电压为输出信号。为了 解决拖尾问题，在积分电容器两端接泄放支路，泄放支路由泄放电阻与泄放电感串联而成。
[0022] 本实用新型与现有的技术方案相比具有以下优点：
[0023] 1、半磁芯环形骨架的剩磁系数小于1 %，工程实际中可认为基本无剩磁；
[0024] 2、与现有铁芯线圈式电流互感器相同尺寸情况下，可保证250kA全偏移暂态短路 电流c-o-c-o循环中半磁芯骨架不饱和，这个范围涵盖了目前电力系统全部可能的短路电 流；
[0025] 3、半磁芯骨架的非磁性材料不影响测量误差；
[0026] 4、比同样尺寸、同样匝数的空芯线圈的输出电压提高数倍至数十倍；
[0027] 5、比同样输出电压、同样体积的空芯线圈节省铜材（是空芯线圈用铜量的几分之 一甚至几十分之一）；
[0028] 6、比同样输出电压、同样匝数的空芯线圈减小尺寸，从而减小互感器整体尺寸，降 低制造成本。
【附图说明】
[0029] 图1为半磁芯电流传感器示意图；
[0030] 图2为有无泄放支路的输出电压对比。
[0031] 如图中所示：1一磁性骨架，2-非磁性骨架，3-铜线圈，氏一积分电阻，C一积分电 容器，Rd-泄放电阻，L一泄放电感。
【具体实施方式】
[0032] 如图1所示：磁性骨架段1与非磁性骨架段2交替相连紧固成环形半磁芯骨架，环 形半磁芯骨架上绕有铜线圈3,积分电阻氏与积分电容器C串联成积分支路，铜线圈3的两 端接积分支路两端，泄放电阻Rd与泄放电感L串联成泄放支路，泄放支路的两端接积分电 容器C两端，积分电容器C上的电压ujt)为输出信号。载有被测一次电流ijt)的导体从 环形半磁芯骨架中穿过（可以单匝导体，也可以多匝导体）。
[0033] 在环形半磁芯骨架中，各段非磁性骨架2的长度之和占环形半磁芯骨架周长的比 例（即非磁率）不能太高或太低，应在1%至70%之间。环形半磁芯骨架的等值相对磁导率 yP大致是这个比例的倒数，可以根据互感器的具体参数要求，在上述范围内调整环形骨架 的非磁率。
[0034] 泄放电阻Rd的阻值应不大于积分电容器C通过泄放支路R d_L放电的临界电阻值：
[0035]
[0036] 即Rd-L_C回路应为临界阻尼或欠阻尼状态。
[0037] 另外，还应当满足：
[0038] Ri?Zd?(?C)(2)
[0039] 这里">>"表示至少十倍以上，Zd是1^与的总阻抗。也就是：积分电阻值1^ 大于泄放支路阻抗值zd的10倍，泄放支路阻抗值Zd大于积分电容器容抗值（《C) 的10 倍。满足此条件情况下，由于增加泄放支路造成的输出电压ujt)与被测电流ii(t)的相位 差不大，可以在后续电子电路中校正或者在A/D转换以后再行调整。ujt)的幅值与被测电 流h(t)的幅值的比例系数需要用标准电流互感器来标定，因此，由于增加泄放支路造成的 输出电压11。(〇的幅值变化可以不必考虑，统一包含在最终标定的比例系数中。
[0040] 根据式（1)和式（2)选择元件参数，当泄放电感L值较大时应采用磁芯电感以减 小电感元件的尺寸，并宜采用磁导率较大的非线性磁芯。
[0041] 图2是有无泄放支路的输出电压对比。可以看出，合适的泄放电阻Rd和泄放电感 L能够将积分电容器C上的残压很快泄放掉，基本解决了拖尾问题。
[0042] 下面结合具体实例进一步说明本实用新型的实施方式。
[0043] 半磁芯环型骨架尺寸0170/0230-40(0170为内径，0230为外径，40为厚度）， 磁性骨架部分采用冷轧硅钢片，非磁性骨架部分采用玻璃钢，非磁率10% ;磁性骨架段与非 磁性骨架段交替粘接成环形，并用非磁性不锈钢带箍紧扎牢。用00.55聚酯铜线在半磁芯 环形骨架上绕制铜线圈2500匝；其余元件参数为 ：氏=1MD，C=lyF;Rd= 15kD，L= 120H。电感元件的磁芯为娃钢片环形铁芯。额定一次电流1000A，额定准确等级为5TPE，额 定对称短路电流倍数Kssc= 30, 一次回路时间常数0.ls，工作循环C(0. 11s) - 0(0. 5s) - C(0.Is) -0,短路初相角为0(即：短路电流全偏移）；额定输出电压0.0575V。图2是有无 泄放支路的输出电压对比，t= 0. 11s时一次电流断开，如果没有泄放支路，输出电压由峰 值缓慢衰减，拖尾严重，至预定的〇. 5s后重合闸时（即图2中0. 61s时刻），积分电容器C 上残压约1.9V，将不能正确测量重合闸的暂态短路电流（将出现截顶失真）；本具体实施 实例选择的泄放电阻Rd= 15kD，和泄放电感L= 120H能够在大约0. 18s时（即经过大约 0. 07s后）将积分电容器上的残压泄放到1 %以下，基本解决了拖尾问题。到预定的重合闸 时刻（即图2中0. 61s时刻），积分电容器C上的电压已经为0,能够正确测量短路电流。
[0044] 在额定状态下标定幅值，角差若不校正，其值为0. 18° = 10.8'，那么稳态短路 时输出电压幅值为〇. 0575*30*1. 414 = 2. 439V，计算比差为0,角差为10. 8'，复合误差= 0. 314%，符合标准要求。暂态下，计算得输出电压峰值4. 6V，最大峰值瞬时误差为6. 2%， 符合标准要求。
【主权项】
1. 一种半磁芯电流传感器，其特征在于包括环形半磁芯骨架、铜线圈、积分电阻、积分 电容器、泄放电阻和泄放电感，磁性骨架段与非磁性骨架段交替相连紧固成环形半磁芯骨 架，环形半磁芯骨架上绕有铜线圈，积分电阻与积分电容器串联成积分支路，铜线圈的两端 接积分支路两端，泄放电阻与泄放电感串联成泄放支路，泄放支路的两端接积分电容器两 端，积分电容器上的电压为输出信号。2. 根据权利要求1所述的半磁芯电流传感器，其特征在于环形半磁芯骨架的非磁率为 1%至 70%〇3. 如权利要求1所述的半磁芯电流传感器，其特征在于泄放电阻的阻值不大于积分电 容器通过泄放支路放电的临界电阻值。4. 如权利要求1所述的半磁芯电流传感器，其特征在于积分电阻值大于泄放支路阻抗 值的10倍，泄放支路阻抗值大于积分电容器容抗值的10倍。5. 如权利要求1所述的半磁芯电流传感器，其特征在于泄放电感为非线性磁芯电感。
【专利摘要】本实用新型属于高压电器领域，具体涉及一种应用于电子式电流互感器的半磁芯电流传感器，其特征在于包括环形半磁芯骨架、铜线圈、积分电阻、积分电容器、泄放电阻和泄放电感，磁性骨架段与非磁性骨架段交替相连紧固成环形半磁芯骨架，环形半磁芯骨架上绕有铜线圈，积分电阻与积分电容器串联成积分支路，铜线圈的两端接积分支路两端，泄放电阻与泄放电感串联成泄放支路，泄放支路的两端接积分电容器两端，积分电容器上的电压为输出信号。本实用新型没有铁芯线圈电流互感器的剩磁问题、没有磁饱和问题；与空芯线圈积分方案相比，尺寸减小、节省铜、提高感应电势以提高小电流测量能力，同时基本没有输出拖尾问题。
【IPC分类】G01R19/00, G01R15/18
【公开号】CN204666709
【申请号】CN201520367735
【发明人】曹文琦
【申请人】山东辰祥电气设备有限公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年6月1日