CN108039267B - 电流互感器 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电流互感器，包括磁芯、第一原边绕组、第二原边绕组以及第一副边绕组，其中：磁芯包括第一闭合磁路和第二闭合磁路，第一闭合磁路由第一磁芯结构与第二磁芯结构连接形成，第二闭合磁路由所述第一磁芯结构与第三磁芯结构连接形成，第一磁芯结构为第一闭合磁路与第二闭合磁路的公共磁芯结构；第一原边绕组穿过第一闭合磁路，第二原边绕组穿过第二闭合磁路；第一副边绕组绕制在第一磁芯结构上；流经第一原边绕组和第二原边绕组的差模电流产生的磁通在第一磁芯结构上相互叠加，流经第一原边绕组和第二原边绕组共模电流产生的磁通在第一磁芯结构上相互抵消。采用本申请的方案，可实现对差模电流和共模电流的独立测量。

Description

电流互感器

技术领域

本申请涉及电子元件，尤其涉及电流互感器。

背景技术

光伏发电系统是指利用太阳能电池直接将太阳能转换为电能的发电系统，在利用光伏发电系统进行发电的过程中，会存在直流拉弧的风险。通常采用拉弧检测装置(Arc-fault circuit interrupter，AFCI)来识别光伏电系统中存在的直流拉弧的情况，从而解除该风险，AFCI需精确捕捉燃弧过程中所产生的差模电流噪声信号。

在电路中，通过将电流互感器的原边绕组的串联在需要测量电流的通电线路中，根据检测到的流经电流互感器的副边绕组的电流的大小即可确定流经原边绕组的电流的大小，进而确定需要测量的电流的大小。电流互感器可用于检测通电线路中的差模电流和共模电流，然而，在实际的电路中，差模电流与共模电流并存于通电线路，由于差模电流和共模电流流过相同的线路，共模电流的存在对电流互感器的输出差模电流造成影响，难以实现对差模电流的独立测量，捕捉到差模电流不够精确。

发明内容

本申请提供一种电流互感器，结构简单，可准确采集到差模电流信号和共模电流信号，实现对差模电流和共模电流的独立测量。

第一方面，本申请实施例提供一种电流互感器，可应用于拉弧检测装置中，用于检测差模电流信号，该电流互感器包括磁芯、第一原边绕组、第二原边绕组以及第一副边绕组，其中：磁芯包括第一闭合磁路和第二闭合磁路，该第一闭合磁路由第一磁芯结构与第二磁芯结构连接形成，第二闭合磁路由第一磁芯结构与第三磁芯结构连接形成，第一磁芯结构为第一闭合磁路与第二闭合磁路的公共磁芯结构；第一原边绕组穿过该第一闭合磁路，第二原边绕组穿过第二闭合磁路；第一副边绕组绕制在第一磁芯结构上；

在该电流互感器被接入至电路中用于检测电路中的差模电流的情况下：如果流经第一原边绕组的第一电流与流经第二原边绕组的第二电流为差模电流，则第一磁通与第二磁通在相互叠加；如果流经第一原边绕组的第一电流与流经第二原边绕组的第二电流为共模电流，则第一磁通与第二磁通相互抵消；其中，第一磁通为该第一电流流经第一原边绕组时在第一磁芯结构中产生的磁通，第二磁通为该第二电流流经第二原边绕组时在该第一磁芯结构中产生的磁通。

在本申请中，第一原边绕组和第二原边绕组可以被分别串联到需要测量差模电流的两条线路中，当第一原边绕组流过的第一电流和第二原边绕组中流过的第二电流为差模电流时，第一电流在第一磁芯结构中产生的第一磁通的正向与第二电流在第一磁芯结构中产生的第二磁通的正向相同，第一磁通和第二磁通相互叠加，从而起到增强差模电流产生的磁通的作用；当第一原边绕组流过的第一电流和第二原边绕组中流过的第二电流为共模电流时，第一电流在第一磁芯结构中产生的第一磁通的正向与第二电流在第一磁芯结构中产生的第二磁通的正向相反，第一磁通和第二磁通相互抵消，从而起到抑制共模电流产生的磁通的作用；两条通电线路上流经的电流可以分解为大小相同的共模电流和大小相同的差模电流的和与差，由于共模电流产生的磁通被抑制，第一磁芯结构中的磁通主要为差模电流产生的磁通，第一磁芯结构中的磁通变化使得绕制在第一磁芯结构上的第一副边绕组产生感应电流，故第一副边绕组输出的电流可反馈差模电流的大小。

在一些可能的实施例中，该第二磁芯结构可以为“U”形磁芯结构，也可以为弧形磁芯结构，也可以为角形磁芯结构，等等；该第三磁芯结构可以为“U”形磁芯结构，也可以为弧形磁芯结构，还可以为角形磁芯结构，等等；本申请不对第二磁芯结构和第三磁芯结构的形状和大小进行限制。

在一种可能的实现方式中，第二磁芯结构与第三磁芯结构为两个相互对称的磁芯结构，第二磁芯结构与第三磁芯结构的大小和形状相同。

在一种可能的实现方式中，第二磁芯结构的磁阻与第三磁芯结构的磁阻相同，第二磁芯结构的磁阻与第三磁芯结构的磁阻均为一个较小的磁阻。

在一些可能的实施例中，该电流互感器还可以包括第二副边绕组，其中：该第二副边绕组的第一绕组绕制在第二磁芯结构上，该第二副边绕组的第二绕组绕制在第三磁芯结构上，第二副边绕组的第一绕组与第二副边绕组的第二绕组串联。

由于第一原边绕组流过的第一电流和第二原边绕组中流过的第二电流为差模电流时，第一电流在第二磁芯结构和第三磁芯结构中产生的第三磁通的正向与第二电流在第二磁芯结构和第三磁芯结构中产生的第四磁通的正向相反，第三磁通和第四磁通相互抵消，起到了抑制差模电流产生的磁通的作用；当第一原边绕组流过的第一电流和第二原边绕组中流过的第二电流为共模电流时，第一电流在第二磁芯结构和第三磁芯结构中产生的第三磁通的正向与第二电流在第二磁芯结构和第三磁芯结构中产生的磁通的正向相同，第三磁通和第四磁通相互叠加，从而起到增强共模电流产生的磁通的作用，因此第二副边绕组输出的电流可反馈共模电流的大小，即通过第一副边绕组和第二副边绕组可实现对差模电流和共模电流的独立测量。

第二方面，本申请实施例提供另一种电流互感器，可应用于需要检测共模电流的装置中风，用于检测共模电流，该电流互感器包括第一原边绕组、第二原边绕组以及第二副边绕组，其中：磁芯包括第一闭合磁路和第二闭合磁路，该第一闭合磁路由第一磁芯结构与第二磁芯结构连接形成，该第二闭合磁路有第一磁芯结构与第三磁芯结构连接形成，第一磁芯结构为第一闭合磁路与第二闭合磁路的公共磁芯结构；第一原边绕组穿过第一闭合磁路，第二原边绕组穿过第二闭合磁路；第二副边绕组的第一绕组绕制在第二磁芯结构上，第二副边绕组的第二绕组绕制在第三磁芯结构上，第二副边绕组的第一绕组与第二副边绕组的第二绕组串联；

在该电流互感器被接入至电路中用于检测电路中的共模电流的情况下：如果流经第一原边绕组的第一电流与流经第二原边绕组的第二电流为差模电流，则第三磁通与第四磁通相互叠加；如果流经第一原边绕组的第一电流与流经第二原边绕组的第二电流为共模电流，则第三磁通与第四磁通相互抵消；其中，第三磁通为该第一电流流经第一原边绕组时在该第二磁芯结构和第三磁芯结构中产生的磁通，第四磁通为该第二电流流经第二原边绕组时在该第二磁芯结构和第三磁芯结构中产生的磁通。

在本申请中，第一原边绕组和第二原边绕组可以被分别串联到需要测量共模电流的两条线路中，当第一原边绕组流过的第一电流和第二原边绕组中流过的第二电流为差模电流时，第一电流在第二磁芯结构和第三磁芯结构中产生的第三磁通的正向与第二电流在第二磁芯结构和第三磁芯结构中产生的第四磁通的正向相反，第三磁通和第四磁通相互抵消，起到了抑制差模电流产生的磁通的作用；当第一原边绕组流过的第一电流和第二原边绕组中流过的第二电流为共模电流时，第一电流在第二磁芯结构和第三磁芯结构中产生的第三磁通的正向与第二电流在第二磁芯结构和第三磁芯结构中产生的磁通的正向相同，第三磁通和第四磁通，相互叠加；两条通电线路上流经的电流可以分解为大小相同的共模电流和大小相同的差模电流的和与差，由于差模电流产生的磁通被抑制，第二磁芯结构和第三磁芯结构中的磁通主要为共模电流产生的磁通，第二磁芯结构中的磁通变化使得绕制在第二磁芯结构上的第二副边绕组的第一绕组产生感应电流，第三磁芯结构中的磁通变化使得绕制在第三磁芯结构上的第二副边绕组的第二绕组产生感应电流，故第二副边绕组输出的电流可反馈共模电流的大小。

在一些可能的实施例中，该第二磁芯结构可以为“U”形磁芯结构，也可以为弧形磁芯结构，也可以为角形磁芯结构，等等；该第三磁芯结构可以为“U”形磁芯结构，也可以为弧形磁芯结构，还可以为角形磁芯结构，等等；本申请不对第二磁芯结构和第三磁芯结构的形状和大小进行限制。

在一种可能的实现方式中，第二磁芯结构与第三磁芯结构为两个相互对称的磁芯结构，第二磁芯结构与第三磁芯结构的大小和形状相同。

在一种可能的实现方式中，第二磁芯结构的磁阻与第三磁芯结构的磁阻相同，第二磁芯结构的磁阻与第三磁芯结构的磁阻均为一个较小的磁阻。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对本申请所需要使用的附图进行说明。

图1-图2示出了现有技术中一些电流互感器的方案；

图3是本申请实施例提供的将电流互感器的两个原边绕组接入至电路所形成的电路的示意图；

图4是本申请实施例提供的一种电流互感器的结构示意图；

图5是流经第一原边绕组和第二原边绕组的通电电流为方向相同的电流时在磁芯中产生的磁通的方向示意图；

图6是流经第一原边绕组和第二原边绕组的通电电流为方向相反的电流时在磁芯中产生的磁通的方向示意图；

图7是本申请实施例提供的另一种电流互感器的结构示意图；

图8是本申请实施例提供的又一种电流互感器的结构示意图；

图9是本申请实施例提供的电流互感器的磁芯的几种形状示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

在目前的一些方案中，为了实现对差模电流的独立测量，通常在电流互感器中设置正负两个原边绕组来对共模电流进行抑制。参见图1-图2，图1-图2示出了现有技术中一些检测差模电流的电流互感器的方案。

第一种方案如图1所示，电流互感器只包括磁芯和副边绕组，在将电流互感器接入到电路中时，将正向电流流过的第一线缆正向穿入和负向电流流过的第二线缆反向穿入。在此种方案中，如果在穿线缆时将第一线缆和第二线缆的方向穿错，则无法实现对差模电流的独立测量。

第二种方案如图2所示，电流互感器包括磁环、第一原边绕组、第二原边绕组以及副边绕组，第一原边绕组、第二原边绕组以及副边绕组均绕制在磁环上，第一原边绕组的引出脚交叉，第二原边绕组的引出脚不交叉。在此种方案中，由于要将第一原边绕组的引出脚交叉，则需要将第一原边绕组弯折，加工难度大。

在本申请的方案中，第一原边绕组和第二原边绕组分别从磁芯的两个不同闭合磁路中穿过，不需要将原边绕组弯折，结构简单；在接入到电路中时，只需将第一原边绕组和第二原边绕组的两个引出脚接入到电路中，无需进行穿线即可实现对差模电流的独立测量。

本申请的方案可应用于需要独立检测差模电流和/或共模电流的电路中，例如可应用于拉弧检测装置中，本申请的电流互感器的两个原边绕组接入至电路中所形成的电路可如图3所示，图3是本申请实施例提供的将电流互感器的两个原边绕组接入至电路所形成的电路的示意图，如图所示，电流互感器的两个原边绕组分别接入至两条平行的通电线路(L1和L2)中，其中，I1和I2大小相同且方向相反，I1和I2为这两条通电线路中的差模电流，I3和I4方向相同，I3和I4为这两条通电线路中的共模电流。本申请的电流互感器的副边绕组接入至电流检测电路，其中，电流互感器的副边绕组的一端接地，电流互感器的另一端与可以检测的装置连接，例如，电流互感器的另一端与电流计连接，或者电流互感器的副边绕组与处理器的引脚连接，等等。

首先参见图4，图4是本申请实施例提供的一种电流互感器的结构示意图。如图所示，电流互感器10包括磁芯11、第一原边绕组12、第二原边绕组13以及第一副边绕组14，其中：

磁芯11包括第一闭合磁路201和第二闭合磁路202，第一闭合磁路201由第一磁芯结构111与第二磁芯结构112连接形成，第二闭合磁路202由第一磁芯结构111与第三磁芯结构113连接形成，第一磁芯结构111为第一闭合磁路201与第二闭合磁路202的公共磁芯结构；第一原边绕组12穿过第一闭合磁路201，第二原边绕组13穿过第二闭磁路202；第一副边绕组绕制在第一磁芯结构111上。

当将电流互感器10接入至电路中去检测两条平行通电线路(如图3中的第一通电线路L1和第二通电线路L2)的通电电流时，流经第一原边绕组和第二原边绕组的通电电流在磁芯中产生的磁通的正负向可参见图5和图6。磁通是一个标量，本申请中，磁通的正负向与经过磁芯的横截面的磁场方向有关，其中，磁场的方向为磁通的正向。

图5是流经第一原边绕组和第二原边绕组的通电电流为方向相同的电流时在磁芯中产生的磁通的方向示意图，如图5所示，流经第一原边绕组的通电电流i1和第二原边绕组的通电电流i2的方向均为垂直纸面向外，i1产生第一磁场，i2产生第二磁场，第一磁场的方向与第二磁场的方向均为逆时针方向；在经过第一磁芯结构的横截面时，第一磁场的磁场方向向上，i1在第一磁芯结构中产生的第一磁通Φ1的正向向上，第二磁场的磁场方向向下，i2在第一磁芯结构中产生的第二磁通Φ2的正向向下。

图6是流经第一原边绕组和第二原边绕组的通电电流为方向相反的电流时在磁芯中产生的磁通的方向示意图，如图6所示，流经第一原边绕组的通电电流i1的方向为垂直纸面向内，第二原边绕组的通电电流i2的方向均为垂直纸面向外，i1产生第一磁场，第一磁场的方向为顺时针方向，i2产生第二磁场，第二磁场的方向为逆时针方向；在经过第一磁芯结构的横截面时，第一磁场的磁场方向向下，即i1在第一磁芯结构中产生的第一磁通Φ1的正向向下，第二磁场的磁场方向向下，即i2在磁芯中产生的第二磁通Φ2的正向向下。

由图5和图6可知，在流经第一原边绕组和第二原边绕组的通电电流为方向相同的电流的情况下，两个通电电流在第一磁芯结构中产生的磁通正负向不同，磁通相互抵消；在流经第一原边绕组和第二原边绕组的通电电流为方向不同的电流的情况下，两个通电电流在第一磁芯结构上的正负向相同，磁通相互叠加。

下面举例来对通电电流在磁芯中产生的磁通在第一磁芯结构中的情况进行介绍，假设将图4所示的电流互感器的第一原边绕组和第二原边绕组接入至图3的电路中。通电线路L1中流过的第一电流I5和通电线路L2中流过的第二电流I5有以下几种情况：第一种情况，I5和I6为大小相同方向相反的电流；第二种情况，I5和I6为大小相同方向相同的电流；第三种情况，I5和I6为大小不同方向相同的电流。

在第一种情况下，假设I5和I6均为2A，I5的电流方向为垂直纸面向内，I6的电流方向为垂直纸面向外，在第二磁芯结构与第三磁芯结构的磁导率相同的情况下，I5在第一磁芯结构中产生的第一磁通Φ1等于I6在第一磁芯结构中产生的第二磁通Φ2，由于第一磁通Φ1与第二磁通Φ2的正向均向下，则I5和I6在第二磁芯结构中产生的磁通总量Φ＝Φ1+Φ2＝2Φ1＝2Φ2。

在第二种情况下，假设I5和I6均为2A，I5和I6的电流方向均为垂直纸面向外，在第二磁芯结构与第三磁芯结构的磁导率相同的情况下，I5在第一磁芯结构中产生的第一磁通Φ1等于I6在第一磁芯结构中产生的第二磁通Φ2，由于第一磁通Φ1的正向向上，第二磁通Φ2的正向向下，则I5和I6在第二磁芯结构中产生的磁通总量Φ＝Φ1-Φ2＝0。

在第三种情况下，假设I5为3A，I6为1A，I5和I6的电流方向均为垂直纸面向外，可将电流I5分解为电流方向垂直纸面向外的2A电流i51与电流方向垂直纸面向外的2A电流i52，将电流I6分解为电流方向垂直纸面向外的2A电流i61与电流方向垂直纸面向内的1A电流i62，在第二磁芯结构与第三磁芯结构的磁导率相同的情况下，电流i51在第一磁芯上产生的磁通Φ51等于电流i61在第一磁芯上产生的磁通Φ61，电流i52在第一磁芯上产生的磁通Φ52等于电流i62在第一磁芯上产生的磁通Φ62，由于磁通Φ51的正向向上，磁通Φ61的正向向下，磁通Φ52的正向向上，磁通Φ62的正向向上，则I5和I6在第二磁芯结构中产生的磁通总量Φ＝Φ51-Φ61+Φ52+Φ62＝2Φ52＝2Φ62。

由上可知，在流经第一原边绕组的第一电流和流经第二原边绕组的第二电流为大小相同方向相反的电流的情况下，第一电流和第二电流在第一磁芯结构中产生的磁通相互叠加；在流经第一原边绕组的第一电流和流经第二原边绕组的第二电流为大小相同方向相同的电流的情况下，第一电流和第二电流在第二磁芯结构中产生的磁通相互抵消；在流经第一原边绕组的第一电流和流经第二原边绕组的第二电流为大小不同的电流的情况下，两个电流等同于一组方向相同大小相同的电流和一组方向相同大小不同的电流，其中，方向相同大小相同的电流在第一磁芯结构中产生的磁通相互叠加，方向相反大小相同的电流在第一磁芯结构中产生的磁通相互抵消。在两条平行通电线路上，方向相同大小相同的电流为差模电流，则第一磁芯结构中的磁通主要为差模电流流经第一原边绕组和第二原边绕组产生的磁通，绕制在第一磁芯结构上的第一副边绕组产生的感应电流为差模电流对应的感应电流，即通过第一副边绕组检测到的电流为差模电流，实现对差模电流的独立测量。

参见图7，图7是本申请实施例提供的另一种电流互感器的结构示意图，如图所示，电流互感器30包括磁芯31、第一原边绕组32、第二原边绕组33以及第二副边绕组34，其中：

磁芯31包括第一闭合磁路401和第二闭合磁路402，第一闭合磁路401由第一磁芯结构311与第二磁芯结构312连接形成，第二闭合磁路402由第一磁芯结构311与第三磁芯结构313连接形成，第一磁芯结构311为第一闭合磁路401与第二闭合磁路402的公共磁芯结构；第一原边绕组32穿过第一闭合磁路401，第二原边绕组33穿过第二闭合磁路402；第二副边绕组34的第一绕组341绕制在第二磁芯结构312上，第二副边绕组34的第二绕组342绕制在第三磁芯结构313上，第一绕组341与第二绕组342串联。

如图5所示，流经第一原边绕组的通电电流i1和第二原边绕组的通电电流i2的方向均为垂直纸面向外，i1产生第一磁场，i2产生第二磁场，在经过第二磁芯结构的横截面时，第一磁场的磁场方向向下，i1在第二磁芯结构中产生的第三磁通Φ31的正向向下，第二磁场的磁场方向向下，i2在第二磁芯结构中产生的第四磁通Φ41的正向向下；在经过第三磁芯结构的横截面时，第一磁场的磁场方向向上，i1在第三磁芯结构中产生的第三磁通Φ32的正向向上，第二磁场的磁场方向向上，i2在第二磁芯结构中产生的第四磁通Φ42的正向向上。

如图6所示，流经第一原边绕组的通电电流i1的方向为垂直纸面向内，第二原边绕组的通电电流i2的方向均为垂直纸面向外，i1产生第一磁场，i2产生第二磁场；在经过第二磁芯的横截面时，第一磁场的磁场方向向上，i2在第二磁芯结构中产生的第四磁通Φ41的正向向下；在经过第三磁芯结构的横截面时，第一磁场的磁场方向向下，i1在第三磁芯结构中产生的第三磁通Φ32的正向向下，第二磁场的磁场方向向上，i2在第二磁芯结构中产生的第四磁通Φ42的正向向上。

由图5和图6可知，在流经第一原边绕组和第二原边绕组的通电电流为方向相同的电流的情况下，两个通电电流在第二磁芯结构中产生的磁通正负向相同，在第三磁芯结构中产生的磁通正负向也相同，磁通在第二磁芯结构和第三磁芯结构中相互叠加；在流经第一原边绕组和第二原边绕组的通电电流为方向不同的电流的情况下，两个通电电流在第二磁芯结构中产生的磁通的正负向相反，在第三磁芯结构中产生的磁通正负向也相反，磁通在第二磁芯结构和第三磁芯结构中相互抵消。

由于差模电流方向相反大小相同，共模电流方向相同，则差模电流在第二磁芯结构中产生的磁通相互抵消，共模电流在第二磁芯结构中产生的磁通相互叠加，第二磁芯结构中的磁通为共模电流流经第一原边绕组和第二原边绕组产生的磁通，绕制在第二磁芯结构上的第二副边绕组的第一绕组产生的感应电流为共模电流对应的感应电流；差模电流在第三磁芯结构中产生的磁通相互抵消，共模电流在第三磁芯结构中产生的磁通相互叠加，第三磁芯结构中的磁通主要为共模电流流经第一原边绕组和第二原边绕组产生的系统，绕制在第三磁芯结构中的第二副边绕组的第二绕组产生的感应电流为共模电流对应的感应电流；第一绕组与第二绕组串联，通过第二副边绕组检测到的电流即为共模电流，实现对共模电流的独立测量。

在一些可能的实施例中，还可以结合图4和图7的两种电路互感器的方案，利用一个电流互感器实现同时对差模电流和共模电流的检测。

参见图8，图8是本申请实施例提供的又一种电流互感器的结构示意图，如图所示，电流互感器50包括磁芯51、第一原边绕组52、第二原边绕组53、第一副边绕组54以及第二副边绕组55，其中：

磁芯51包括第一闭合磁路601和第二闭合磁路602，第一闭合磁路601由第一磁芯结构511与第二磁芯结构512连接形成，第二闭合磁路602由第一磁芯结构511与第三磁芯结构513连接形成，第一磁芯结构511为第一闭合磁路601与第二闭合磁路602的公共磁芯结构；第一原边绕组52穿过第一闭合磁路601，第二原边绕组53穿过第二闭磁路602；第一副边绕组绕制在第一磁芯结构511上；第二副边绕组55的第一绕组551绕制在第二磁芯结构512上，第二副边绕组55的第二绕组552绕制在第三磁芯结构513上，第一绕组551与第二绕组552串联。

本申请中，流经第一原边绕组和第二原边绕组的通电电流在第一磁芯结构、第二磁芯结构以及第三磁芯结构中产生的磁通的正负向已在前述内容中介绍，此处不再赘述，由前述内容可知，通过第一副边绕组检测到的电流为差模电流，可实现对差模电流的独立测量，通过第二副边绕组检测到的电流为共模电流，可实现对共模电流的独立测量，即本申请实施例的电流互感器可同时实现对共模电流和差模电流的独立测量。

上述介绍了本申请的几种电流互感器的结构，下面对电流互感器的磁芯的一些可能的结构及特性进行介绍。

在本申请中，第一原边绕组、第二原边绕组以及第一副边绕组和/或第二副边绕组两两之间相互绝缘，第一原边绕组、第二原边绕组以及第一副边绕组和/或第二副边绕组由可以导电的线圈以及线圈外包围的绝缘层构成，其中，第一副边绕组和/或第二副边绕组的线圈的匝数多于第一原边绕组和第二原边绕组的线圈的匝数，例如，第一原边绕组和第二原边绕组的匝数为1，第一副边绕组和/或第二副边绕组的匝数为5；在具体实现中，可根据具体需求对第一原边绕组、第二原边绕组以及第一副边绕组和/或第二副边绕组的匝数以及匝数之比进行设计，本申请不进行限制。

本申请中，第一磁芯结构、第二磁芯结构以及第三磁芯结构由在磁路中起磁力线传输的软磁材料组成，其中，软磁材料包括但不限于软铁、软磁合金、铁氧体材料、钢硅片；为保证第一磁芯结构、第二磁芯结构以及第三磁芯结构的导磁率相同，可使第一磁芯结构、第二磁芯结构以及第三磁芯结构的软磁材料相同。

在一种可能的实现方式中，第二磁芯结构与第三磁芯结构可以为部分特性相同的磁芯结构，例如，第二磁芯结构与第三磁芯结构的大小和形状相同，或者，第二磁芯结构的磁阻与所述第三磁芯结构的磁阻相同，或者，第二磁芯结构的磁导率与第三磁导率相同；在另一种可能的实现方式中，第二磁芯结构与第三磁芯结构可以为两个完全相同的磁芯结构，这里，第二磁芯结构与第三磁芯结构完全相同指第二磁芯结构与第三磁芯结构的大小、形状、磁阻、磁导率等相同。

在一些可能的实施例中，该第二磁芯结构可以为“U”形磁芯结构，也可以为弧形磁芯结构，也可以为角形磁芯结构，等等；该第三磁芯结构可以为“U”形磁芯结构，也可以为弧形磁芯结构，还可以为角形磁芯结构，等等；本申请不对第二磁芯结构和第三磁芯结构的形状和大小进行限制。

在第二磁芯结构与第三磁芯结构为完全相同的磁芯结构的情况下，电流互感器的磁芯可以如图9所示，其中，磁芯01的第二磁芯结构和第三磁芯结构均为“U”形磁芯结构，磁芯02的第二磁芯结构和第三磁芯结构为角形磁芯结构，磁芯03的第二磁芯结构和第三磁芯结构均为弧形磁芯结构。

需要说明的是，在工艺条件满足的条件下，可尽可能地减小第一闭合磁路和第二闭合磁路中的磁阻，以增加电流互感器的共模/差模抑制能力，在可选实施方式中，可减小第一磁芯结构的磁阻以减小第一闭合磁路和第二闭合磁路中的磁阻，也可以减小第二磁芯结构的磁阻和第三磁芯结构的磁阻以减小第一闭合磁路和第二闭合磁路中的磁阻。

在本申请的实施例中，在被用于检测差模电流时，电流互感器可实现抵消共模电流产生的磁通，排除共模电流的干扰，实现对到差模电流信号的准确采集；在被用于检测共模电流时，电流互感器可实现抵消差模电流产生的磁通，排除差模电流的干扰，实现对差模电流信号的准确采集；本申请的电流互感器可实现对差模电流和共模电流的独立测量。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种电流互感器，其特征在于，包括磁芯、第一原边绕组、第二原边绕组以及第一副边绕组，其中：

所述磁芯包括第一闭合磁路和第二闭合磁路，所述第一闭合磁路由第一磁芯结构与第二磁芯结构连接形成，所述第二闭合磁路由所述第一磁芯结构与第三磁芯结构连接形成，所述第一磁芯结构为所述第一闭合磁路与所述第二闭合磁路的公共磁芯结构；

所述第一原边绕组穿过所述第一闭合磁路，所述第二原边绕组穿过所述第二闭合磁路；

所述第一副边绕组绕制在所述第一磁芯结构上；

在所述电流互感器被接入至电路中用于检测所述电路中的差模电流的情况下：

如果第一电流与第二电流为差模电流，则第一磁通与第二磁通相互叠加；

如果第一电流与第二电流为共模电流，则所述第一磁通与所述第二磁通相互抵消；

所述第一电流为流经所述第一原边绕组的电流，所述第一磁通为所述第一电流流经所述第一原边绕组时在所述第一磁芯结构中产生的磁通，所述第二电流为流经所述第二原边绕组的电流，所述第二磁通为所述第二电流流经所述第二原边绕组时在所述第一磁芯结构中产生的磁通。

2.根据权利要求1所述的电流互感器，其特征在于，所述第二磁芯结构为“U”形磁芯结构；或者

所述第二磁芯结构为弧形磁芯结构；或者

所述第二磁芯结构为角形磁芯结构。

3.根据权利要求1所述的电流互感器，其特征在于，所述第二磁芯结构与所述第三磁芯结构的大小和形状相同。

4.根据权利要求2所述的电流互感器，其特征在于，所述第二磁芯结构与所述第三磁芯结构的大小和形状相同。

5.根据权利要求1-4任一项所述的电流互感器，其特征在于，所述第二磁芯结构的磁阻与所述第三磁芯结构的磁阻相同。

6.根据权利要求1所述的电流互感器，其特征在于，

所述电流互感器还包括第二副边绕组，其中：

所述第二副边绕组的第一绕组绕制在所述第二磁芯结构上，所述第二副边绕组的第二绕组绕制在所述第三磁芯结构上，所述第一绕组与所述第二绕组串联。

7.一种电流互感器，其特征在于，包括磁芯、第一原边绕组、第二原边绕组以及第二副边绕组，其中：

所述磁芯包括第一闭合磁路和第二闭合磁路，所述第一闭合磁路由第一磁芯结构与第二磁芯结构连接形成，所述第二闭合磁路由所述第一磁芯结构与第三磁芯结构连接形成，所述第一磁芯结构为所述第一闭合磁路与所述第二闭合磁路的公共磁芯结构；

所述第一原边绕组穿过所述第一闭合磁路，所述第二原边绕组穿过所述第二闭合磁路；

所述第二副边绕组的第一绕组绕制在所述第二磁芯结构上，所述第二副边绕组的第二绕组绕制在所述第三磁芯结构上，所述第一绕组与所述第二绕组串联；

在所述电流互感器被接入至电路中用于检测所述电路中的共模电流的情况下：

如果第一电流与第二电流为共模电流，则第三磁通与第四磁通相互叠加；

如果第一电流与第二电流为差模电流，则第三磁通与第四磁通相互抵消；

所述第一电流为流经所述第一原边绕组的电流，所述第三磁通为所述第一电流流经所述第一原边绕组时在所述第二磁芯结构和第三磁芯结构中产生的磁通，所述第二电流为流经所述第二原边绕组的电流，所述第四磁通为所述第二电流流经所述第二原边绕组时在所述第二磁芯结构和第三磁芯结构中产生的磁通。

8.根据权利要求7所述的电流互感器，其特征在于，所述第二磁芯结构为“U”形磁芯结构；或者

所述第二磁芯结构为弧形磁芯结构；或者

所述第二磁芯结构为角形磁芯结构。

9.根据权利要求7所述的电流互感器，其特征在于，所述第二磁芯结构与所述第三磁芯结构的大小和形状相同。

10.根据权利要求8所述的电流互感器，其特征在于，所述第二磁芯结构与所述第三磁芯结构的大小和形状相同。

11.根据权利要求7-10任一项所述的电流互感器，其特征在于，所述第二磁芯结构的磁阻与所述第三磁芯结构的磁阻相同。