组(24)均绕设于所述第二铁芯（12)，并且， 所述第一一次绕组(21)和所述第二一次绕组(22)串联，所述第一二次绕组(23)和所述第二 二次绕组串联(24)。2. 根据权利要求1所述的电流互感器，其特征在于，还包括:壳体;其中，所述第一铁芯 (11)置于所述壳体中，并且，所述第一一次绕组(21)和所述第一二次绕组(23)均绕设于所 述壳体的外部。3. 根据权利要求2所述的电流互感器，其特征在于，所述壳体外还设置有第一绝缘层， 所述第一一次绕组(21)和所述第一二次绕组(23)均绕设于所述第一绝缘层的外部。4. 根据权利要求2所述的电流互感器，其特征在于，所述第二铁芯（12)外还设置有第二 绝缘层，所述第二一次绕组（22)和所述第二二次绕组(24)均绕设于所述第二绝缘层的外 部。5. 根据权利要求1所述的电流互感器，其特征在于， 所述气隙(3)为一个。6. 根据权利要求5所述的电流互感器，其特征在于， 所述气隙(3)为多个，并且，多个所述气隙(3)沿所述第二铁芯（12)周向均匀分布。7. 根据权利要求5或6所述的电流互感器，其特征在于， 各所述气隙(3)的宽度之和为0.2mm~2mm。8. 根据权利要求1至6中任一项所述的电流互感器，其特征在于， 所述第一一次绕组(21)的匝数和所述第一二次绕组(23)的匝数之比为预设的额定变 比； 所述第二一次绕组的匝数(22)和所述第二二次绕组(24)的匝数之比为预设的额定变 比。9. 根据权利要求1至6中任一项所述的电流互感器，其特征在于， 所述第二铁芯（12)的截面积为所述第一铁芯（11)截面积的1~3倍。10. 根据权利要求1至6中任一项所述的电流互感器，其特征在于， 所述第一铁芯（11)的轮廓形状和所述第二铁芯（12)的轮廓形状相同。
【文档编号】H01F3/14GK105826067SQ201610339502
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年5月19日
【发明人】杜蜀薇, 杜新钢, 葛得辉, 彭楚宁, 雷民, 岳长喜, 项琼, 周峰, 王欢, 章述汉, 朱凯, 王雪
【申请人】中国电力科学研究院, 国家电网公司