[发明专利]一种电流互感器中的互感线圈

说明书

技术领域

本发明涉及电流测量技术领域，特别涉及一种电流互感器中的互感线圈。

背景技术

目前，对塑壳断路器(MCCB，Molded Case Circuit Breaker)的要求逐渐朝着节电和高精度的方向发展，对于具有单一保护功能的MCCB已经不能够满足快速发展的市场需求，新型的MCCB同时具备保护功能和电流质量分析的MCCB具备更强的竞争力。

对于电流质量分析功能，高精度的电流测量对于MCCB是必须的，在现有的MCCB产品中，铁芯电流互感器是进行电流测量的主流，其具有结构简单和低成本的优势，如图1所示，该铁芯电流互感器由四个独立的线圈围成的方形线圈构成，这些线圈是导线缠绕在铁芯上形成的，被测量导体位于方形线圈中间。但是其缺点是电流测量范围小以及测量精度低。其中，测量精度低主要体现在两个方面：抗外界干扰能力差以及对被测导体位置的敏感性。

针对测量精度低的问题，现有技术中提出在电流互感器中采用完全闭合的圆形线圈，由于测量精度低是独立线圈两端之间的不连续性造成的，当仅采用一个闭合的圆形线圈时，能够提高抗外界干扰能力和对被测导体位置的敏感性，从而提高测量精度。但是，闭合的圆形线圈对于绕线工艺带来了较大的困难，特别在要求电流互感器的体积很小时困难更加突出。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种电流互感器中的互感线圈，以便于提高电流互感器的测量精度。

一种电流互感器中的互感线圈，该互感线圈为由至少三个独立线圈首尾相接构成的多边形线圈；

其中，相邻两个独立线圈的两端相互重叠，每个独立线圈中与其它独立线圈相重叠部分的绕线密度小于非重叠部分的绕线密度。

较优地，所述独立线圈为罗可夫斯基线圈。

另外，每个独立线圈中与其它独立线圈相重叠部分的绕线密度恒定，非重叠部分的绕线密度恒定。

在上述结构中，所述多边形线圈的结构对称。

更进一步地，当所述互感线圈由偶数个独立线圈构成时，所述独立线圈分别设置在印刷电路板的两侧，每侧任意两个独立线圈在所述多边形线圈中互不相邻。

较优地，每个独立线圈中与其它独立线圈相重叠部分的绕线密度与非重叠部分的绕线密度比值为0.43和0.54之间的值。

特别地，每个独立线圈中与其它独立线圈相重叠部分的绕线密度与非重叠部分的绕线密度比值具体为0.5。

由以上描述可以看出，本发明提供的互感线圈由至少三个独立线圈首尾相接构成多边形线圈，其中相邻两个独立线圈的两端相互重叠，保证构成的线圈环路的连续性，并且每个独立线圈中与其它独立线圈相重叠部分的绕线密度小于非重叠部分的绕线密度，保证线圈环路的绕线均匀性，降低了受外界干扰的影响和对被测量导线的位置的敏感性，从而提高电流互感器的测量精度。

并且，该互感线圈由多个独立线圈首尾相接构成，在绕线时针对各独立线圈分别进行，降低了绕线难度，容易实现，特别在要求电流互感器的体积很小时，优点更加突出。

附图说明

图1为现有技术中电流互感器中的互感线圈示意图。

图2为本发明提供的互感线圈示意图。

图3为本发明提供的互感线圈的设置示意图。

图4为本发明中提供的三个互感线圈并列排放的示意图。

图5为本发明中提供的受外界干扰影响的一个误差仿真图。

图6为本发明中提供的受外界干扰影响的另一个误差仿真图。

图7为本发明中提供的受被测量导体位置影响的一个误差仿真图。

图8为本发明中提供的受被测量导体位置影响的另一个误差仿真图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对发明进行详细描述。

本发明提供的电流互感器中的互感线圈为由至少三个独立线圈首尾相接构成的多边形线圈；其中，相邻两个独立线圈的两端相互重叠，每个独立线圈中与其它独立线圈相重叠部分的绕线密度小于非重叠部分的绕线密度。

由于铁芯在大电流情况下的饱和特性会使得电流互感器的测量量程受到影响，为了扩大电流互感器的测量量程，线轴可以采用绝缘材料，即每个独立的线圈均采用罗可夫斯基线圈(Rogowski coil)。

为了使上述互感线圈的结构更加清楚，下面以四个独立线圈首尾相接构成四边形线圈为例进行详细描述。