二次電流下測誤差的測量用大電流互感器制造技術

一種在小電流下測誤差的大電流互感器，是由大電流互感器的環形鐵心上，繞制補償繞組Ｎ－［Ｂ］其匝數等于二次繞組Ｎ－［２］，然后在環形鐵心繞組的內周、外周和兩邊各加上一塊環形鐵心，共四塊組成磁屏蔽，四鐵心之間有絕緣，不形成短路，最后在四塊鐵心外面再均勻繞制二次繞組Ｎ－［２］組成．Ｎ－［Ｂ］和Ｎ－［２］并聯聯接組成新的二次繞組，一次繞組為穿心匯流排．這種大電流互感器可以只用幾十伏安到一百多伏安的電源，即可準確測試２千安以上的大電流互感器的誤差，并節約大量電源設備費用，便于現場測試．（*該技術在2005年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于大電流互感器。一般電流互感器的誤差都是通過與相同電流比的標準電流互感器進行比較而測定的。因此在測定大電流互感器的誤差時，除了需要相同電流比的標準大電流互感器外，還需要單相大電流電源。對于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大，如果按一般電流互感器進行誤差計算，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成，無法保證它對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行的，鄰相大電流互感器將產生大的電磁場。一次繞組的不均勻分布和鄰相大電流互感器產生的外界電磁場都可能使大電流互感器的鐵心產生局部飽和，從而使大電流互感器的誤差顯著增大。本專利技術就是為了解決大電流互感器鐵心不產生局部飽和，以保證其準確度和簡便測量大電流互感器的誤差而設計的。在小電流下測誤差的大電流互感器的結構是，在電流互感器的環形鐵心(一般用冷軋硅鋼帶)上，先均勻繞制補償繞組NB，其匝數等于二次繞組N2，即NB＝N2。然后在鐵心的內周、外周和兩邊各加上一塊環形鐵心(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，其匝數由電流比Kn確定N2＝Kn(1)NB和N2并聯聯接，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，由于二次繞組在環形鐵心上均勻繞制，漏抗近似等于零，可以略去不計。二次繞組與補償繞組并聯。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生的感應電勢供電，屏蔽鐵心的勵磁電流 B(相當于由一次繞組、補償繞組和屏蔽鐵心組成的電流互感器的誤差電流)，通過補償繞組產生電阻壓降 BRB，由于IB＜＜I2(IB/I2的數量級為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電勢 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。而在小電流下測誤差的大電流互感器的二次感應電勢 2＝ BRB+ 2Z≈ 2Z(因為 BRB＜＜ 2Z)，即二次感應電勢直接由外接阻抗壓降決定。又由于屏蔽鐵心被短路，感應電勢 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磁電流 0。再由于屏蔽鐵心的存在使品質量的，下面結合附圖2重點介紹這一原理；附圖2為微波耦合接頭(5)的工作狀態圖，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為信號源注入到端面(4)的輸入微波信號； 2為由火工品檢測頭(6)產生的反射信號； 3表示參考支線(7)產生的反射波信號，并有如下關系 上兩式中，z0為波的特征阻抗，z2、z3分別為火工品檢測頭(6)與參考負載支線(7)在其反射波輸出端口(14)和(15)呈現的等效阻抗，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)對稱時則則有k＝2]]>，及△φ＝｜φ2－φ3｜＝π(即 2與 3)反相，此時，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應當正比例于出現在這個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是參考負載(7)的端口等效阻抗，它是一個定值。｜ 1｜與z0在測量中也是不變的。因此，上式中只有z2的變化會引起P4的變化，而z2的變動又是由于插入波導支線(6′)中火工品裝藥質量變化而引起的，這就實現了用反射波電平檢測火工品裝藥質量的過程。這一關系形像的表示為被測火工品裝藥質量的變化→微波阻抗z2變化→檢測電平P4讀 ，即被測電流互感器的誤差(電流誤差和相位差)。現場使用的5千安以上電流互感器，一般都是三相運行的，一次回路的匯流排比較長且包圍的空間也比較大。因此在現場檢定5千安以上大電流互感器時，一次回路由于阻抗相當大，勿需斷開，就可以用上述線路測定電流互感器誤差，這樣就極大地方便了現場檢定。不斷開一次回路帶來的測量誤差為I22Z/I21Z1。如果I22Z＝50VA，I1＝5kA，Z＝10mΩ，則I22Z/I21Z1＝2×10-4給被測電流互感器帶來的最大誤差為電流誤差-0.02%。相位差+0.66，這對于0.2級及以下的電流互感器，可以略去不計。這樣，當大電流互感器的二次負荷一般為20～120伏安時，不管一次電流多大，采用上述誤差測定線路，也只需要容量略大于20～120伏安、電流為5安的電源。采用小電流測大電流的互感器，比一般的檢定方法更準確，可節省電源設備。以測定100千安電流互感器的誤差為例，則可節省電源設備費用數百萬元。圖1所示1.主鐵心 2.二次繞組 3.外周屏蔽4.下屏蔽 5.內周屏蔽 6.上屏蔽圖2所示N2為二次繞組 Z為外接阻抗本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種在小電流下測誤差的大電流互感器，包括鐵心、屏蔽鐵心、互感器二次繞組、補償繞組。其特征在于這種大電流互感器由均勻繞制在環形鐵心上的補償繞組Ｎ↓〔Ｂ〕和圍繞環鐵心繞組四周的四塊環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Ｎ↓〔２〕組成。

【技術特征摘要】
1.一種在小電流下測誤差的大電流互感器，包括鐵心、屏蔽鐵心、互感器二次繞組、補償繞組。其特征在于這種大電流互感器由均勻繞制在環形鐵心上的補償繞組NB和圍繞環鐵心繞組四周的四塊環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.根據權項1所述的大電流互感器，其特征在于所說的互感器環形鐵心上的補償繞組NB的匝數，等于二次繞組N2的匝數。3.根據權項1所述的大電流互感器，其特征在于所說的圍繞環形鐵心繞組四周的四塊環形鐵心組成的磁屏蔽，四塊鐵心分別放在環形鐵心繞組的內周、外周和兩邊，每90°放一塊。4.根據權項1、3所述的大電流互感器...

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙修民，
申請(專利權)人：山西省機械設計研究所，
類型：發明
國別省市：14[中國|山西]