專利名稱:在小電流下測(cè)誤差的大電流互感器的制作方法
本發(fā)明屬于大電流互感器。
一般電流互感器的誤差都是通過與相同電流比的標(biāo)準(zhǔn)電流互感器進(jìn)行比較而測(cè)定的。因此在測(cè)定大電流互感器的誤差時(shí)，除了需要相同電流比的標(biāo)準(zhǔn)大電流互感器外，還需要單相大電流電源。對(duì)于2千安到100千安的電流互感器，其電源容量約為5～10000千伏安;另一方面幾十千安大電流互感器的安匝數(shù)大，如果按一般電流互感器進(jìn)行誤差計(jì)算，那么互感器的誤差是比較小的。但是大電流互感器的一次繞組一般均由匯流排構(gòu)成，無法保證它對(duì)互感器的鐵心是均勻分布的。而且大電流互感器都是三相運(yùn)行的，鄰相大電流互感器將產(chǎn)生大的電磁場(chǎng)。一次繞組的不均勻分布和鄰相大電流互感器產(chǎn)生的外界電磁場(chǎng)都可能使大電流互感器的鐵心產(chǎn)生局部飽和，從而使大電流互感器的誤差顯著增大。
本發(fā)明就是為了解決大電流互感器鐵心不產(chǎn)生局部飽和，以保證其準(zhǔn)確度和簡(jiǎn)便測(cè)量大電流互感器的誤差而設(shè)計(jì)的。
在小電流下測(cè)誤差的大電流互感器的結(jié)構(gòu)是，在電流互感器的環(huán)形鐵心(一般用冷軋硅鋼帶)上，先均勻繞制補(bǔ)償繞組NB，其匝數(shù)等于二次繞組N2，即NB＝N2。然后在鐵心的內(nèi)周、外周和兩邊各加上一塊環(huán)形鐵心(見圖1)，共四塊鐵心組成磁屏蔽。最后在四塊鐵心外面均勻繞制二次繞組N2，其匝數(shù)由電流比Kn確定N2＝Kn(1)NB和N2并聯(lián)聯(lián)接，組成新的二次繞組，一次繞組為穿心匯流排。
這種電流互感器在工作時(shí)，由于二次繞組在環(huán)形鐵心上均勻繞制，漏抗近似等于零，可以略去不計(jì)。二次繞組與補(bǔ)償繞組并聯(lián)。即兩繞組將四塊屏蔽鐵心短路，二次繞組上的電阻壓降
2R2由兩繞組在屏蔽鐵心上產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)供電，屏蔽鐵心的勵(lì)磁電流
B(相當(dāng)于由一次繞組、補(bǔ)償繞組和屏蔽鐵心組成的電流互感器的誤差電流)，通過補(bǔ)償繞組產(chǎn)生電阻壓降
BRB，由于IB＜＜I2(IB/I2的數(shù)量級(jí)為10-3)，盡管RB＞R2(一般RB＜10R2)，壓降IBRB＜＜I2R2。一般電流互感器的二次感應(yīng)電勢(shì)
2等于二次電流
2和二次總阻抗Z02的乘積，
2＝
2Z02＝
2(R2+Z)，其中Z為外接阻抗，二次繞組漏抗X2≈0不計(jì)。而在小電流下測(cè)誤差的大電流互感器的二次感應(yīng)電勢(shì)
2＝
BRB+
2Z≈
2Z(因?yàn)?br> BRB＜＜
2Z)，即二次感應(yīng)電勢(shì)直接由外接阻抗壓降決定。又由于屏蔽鐵心被短路，感應(yīng)電勢(shì)
2由繞在互感器的鐵心(即主鐵心)上的二次繞組N2提供，因此，這種大電流互感器的誤差，僅決定于主鐵心的勵(lì)磁電流
0。再由于屏蔽鐵心的存在使品質(zhì)量的，下面結(jié)合附圖2重點(diǎn)介紹這一原理；附圖2為微波耦合接頭(5)的工作狀態(tài)圖，其中突出表明了入射波
1、反射波
2、
3、合成波
2＋
3的傳送狀況。圖中
1為信號(hào)源注入到端面(4)的輸入微波信號(hào)；
2為由火工品檢測(cè)頭(6)產(chǎn)生的反射信號(hào)；
3表示參考支線(7)產(chǎn)生的反射波信號(hào)，并有如下關(guān)系
上兩式中，z0為波的特征阻抗，z2、z3分別為火工品檢測(cè)頭(6)與參考負(fù)載支線(7)在其反射波輸出端口(14)和(15)呈現(xiàn)的等效阻抗，φ2、φ3分別為由路程差引起的相位因子，k為耦合因子，如果微波耦合接(5)采用三分貝反相耦合電橋，且兩支線(6)和(7)對(duì)稱時(shí)則則有k＝2]]>，及△φ＝｜φ2－φ3｜＝π(即
2與
3)反相，此時(shí)，在微波傳感器與電平放大器的輸入端面(16)可得到的功率電平P4應(yīng)當(dāng)正比例于出現(xiàn)在這個(gè)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是參考負(fù)載(7)的端口等效阻抗，它是一個(gè)定值。｜
1｜與z0在測(cè)量中也是不變的。因此，上式中只有z2的變化會(huì)引起P4的變化，而z2的變動(dòng)又是由于插入波導(dǎo)支線(6′)中火工品裝藥質(zhì)量變化而引起的，這就實(shí)現(xiàn)了用反射波電平檢測(cè)火工品裝藥質(zhì)量的過程。這一關(guān)系形像的表示為被測(cè)火工品裝藥質(zhì)量的變化→微波阻抗z2變化→檢測(cè)電平P4讀
，即被測(cè)電流互感器的誤差(電流誤差和相位差)。
現(xiàn)場(chǎng)使用的5千安以上電流互感器，一般都是三相運(yùn)行的，一次回路的匯流排比較長(zhǎng)且包圍的空間也比較大。因此在現(xiàn)場(chǎng)檢定5千安以上大電流互感器時(shí)，一次回路由于阻抗相當(dāng)大，勿需斷開，就可以用上述線路測(cè)定電流互感器誤差，這樣就極大地方便了現(xiàn)場(chǎng)檢定。不斷開一次回路帶來的測(cè)量誤差為I22Z/I21Z1。如果I22Z＝50VA，I1＝5kA，Z＝10mΩ，則I22Z/I21Z1＝2×10-4給被測(cè)電流互感器帶來的最大誤差為電流誤差-0.02%。相位差+0.66，這對(duì)于0.2級(jí)及以下的電流互感器，可以略去不計(jì)。
這樣，當(dāng)大電流互感器的二次負(fù)荷一般為20～120伏安時(shí)，不管一次電流多大，采用上述誤差測(cè)定線路，也只需要容量略大于20～120伏安、電流為5安的電源。
采用小電流測(cè)大電流的互感器，比一般的檢定方法更準(zhǔn)確，可節(jié)省電源設(shè)備。以測(cè)定100千安電流互感器的誤差為例，則可節(jié)省電源設(shè)備費(fèi)用數(shù)百萬元。
圖1所示1.主鐵心 2.二次繞組 3.外周屏蔽4.下屏蔽 5.內(nèi)周屏蔽 6.上屏蔽圖2所示N2為二次繞組 Z為外接阻抗
權(quán)利要求
1.一種在小電流下測(cè)誤差的大電流互感器，包括鐵心、屏蔽鐵心、互感器二次繞組、補(bǔ)償繞組。其特征在于這種大電流互感器由均勻繞制在環(huán)形鐵心上的補(bǔ)償繞組NB和圍繞環(huán)鐵心繞組四周的四塊環(huán)形鐵心組成的磁屏蔽，以及均勻繞在互感器鐵心和磁屏蔽上的二次繞組N2組成。
2.根據(jù)權(quán)項(xiàng)1所述的大電流互感器，其特征在于所說的互感器環(huán)形鐵心上的補(bǔ)償繞組NB的匝數(shù)，等于二次繞組N2的匝數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)項(xiàng)1所述的大電流互感器，其特征在于所說的圍繞環(huán)形鐵心繞組四周的四塊環(huán)形鐵心組成的磁屏蔽，四塊鐵心分別放在環(huán)形鐵心繞組的內(nèi)周、外周和兩邊，每90°放一塊。
4.根據(jù)權(quán)項(xiàng)1、3所述的大電流互感器，其特征在于所說的磁屏蔽，四塊環(huán)形鐵心之間有絕緣隔開，對(duì)互感器鐵心不形成短路。
5.根據(jù)權(quán)項(xiàng)1、2所述的大電流互感器，其特征在于所說的補(bǔ)償繞組和二次繞組并聯(lián)聯(lián)接。
6.根據(jù)權(quán)項(xiàng)1、2、3、4、5所述的大電流互感器，其特征在于可以在5安的小電流下測(cè)2000安及以上大電流互感器的誤差。對(duì)于5000安以上大電流互感器在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)誤差時(shí)，不需要切斷一次匯流排。
7.根據(jù)權(quán)項(xiàng)1、2、3、4、5、6所述的大電流互感器，其特征在于無論一次電流多大，測(cè)誤差時(shí)所需電源的容量略大于該電流互感器二次負(fù)荷容量(一般為20～120伏安)，電源電流等于該電流互感器的二次電流(一般為5安)。
專利摘要
一種在小電流下測(cè)誤差的大電流互感器，是由大電流互感器的環(huán)形鐵心上，繞制補(bǔ)償繞組N
文檔編號(hào)H01F27/34GK85100873SQ85100873
公開日1986年7月23日 申請(qǐng)日期1985年4月1日
發(fā)明者趙修民 申請(qǐng)人:山西省機(jī)械設(shè)計(jì)研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan