电流互感器的制作方法

本实用新型涉及电测技术领域，具体而言，涉及一种电流互感器。

背景技术：

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1A的小电流，供保护、监控以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。

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。这些非工频成分会对传统互感器和普通双铁芯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。

技术实现要素：

鉴于此，本实用新型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。

一个方面，本实用新型提出了一种电流互感器，该装置包括：铁芯和绕组；其中：所述铁芯包括第一铁芯和第二铁芯；并且，所述第一铁芯的初始磁导率值高于所述第二铁芯的初始磁导率值，所述第二铁芯的饱和磁感值高于所述第一铁芯的饱和磁感值，以及所述第二铁芯开设有沿径向贯穿于所述第二铁芯的气隙；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芯，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芯，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。

进一步地，上述电流互感器还包括：壳体；其中，所述第一铁芯置于所述壳体中，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。

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。

进一步地，上述电流互感器，所述第二铁芯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。

进一步地，上述电流互感器，所述气隙为一个。

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芯周向均匀分布。

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。

进一步地，上述电流互感器，所述第一一次绕组的匝数和所述第一二次绕组的匝数之比等于预设的额定变比；所述第二一次绕组的匝数和所述第二二次绕组的匝数之比等于预设的额定变比。

进一步地，上述电流互感器，所述第二铁芯的截面积为所述第一铁芯截面积的1～3倍。

进一步地，上述电流互感器，所述第一铁芯的轮廓形状和所述第二铁芯的轮廓形状相同。

本实用新型的电流互感器，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芯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

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，而并不认为是对本实用新型的限制。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：

图1为本实用新型实施例提供的电流互感器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的电流互感器中，开设在铁芯上的气隙的结构示意图。

具体实施方式

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，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这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，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

参见图1，图1为本实用新型实施例提供的电流互感器的结构示意图。再参见图2，图2为本实用新型实施例提供的电流互感器中，开设在铁芯上的气隙的结构示意图。如图所示，该电流互感器包括：铁芯1和绕组2。

其中，铁芯1包括第一铁芯11和第二铁芯12；并且，第一铁芯11的初始磁导率值高于第二铁芯12的初始磁导率值，第二铁芯12的饱和磁感值高于第一铁芯11的饱和磁感值，以及第二铁芯12开设有沿径向贯穿于第二铁芯12的气隙3。

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，第一一次绕组21和第一二次绕组23均绕设于第一铁芯11，第二一次绕组22和第二二次绕组24均绕设于第二铁芯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。

具体地，第一铁芯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；第二铁芯12的材料为具有高饱和磁感的材料，优选冷轧硅钢片，且第二铁芯12开设有沿径向贯穿于第二铁芯12的气隙3。

本实施例中，铁芯1包括具有高初始磁导率的第一铁芯11和具有高饱和磁感的第二铁芯12，并且将第一一次绕组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，使得正常交流下磁通主要分布在第一铁芯11中，其误差接近于单独用第一铁芯11制作的互感器，可以达到0.2S级；在直流含量较高时，第一铁芯11严重饱和，磁通主要分布在第二铁芯12中，其误差接近于单独用第二铁芯12制作的电流互感器，在正弦半波下的误差可以满足1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芯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。第二铁芯12上开设的气隙3可提高第二铁芯12的抗饱和能力。

上述实施例中还可以包括：壳体(图中未出示)。其中，第一铁芯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。

具体实施时，将第一铁芯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以为包裹聚酯塑料薄膜；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。

本实施例中，由于第一铁芯11的材料比较脆，将第一铁芯11置于壳体中，可以保护第一铁芯11的完整性；此外，上述实施例中第二铁芯12外也可以设置有第二绝缘层(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。

具体实施时，在第一铁芯12外设置第二绝缘层，设置第二绝缘层的方式可以为包裹聚酯塑料薄膜；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。

此外，上述实施例中，气隙3的个数可以为一个，也可以为多个。当气隙3的数量为多个时，多个气隙3沿第二铁芯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。

本实施例中，在第二铁芯12上开设了气隙3，提高了第二铁芯12的抗饱和能力。

此外，上述实施例中，第一一次绕组21的匝数和第一二次绕组23的匝数之比等于预设的额定变比，第二一次绕组的匝数22和第二二次绕组24的匝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匝数与第二一次绕组22匝数的比例，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匝数或分匝数补偿的方法调整第二二次绕组24匝数与第二一次绕组22匝数的比例误差。

本实施例中，通过适当增减第二二次绕组24匝数或分匝数补偿的方法调整第二二次绕组24匝数与第二一次绕组22匝数的比例误差，使其误差优于±1％。

此外，上述实施例中，第二铁芯12的截面积为所述第一铁芯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，根据第一铁芯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μ，依据电流互感器的误差计算公式计算出第一铁芯11的截面积S，其中ε为互感器的误差，Z₂为二次回路阻抗，l为平均磁路长度，μ为铁芯的磁导率，k为铁芯的叠片系数，N₂为二次绕组匝数，S为铁芯的截面积。再将第二铁芯12的截面积 确定为第一铁芯11截面积的1～3倍。再根据第一铁芯11和第二铁芯12的截面积选取各自的外径、内径和高度。

本实施例中，经过实验，当第二铁芯12的截面积为第一铁芯11截面积的1～3倍时，电流互感的效果更好。

此外，上述实施例中，第一铁芯11的截面形状和第二铁芯12的截面形状相同。具体实施时，第一铁芯11的截面形状和第二铁芯12的截面形状可以是圆环形、方形或矩形。

综上所述，本实施例中，该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芯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。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。