[发明专利]一种利用三维磁场测试电流互感器磁屏蔽的方法及系统

说明书

本发明属于电力设备检测与应用技术领域，具体涉及一种利用三维磁场测试电流互感器磁屏蔽的方法及系统，本发明通过励磁源施加电流I_x、I_y和I_z分别进入磁场发生器的三组励磁绕组产生三个正交磁场，形成不同半径的空间球面磁场H，对电流互感器或电流传感器进行各方位扫描，同时测量电流互感器或电流传感器的二次绕组所产生的感应信号，并计算得到电流互感器或电流传感器的磁屏蔽效果。本发明的测试方法对电流互感器或电流传感器的屏蔽材料选取及结构的设计提供了依据，对电能表内部布局及品质控制具有指导性意义，达到提高电能表计量准确性的目的。

技术领域

本发明属于空间磁场检测技术领域，具体涉及一种利用三维磁场测试电流互感器磁屏蔽的方法及系统。

背景技术

电能表是电力企业中使用普遍的电测仪表，是《计量法》规定的强制检定贸易结算的计量器具。国际法制计量组织(OIML)制定R46对电能表抗磁屏蔽性提出了更高的要求，规定400A/m工频磁场干扰对电能误差的影响不能超过一定范围，电能表中重要部件电流互感器(电流传感器)对交变磁场较为敏感，在外磁场的干扰下会产生较大误差。因此，提高电流互感器(电流传感器)对交变磁场的屏蔽效果尤其重。现阶段测量磁屏蔽效果时,大多采用单一方向磁场源不具备旋磁特性，不能模拟球面磁场源，需人工变换方向才能实现对屏蔽盒各个方位的测试，不能快速准确的测量其屏蔽效果，需耗费大量的人力成本且加入较大的人为误差。

目前尚未有将三维旋转磁场应用于电流互感器(电流传感器)磁屏蔽效能测量。填补国内对互感器进行准确快速多方位测量磁场屏蔽效能的空白。同时，直接测量互感器二次绕组的感应电压来评估其磁屏蔽效果的方法，易实现且具有很强的实用性。该方法对电流互感器的形状和结构设计具有指导性作用。为电能表内部布局及品质控制提供了依据。

需要了解的是，三维旋转磁场由三个方向的正交磁场从而形成空间旋转磁场，如图1所示，其中空间磁场矢量满足：

式中的和分别代表沿X、Y、Z轴的磁场矢量。

同时，还可以通过改变各组线圈电流的频率、相位和幅值改变空间磁场的频率、相位、幅值、方向，产生不同半径的球面磁场源，如图2所示，沿X、Y、Z某一轴方向的磁场H_i，其中：

H_i＝μ_r×N×I_i，

式中，μ_r为相对磁导率；N为线圈匝数，I_i为产生X、Y、Z轴磁场对应的励磁电流。

发明内容

本发明的目的为解决现有技术的上述问题，本发明提供一种利用三维磁场测试电流互感器磁屏蔽的方法及系统，本发明为屏蔽材料选取及结构的设计提供了依据，为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种利用三维磁场测试电流互感器磁屏蔽的方法，其特征在于：通过外部施加电流I_x、I_y和I_z分别进入磁场发生器的三组励磁绕组产生三个正交磁场和形成不同半径的空间球面磁场H，对电流互感器进行各方位扫描，同时测量电流互感器二次绕组所产生的感应信号，并计算得到电流互感器的磁屏蔽效果。

优选地，所述电流I_x、I_y和I_z通过励磁源输出而得到。

优选地，还通过改变电流I_x、I_y和I_z的频率、相位和幅值对电流互感器进行干扰，测试电流互感器二次绕组所产生的感应电压信号的方式进行再次测量。

优选地，对所述电流互感器二次绕组测量的感应电压信号通过如下公式进行计算得出屏蔽参数：