專利名稱：：電流互感器疊片鐵芯磁分路補償裝置的制作方法
技術領域：
：本實用新型涉及一種電流互感器，尤其是涉及一種電流互感器疊片鐵芯磁分路補償裝置。
背景技術：
：國家標準GB1208-1997《電流互感器》曾在1987版中提出了特殊用途的測量準確級為0.2S，0.5S級，并對其誤差限值作了規(guī)定。滿足0.2S及0.5S級要求的電流互感器稱S級電流互感器。S級互感器的主要特點是保證額定誤差限值(0.2%或0.5%)的額定電流的百分比由100%120%下延到20%120%，且下限電流由20%擴展到1%。顯然這種特殊用途的準確級最適用于電力系統(tǒng)負荷電流變化范圍很大的地方，并提高了其測量的精度。近年來，該互感器在城鄉(xiāng)電網改造中得到了廣泛的應用。為滿足S級的要求，在設計上與普通測量級有所不同，需要采用特殊的鐵心材料和新的誤差補償方法。電力互感用戶對0.2S級計量用電流互感器需求量越來越大。為了提高檢測的精度以及降低0.2S級電流互感器的成本，對于大范圍應用場合的推廣級實現意義重大。然而對于LZZBJ9-10/LZZB7-35一類的電流互感器，因為其鐵芯是巻鐵芯，所以制作0.2S級的互感器較為容易。因為巻鐵芯的磁力線分布均勻，性能十分理想，而且現有高磁導率材料也可制作0.2S級環(huán)形鐵芯，但是對于LCZ-35、LZZBJ4-35等疊片鐵芯的電流互感器來說，由于鐵芯之間存在氣隙，影響磁導性能，采用通常的制作手段和普通的鐵芯材料就無法制作0.2S級了。因此開發(fā)一種能夠實現疊片式鐵芯的電流互感器的非線性補償方法和結構，使其能夠在不增加成本或低成本的前提下滿足對電流互感器誤差要求達到精確測量的目的。0.2S級電流互感器要在1%120%額定電流下運行，沒有誤差補償時其電流誤差和相位誤差都是隨著電流的減小而增大的，并且誤差曲線的變化很陡。因此，要采用非線性的補償法，使電流誤差和相位差的補償值也隨電流的減小而增大，從而來拉平誤差曲線，磁分路補償法就是滿足這種要求的誤差補償方式。磁分路補償法將互感器的鐵芯分成兩個部分，二次繞組中有部分匝數是繞在一個鐵芯上，其余線匝都繞在兩個鐵芯上。
發(fā)明內容本實用新型的目的在于提供一種電流互感器疊片鐵芯磁分路補償裝置。本實用新型設有疊片式上鐵芯、疊片式下鐵芯、磁分路補償繞組和二次繞組。疊片式上鐵芯設在疊片式下鐵芯上方，磁分路補償繞組單獨繞在疊片式上鐵芯上，二次繞組繞在疊片式上鐵芯和疊片式下鐵芯上。本實用新型的技術方案是通過疊片鐵芯的磁分路式的補償結構，來對電流互感器進行電流誤差和相位差的補償，以使疊片鐵芯式電流互感器達到0.2S級的測量要求，并且采用普通的鐵芯材料組成疊片式鐵芯，通過疊片鐵芯式分磁路的補償結構來代替用價格昂貴的23ZH100等特殊材料制作鐵芯實現0.2S級電流互感器的制作方法，進而大大降低了制作成本，實現了設計的初衷和測量精度要求。[0007]另外，將疊片式鐵芯采用固定方法分別固定，并保證上鐵芯與下鐵芯的有效間隙。將線圈通過一定繞制方式繞制于上鐵芯和下鐵芯上，在二次繞組機構上將上鐵芯和下鐵芯采用相同的繞制方式和磁隙進行繞制，在磁分路補償結構上只對上鐵芯經行繞制線圈，用于非線性的誤差補償。與現有用23ZH100高價材料制作0.2S級電流互感器(參見表1)相比，用30Z120材料制作疊片鐵芯磁分路補償式0.2S級電流互感器(參見表2)的成本大大降低，不同于已有圓環(huán)型磁分路補償原理疊片式鐵芯磁分路補償電流互感器，其結構簡單，易于實現和加工。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>表2<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>圖1為本實用新型實施例的結構組成示意圖。圖2為調整磁分路繞組匝數對誤差曲線的影響。在圖2中，橫坐標為額定電流范圍，縱坐標為誤差；令系列1，B系列2，一系列3，X系列4，*系列5，參系列6。圖3為調整磁分路截面對誤差的影響。在圖3中，橫坐標為額定電流范圍，縱坐標為誤差；曲線1為系列1，曲線2為系列2，曲線3為系列3，曲線4為系列4，曲線5為系列5，曲線6為系列6，曲線7為系列7。[0016]圖4為補償成功的誤差曲線。在圖4中，橫坐標為額定電流范圍，縱坐標為誤差；令系歹lj1，B系歹lJ2，一系歹lj3，X系列4，*系列5，參系歹lj6。具體實施方式如圖1所示，本實用新型實施例設有疊片式上鐵芯1、疊片式下鐵芯2、磁分路補償繞組3(繞組數為Nb)和二次繞組4(繞組數為N。)。疊片式上鐵芯1設在疊片式下鐵芯2上方，磁分路補償繞組3單獨繞在疊片式上鐵芯1上，二次繞組4繞在疊片式上鐵芯1和疊片式下鐵芯2上。其補償過程為，N。為繞在疊片式上鐵芯1和疊片式下鐵芯2上的繞組數，而Nb是單獨繞在疊片式上鐵芯1上的磁分路補償繞組的繞組數。由于磁分路補償繞組3的勵磁安匝數很大，而鐵芯截面又小，因此磁通密度很高，導磁率和損耗角隨電流的增大而顯著減小，進而使本實用新型所述電流互感器疊片鐵芯磁分路補償裝置可以實現對電流誤差和相位誤差的補償，且補償匝數^^k,，即與電流I^成反比例，與磁分路鐵芯尺度Lb成正比例。將疊片鐵芯分成兩部分，設Ll和L2分別是上鐵芯和下鐵芯的層數；S1與S2之間是二次繞組，其中Nc匝是繞在Ll和L2兩個鐵芯上的，還有Nb匝則單獨繞在疊片式上鐵芯1。二次總匝數^二N。+Nb。實測表明，當增加或者減少磁分路補償繞組的匝數Nb時或者是增減磁分路補償繞組的截面時，誤差的補償值隨之發(fā)生變化，如圖3所示。在圖2中，從下向上各條曲線，依次為磁分路補償繞組的匝數Nb從零逐漸增加時的誤差實測曲線。由實測曲線可見，沒有磁分路匝數補償時，誤差曲線很快向下彎曲，隨著匝數Nb的增加，誤差曲線逐漸變得平緩。當匝數Nb繼續(xù)增加時，磁分路對小電流時的誤差補償幅度越來越大，從而使額定電流1%20%范圍內的誤差數據比額定電流100%120%時的誤差數據更正。圖3給出磁分路截面調整時誤差發(fā)生的變化的曲線，從下至上依次為磁分路截面積增大時的誤差曲線，可以看到隨著截面積的增大誤差曲線會變得平坦，然后小電流時的誤差向正方向偏移的更多，曲線左端向上翹起，額定電流1%20%范圍內的誤差數據比額定電流100%120%時的誤差數據變得更正。現將圖2匝數調整和圖3的截面調整綜合起來，尋找能將整個誤差曲線調整到合格范圍內的組合方案。首先采用下面的式子^^k^進行初步的補償匝數估算，目的是尋找一個匝數時得在額定電流1%或5%時磁分路正好工作在磁化曲線的上升段，對小電流的誤差進行大幅度的正補償，而當電流上升到額定電流的100%或者120%時則磁分路進入飽和區(qū)域，不再對誤差產生補償的作用，從而拉平誤差曲線。在初步估算了補償匝數Nb后，再根據實測數據對兩個小鐵芯的截面積進行配合調整。在補償匝數調整和鐵芯截面調整的相互作用下，從而出現完全合格的實測誤差數據。在圖4中兩條加粗曲線表示的，就是所有數據點的誤差數據都在0.2S級的誤差限值范圍內的誤差曲線，下面一條是額定負荷時的實測誤差曲線，上面一條是四分之一額定負荷時的實測誤差曲線。[0025]從圖4可以看出，以細線表示的未經補償的或者只經過單純的匝數或鐵芯調整的曲線波動幅度很大，無法保證所有數據點都在O.2S級誤差限制范圍內。而綜合調整得到的有粗線表示的誤差實測數據波動幅度較小，滿足0.2S級的誤差限制要求，從而達到了用價格便宜的普通貼新材料制作疊片式0.2S級的目的。與不用磁分路補償而采用性能很好的23ZH100的高價材料相比費用節(jié)省率達到66%。權利要求電流互感器疊片鐵芯磁分路補償裝置，其特征在于設有疊片式上鐵芯、疊片式下鐵芯、磁分路補償繞組和二次繞組；疊片式上鐵芯設在疊片式下鐵芯上方，磁分路補償繞組單獨繞在疊片式上鐵芯上，二次繞組繞在疊片式上鐵芯和疊片式下鐵芯上。專利摘要電流互感器疊片鐵芯磁分路補償裝置，涉及一種電流互感器。提供一種電流互感器疊片鐵芯磁分路補償裝置。設有疊片式上鐵芯、疊片式下鐵芯、磁分路補償繞組和二次繞組。疊片式上鐵芯設在疊片式下鐵芯上方，磁分路補償繞組單獨繞在疊片式上鐵芯上，二次繞組繞在疊片式上鐵芯和疊片式下鐵芯上。通過疊片鐵芯的磁分路式的補償結構，來對電流互感器進行電流誤差和相位差的補償，以使疊片鐵芯式電流互感器達到0.2S級的測量要求，采用普通的鐵芯材料組成疊片式鐵芯，通過疊片鐵芯式分磁路的補償結構來代替用價格昂貴的23ZH100等特殊材料制作鐵芯實現0.2S級電流互感器的制作方法，大大降低制作成本。文檔編號H01F38/30GK201549350SQ200920181340公開日2010年8月11日申請日期2009年11月17日優(yōu)先權日2009年11月17日發(fā)明者蘇國強申請人:廈門啟和電器有限公司