[其他]二次电流下测误差的测量用大电流互感器

说明书

本发明属于大电流互感器。

一般电流互感器的误差都是通过与相同电流比的标准电流互感器进行比较而测定的。因此在测定大电流互感器的误差时，除了需要相同电流比的标准大电流互感器外，还需要单相大电流电源。对于2千安到100千安的电流互感器，其电源容量约为5～10000千伏安;另一方面几十千安大电流互感器的安匝数大，如果按一般电流互感器进行误差计算，那么互感器的误差是比较小的。但是大电流互感器的一次绕组一般均由汇流排构成，无法保证它对互感器的铁心是均匀分布的。而且大电流互感器都是三相运行的，邻相大电流互感器将产生大的电磁场。一次绕组的不均匀分布和邻相大电流互感器产生的外界电磁场都可能使大电流互感器的铁心产生局部饱和，从而使大电流互感器的误差显著增大。

国际电工委员会IEC推荐标准，出版物185“电流互感器”第一版，1966年，208页中对于确定保护用电流互感器准确限值系数，提出间接测复合误差的方法，即对于环形铁心二次绕组均匀分布且一次导线回路的影响可略去不计的保护用电流互感器，将一次绕组开路，以额定频率且实际上正弦波的电压施加于二次绕组，其电压有效值应等于二次极限感应电势，测出这时的激磁电流值。算出激磁电流对额定二次电流与准确值系数乘值的比值，并以百分数表示，就是复合误差，不应超过5%或10%。

本发明就是为了解决测量用大电流互感器铁心不产生局部饱和，以保证其准确度和简便测量大电流互感器的误差而设计的。

在小电流下测误差的测量用大电流互感器的结构是，在电流互感器的环形铁心（一般用冷轧硅钢带）上，先均匀绕制补偿绕组N_B，其匝数等于二次绕组N₂，即N_B＝N₂。然后在铁心的内周、外周和两边各加上一块环形铁心（见图1），共四块铁心组成磁屏蔽。最后在四块铁心外面均匀绕制二次绕组N₂，其匝数由电流比Kⁿ确定：

N₂＝Kⁿ（1）

N_B和N₂并联联接，组成新的二次绕组，一次绕组为穿心汇流排。

这种电流互感器在工作时，由于二次绕组在环形铁心上均匀绕制，漏抗近似等于零，可以略去不计。二次绕组与补偿绕组并联，二次绕组上的电阻压降₂R₂由两绕组在屏蔽铁心上产生的感应电势供电，屏蔽铁心的励磁电流_B（相当于由一次绕组、补偿绕组和屏蔽铁心组成的电流互感器的误差电流），通过补偿绕组产生电阻压降_BR_B，由于I_B＜＜I₂（I_B/I₂的数量级为10^-3），尽管R_B＞R₂（一般R_B＜10R₂），压降I_BR_B＜＜I₂R₂。一般电流互感器的二次感应电势₂等于二次电流₂和二次总阻抗Z_O2的乘积，₂＝₂Z_O2＝₂（R₂+Z），其中Z为外接阻抗，二次绕组漏抗X₂≈0不计，而在小电流下测误差的大电流互感器的二次感应电势：

₂=_BR_B+₂z≈₂z（因为_BR_B＜＜₂z），即二次感应电势直接由外接阻抗压降决定，且由绕在互感器的铁心（即主铁心）上的二次绕组N₂提供。因此，这种大电流互感器的误差，仅决定于主铁心的励磁电流_O。由于屏蔽铁心的存在使汇流排分布不均匀和外界磁场对互感器铁心的影响均为屏蔽铁心所屏蔽，主铁心不会产生局部饱和，而屏蔽铁心励磁电流_B的局部变化对互感器误差的影响很小，可以略去不计。因此，这种大电流互感器的准确度由本身二次绕组和主铁心决定，当磁屏蔽厚度足够时基本上不受一次绕组和外界磁场的影响。