[实用新型]电流互感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电流互感器，主要应用于智能电表行业的电流测量。

背景技术

目前，智能电能表行业的电流测量回路，通常采用锰铜分流器和电磁式电流互感器。

锰铜分流式电流传感器成本低廉，其工作原理是电阻分压，由于锰铜的阻值随温度的变化较小，但离散性比较大，因此，在2.0级的单相电能表中被普遍采用。对普通220V 5(60)A的电能表，其取样电阻阻值约为250～500μΩ之间，发热量约1～2W。

锰铜分流器的优点是：加工简单、成本低廉、对直流分量和高次谐波都能测量。频率特性从DC-1MHz信号都能稳定传输(受电表计量回路采样率限制，实际使用范围通常在25kHz以下)。

锰铜分流器的缺点是：1、大电流时电阻发热量大，如果端子装配时螺丝压接不牢固，或者散热处理不当，很容易烧坏电表。2、由于金属成分和加工原因，导致电阻阻值离散性较大，阻值虽然随温度变化小，但还是受温度不规则地变化，因此，不适合高精度计量。

由于电压和电流信号公共端无法分离(见图1)，不能直接被单相三线、两相两线、两相三线、三相三线、三相四线等需要多路电流取样测量的应用环境中。

从图1可以看出，采用锰铜分流器的电能表，火线L是作为计量回路的参考“地”使用的(计量芯片耐压一般在5V以下，如果将电压分压输入采用火线L，而以零线N作为地线，则计量芯片两个模拟输入的压差将达到220VAC，芯片承受不了)，锰铜分流器是与火线“硬联接”的。

电流互感器是依据电磁感应原理的。如图2所示，电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成，它的一次绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中，因此它经常有线路的全部电流流过，二次绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中，电流互感器在工作时，它的二次回路始终是闭合的，因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小，电流互感器的工作状态接近短路。互感器的优点是线性度好，稳定性高，准确度几乎不随温度变化，特别适合较高精度(0.5S级)的测量。

采用电流互感器的电能表的电流取样的参考端在二次侧与零线相连，因此一次侧电流输入是与电压回路是隔离的(见图3)，因此，计量芯片的参考端可以是零线N，这样计量芯片的多个模拟输入端的电压差将控制在2V以下，在芯片通常的5V以下工作电压的允许范围内。电压与电流隔离的接入方法，特别适合要求两个以上电流回路测量的应用场合，如两相表、三相三线表和三相四线表等。

互感器的缺点是：体积大、成本高、抗过载能力弱，可测量信号的频率范围一般不超过2.5kHz，尤其是二次侧电流测量回路不能开路，否则会产生极高的电压而损坏测量电路！

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述存在的问题，提供一种电流互感器，既具有锰铜分流器的低成本特性，又具有互感器类似的电流回路与电压回路的分离，有利于大幅度减轻三相智能电表的体积和重量，降低成本。

本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成的，

电流互感器，它包括传感头、导流条和C形磁轭，其中，

传感头，其输出端连接电流采样电路；

导流条，穿过C形磁轭，其两端分别连接火线进线端和火线出线端，用于通电后在C形磁轭靠近开口端一侧产生交变磁场；

C形磁轭，所述传感头通过C形磁轭的开口端插入，使C形磁轭完全覆盖所述传感头，所述交变磁场在所述传感头输出端感应出电动势。

所述C形磁轭的开口端内插有与其开口方向相同的C形绝缘片，所述传感头插入C形绝缘片的开口端，使C形磁轭和C形绝缘片完全覆盖所述传感头；所述导流条从C形磁轭和C形绝缘片所围空腔内穿过。

所述传感头为一采用导线均匀缠绕形成的空心螺线管，该空心螺线管两端连接所述电流采样电路。

所述空心螺线管的内径为0.5-1.5mm，缠绕匝数为1-10匝。

所述空心螺线管以嵌入方式固定于所述电流采样电路所在的PCB板上。

所述传感头为直接印刷于所述电流采样电路所在PCB板上的平面螺旋式或平面多边形螺旋式PCB型空心线圈。

所述PCB型空心线圈匝数为3匝，内径0.5-2mm，外径4.5mm。

所述导流条包括顺序相连形成U形的进线端连接段、感应段、出线端连接段；其中进线端连接段连接火线进线端，出线端连接段连接火线出线端，感应段穿过所述C形磁轭，使得所述C形磁轭至少覆盖部分感应段，形成导流条与C形磁轭相互勾拉的布置状态。

所述C形磁轭采用波莫合金、微晶合金或硅钢片制成。