CN215770827U - 一种保护、计量一体式电流互感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电流互感器技术领域，公开了一种保护、计量一体式电流互感器，包括铁芯片，所述铁芯片上、下部分均开设槽，上端槽口上方的铁芯上绕制有第一绕组，所述铁芯片一侧面沿下端槽口的槽边绕有第二绕组，所述第二绕组为环形绕组，第二绕组通过非铁磁性线路板粘贴于所述铁芯片一侧面。与现有技术相比，本实用新型将传统带铁芯的电流互感器与罗氏线圈结合，形成保护、计量于一体的电流互感器，将闭合铁芯电流互感器用作自生电源供电，而罗氏线圈互感器用作高精度电流采样，消除了传统电流互感器存在的磁饱和问题，在大电流测量时误差小，大大提高了保护精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及电流互感器技术领域，具体涉及一种保护、计量一体式电流互感器。
背景技术
电子式互感器是运行实时信息数字化的主要设备之一，在断路器行业中，在取电侧无电压的情况下，要保证仅靠电流可以使产品能够正常工作，这时就需要有带载能力的电流互感器(带磁芯)提供能量，传统的电流互感器(带磁芯)因为有磁性，所以存在磁保护，当电流增大到一定程度后，输出就饱和了，电流就不会再增加，这样就导致电流互感器在测量过程中精度较小。
目前常常使用的电子式电流互感器还有基于罗氏线圈的电流互感器，罗氏线圈又称电流测量线圈、微分电流传感器，是一种新型电子式电流互感器测量装置。与带铁芯的传统互感器相比，罗氏线圈电流互感器具有测量范围宽、无磁饱和、体积小等优点，不含铁磁性材料，无磁滞效应，几乎为零的相位误差；无磁饱和象，因而测量范围可从数安培到数百千安的电流；结构简单，并且和被测电流之间没有直接的电路联系，实现了良好的电气绝缘；响应频带宽0.1Hz-1MHz。
常规的罗氏线圈电子式电流互感器虽然相比传统铁芯式电流互感器有明显优势，但随着智能电网的发展，工作对互感器测量灵敏度提出了更高的要求，现有常规罗氏线圈、传统铁芯式电流互感器仍需不断改进与完善。
实用新型内容
实用新型目的：针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种保护、计量一体式电流互感器，将传统带铁芯的电流互感器与罗氏线圈电流互感器结合。
技术方案：本实用新型提供了一种保护、计量一体式电流互感器，包括铁芯片，所述铁芯片上、下部分均开设槽，上端槽口上方的铁芯上绕制有第一绕组，所述铁芯片一侧面沿下端槽口的槽边绕有第二绕组，所述第二绕组为环形绕组。
进一步地，所述第二绕组通过非铁磁性线路板粘贴于所述铁芯片一侧面。
进一步地，所述第一绕组线圈绕制规则为0.17线/990Ts。
进一步地，所述第二绕组的绕制规则为0.06线/3370Ts。
进一步地，所述电流互感器还包括壳体，所述壳体一侧开口，其与所述下端槽口对应位置设置开口槽，所述电流互感器设置于所述壳体内时，所述下端槽口与所述开口槽正对。
进一步地，所述铁芯片由硅钢片叠制而成。
有益效果：
1、本实用新型将传统带铁芯的电流互感器与罗氏线圈结合，形成保护、计量于一体的电流互感器，消除了传统电流互感器存在的磁饱和问题，在大电流测量时误差小，大大提高了保护精度。
2、在断路器行业中，在取电侧无电压的情况下，要保证仅靠电流可以使产品能够正常工作，这时就需要有带载能力的电流互感器(带磁芯)提供能量，本实用新型电流互感器为双线圈电流互感器，包括由闭合铁芯和绕组组成的电流互感器和罗氏线圈互感器，两者相互独立，根据两种线圈的不同原理以及特性，将闭合铁芯电流互感器用作自生电源供电，而罗氏线圈互感器用作高精度电流采样。
3、从说明书中的电流互感器测试数据可知，本实用新型电流互感器采样的电流波形完整、无失真，且毛刺较少。且电流高低档位无相位差，比例关系恒定，波形线性度良好，偏差在0.5％内。
附图说明
图1为本实用新型电流互感器整体结构示意图；
图2为本实用新型三组电流互感器设置于壳体内的结构示意图；
图3为本实用新型电流互感器电流输出波形图。
其中，1-铁芯片，2-上端槽口，3-下端槽口，4-第一绕组，5-第二绕组，6-线路板，7-壳体，8-开口槽。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
本实用新型公开了一种保护、计量一体式电流互感器，参见附图1，本实用新型设计的电流互感器为双线圈互感器，根据两种线圈的不同原理以及特性，将闭合铁芯电流互感器用作自生电源供电，罗氏线圈互感器用作高精度电流采样。该电流互感器包括铁芯片1，铁芯片1上、下部分均开设槽，上端槽口2上方的铁芯上绕制有第一绕组4，铁芯片1一侧面沿下端槽口3的槽边绕有第二绕组5，第二绕组5为环形绕组。本实用新型中的铁芯片1由硅钢片叠制而成。
第二绕组5通过非铁磁性线路板6粘贴于铁芯片1一侧面。
第一绕组4线圈绕制规则为0.17线/990Ts。
第二绕组5的绕制规则为0.06线/3370Ts。
上述结构带铁芯的第一绕组4为传统的带铁芯的电流互感器，下端槽口3对应的为罗氏线圈电流互感器。该电流互感器使用时还设置与壳体7内，壳体7一侧开口，其与下端槽口3对应位置设置开口槽8，电流互感器设置于壳体7内时，下端槽口3与开口槽8正对且开口槽8位于下端槽口3内，使用时，导线直接穿过壳体7上的开口槽8，即穿过了下端槽口3，也就相当于穿过了第二绕组5。
第一绕组4和第二绕组5分别有出线端子，与主电路连接。第一绕组4接入控制板自生电源电路。当一次侧有电流(交流)穿过第一绕组4，该绕组能够根据一次侧电流大小产生相应的感应电流。这里我们可以把第一绕组4看作一个电流大小可变的恒流源。然后经过整流电路，将交流正弦波变为脉动的只有正半周的半波信号。然后通过稳压电路将电流转换成电压。通过电源监控芯片监控稳压电路电压等级，当电压等级超过监控电压时，通过开关mos管将多余的电压释放，反之则关闭，后经过滤波电路输出稳定的直流电压。第二绕组5接入控制板信号采集放大电路。当一次侧有电流(交流)穿过第二绕组5，二次侧产生的信号是电流对时间的微分。通过一个对输出的电压信号进行积分的电路，就可以真实还原输入电流。第二绕组5首先接入积分电源，后经过滤波电路，滤除高频杂波得到较为干净的正弦波，再经过差分放大电路，将信号发达到比较合适的电压范围，接入芯片ADC口进行采样。
而本实用新型的电流互感器在使用的时候均是三组一起使用，参见附图2，三组电流互感器相互独立分别代表不同的相线。导线穿过电流互感器的下端槽口3。
以下为本实用新型电流互感器测试数据，以下测试数据是将线圈接入智能型剩余电流断路器中。温度：室温25℃；测试仪器：KE9302(三相低压智能断路器检测装置)、数字万用表；精度：±0.05％；测试数据：智能型剩余电流断路器显示值。
表1为本实用新型上面带磁芯互感器、下面罗氏线圈互感器的电阻值
表2为本实用新型三组电流互感器测试电气参数输出值
表3为本实用新型三组电流互感器测试的电流精度
参见附图3，为电流互感器的200A和250A的电流输出波形，从上表和附图3可以看出，电流波形完整、无失真、毛刺较少；电流高低档位无相位差，比例关系恒定；波形线性度良好，偏差在0.5％以内。
上述实施方式只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种保护、计量一体式电流互感器，其特征在于，包括铁芯片，所述铁芯片上、下部分均开设槽，上端槽口上方的铁芯上绕制有第一绕组，所述铁芯片一侧面沿下端槽口的槽边绕有第二绕组，所述第二绕组为环形绕组。
2.根据权利要求1所述的保护、计量一体式电流互感器，其特征在于，所述第二绕组通过非铁磁性线路板粘贴于所述铁芯片一侧面。
3.根据权利要求2所述的保护、计量一体式电流互感器，其特征在于，所述第一绕组线圈绕制规则为0.17线/990Ts。
4.根据权利要求2所述的保护、计量一体式电流互感器，其特征在于，所述第二绕组的绕制规则为0.06线/3370Ts。
5.根据权利要求1所述的保护、计量一体式电流互感器，其特征在于，所述电流互感器还包括壳体，所述壳体一侧开口，其与所述下端槽口对应位置设置开口槽，所述电流互感器设置于所述壳体内时，所述下端槽口与所述开口槽正对。
6.根据权利要求1至5任一所述的保护、计量一体式电流互感器，其特征在于，所述铁芯片由硅钢片叠制而成。
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