[其他]电流比率标准器产品

说明书

一种电力设备及电磁计量装置用电流比率标准器产品，特别适用于制造宽频带双级电流互感器和电流比较仪。本发明按公式（１）确定原边绕组的匝数和次边１绕组的边长，采用逆磁金属外壳屏蔽。应用本发明制造的产品适应频带宽（５０～１００００ＨＺ）、精度高（０．０００５级）。

本发明涉及一种电磁计量用或电力设备用电流比率标准器产品。

一种电流比率标准器，以电流比率标准器中的音频双级电流互感器为例：

1.现有设计偏重于音频低端精度，为了减小低频端误差，常用增大铁芯截面和增加绕组匝数等方法，结果导至高频端电容误差增大，以T.M.Souders设计制造的双级电流互感器为例，其低频端误差为0.1～0.2PPM，而高频端误差则大到11.6PPM。（见图2）。

2.在多量限双级电流互感器中，现有技术设计时，为了减少电容误差随变化比而变化，常在初级绕组的内层和外层都加上静电屏蔽，从而加大了对地电容，导至电容误差增大。

3.为了减小杂散耦合，现有设计采用坡莫合金盒式磁屏蔽结构，如图4（3）、（4）、（5）、（6）所示。从而使结构复杂化、制造困难、绕组尺寸增大、电容误差增大，并导至造价高、售价昂贵。主要材料消耗达本发明方法的8.3倍。

4.在P.N.Miljoncic文献1中认为电流比率标准器设计时，所有尺寸都与它的铁芯平均直径成正比，当铁芯内孔增大时，则铁芯及绕组尺寸将随之增大，从而体积和重量增加，事实上经推导上述关系并不存在，按该理论依据根本无法设计出高精度的双级电流互感器。

现有技术中的双级电流互感器的铁芯结构见图5（国家计量科学院设计制造的）和图3（美国T.M.Souders设计制造的）。

现有技术的参考文献见表3。

为了克服和纠正现有技术中的不足和错误，本发明提供一种电流比率标准器，一种高精度、宽频带音频双级电流互感器和电流比较仪产品。

本发明是通过下述手段来实现的。

1.设计时推翻了P.N.Miljoncic文献1中所提的所有尺寸都与它的铁芯平均直径成正比的理论。而是尽量减少铁芯截面积和绕组匝数，以使低频端磁误差与高频端的电容误差数值相等，根据公式（1）来计算初级绕组匝数和次边1绕组的边长;

式中Np-初级绕组匝数;

BS-次边1绕组的平均边长;

P-铁芯平均半径;

RB-次边绕组负载电阻;

RS-次边绕组电阻;

T-最小变比;

μf-在最低工作频率下的铁芯复数导磁率，最低工作频率很低且计算精度不高时可取直流导磁率;

Er-绝缘材料的相对介电系数;

μr-绝缘材料的相对导磁系数;

f_min-最低工作频率;

f_max-最高工作频率;

K1＝BP/BS;其中Bp为初级绕组平均边长（即平均匝长的1/4）;

K₂＝BS²/S：其中S为辅助铁芯有效截面积;

K₃＝（Bp-Bs）/dp;dp为静电屏蔽与初级绕组间的绝缘厚度;

KC-电容误差减小倍数，本设计取2～3，当采用初级绕组并联补偿时取10～20;采用等比例屏蔽时取1000;

2.取消初级绕组外层的静电屏蔽，而以逆磁金属外壳电磁屏蔽代替之，由于金属外壳距绕组距离大，据C＝S/d，与原设计方案的静电屏蔽相比，减少了绕组的对地电容，据实测，采用本设计结构时，电容误差减小，为原结构的1/2以下。