CN209418293U - 一种高精度开口互感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及互感器技术领域，尤其是一种高精度开口互感器，包括塑料盒、塑料盖、一号磁芯、二号磁芯、三号磁芯、四号磁芯、次级线圈和初级引线，其中一号磁芯、二号磁芯、三号磁芯和四号磁芯均为半圆环结构，一号磁芯和二号磁芯并排设置在塑料盒内部，三号磁芯和四号磁芯并排设置在塑料盖内部，在塑料盒和塑料盖配合时，一号磁芯和三号磁芯配合形成一个圆环形结构的磁芯，二号磁芯和四号磁芯配合也形成一个圆环形结构的磁芯。本实用新型所得到的一种高精度开口互感器，能有效实现双磁芯磁分路电势补偿，有效控制误差，使误差控制在0.5％以内，相位差线性控制在2分以内。

Description

一种高精度开口互感器

技术领域

本实用新型涉及互感器技术领域，尤其是一种高精度开口互感器。

背景技术

现有技术中，当电流为2％Ib-Imax时，常规的电流互感器由于磁芯的非线性，小电流(2％Ib、5％Ib)与大电流(Imax)误差很大，并且误差变化也很大，导致表计计量误差很大。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述技术的不足而提供一种高精度开口互感器，能实现双磁芯磁分路电势补偿以降低测量误差。

为了达到上述目的，本实用新型所设计的一种高精度开口互感器，包括塑料盒、塑料盖、一号磁芯、二号磁芯、三号磁芯、四号磁芯、次级线圈和初级引线，其中一号磁芯、二号磁芯、三号磁芯和四号磁芯均为半圆环结构，一号磁芯和二号磁芯并排设置在塑料盒内部，三号磁芯和四号磁芯并排设置在塑料盖内部，在塑料盒和塑料盖配合时，一号磁芯和三号磁芯配合形成一个圆环形结构的磁芯，二号磁芯和四号磁芯配合也形成一个圆环形结构的磁芯，所述次级线圈的形式为两种，其中第一种形式为：包括设置在一号磁芯、二号磁芯、三号磁芯和四号磁芯上的四个绕阻，一号磁芯上的绕阻的头部与三号磁芯上的绕阻的头部连接后作为其中一条次级引线，一号磁芯上的绕阻的尾部与二号磁芯上的绕阻的头部连接，三号磁芯上的绕阻的尾部与四号磁芯上的绕阻的头部连接，二号磁芯上的绕阻的尾部与四号磁芯上的绕阻的尾部连接后作为另一条次级引线；次级线圈的第二种形式为：包括分别设置在一号磁芯、二号磁芯上的两个绕阻，一号磁芯上的两个绕阻并联设置，二号磁芯上的两个绕阻并联设置，一号磁芯上两个绕阻的头部连接后作为其中一条次级引线，一号磁芯上的两个绕阻的尾部分别与二号磁芯上的两个绕阻的头部对应连接，二号磁芯上的两个绕阻的尾部连接后作为另一条次级引线。

上述技术方案中，在塑料盒、塑料盖内部设置四个半圆环结构的磁芯，并在塑料盒、塑料盖配合之后四个半圆环结构的磁芯形成两个圆环形的磁芯，在并在磁芯上绕设绕阻形成次级线圈，一号磁芯、二号磁芯、三号磁芯、四号磁芯上的绕阻通过合理的结构设计，能有效实现磁分路电势的补偿，从而可降低测量误差。用圆形磁芯(比常规矩形磁芯磁路更短，性能更好)对称切开后，用一半磁芯装于塑料盒内，绕次级线圈(绕线方式和原理如图1、图2和图3)，再将切开的磁芯切面紧密贴合在一起，因为磁芯切开后性能会下降很多，所以采用双磁芯磁分路电势补偿方式，使误差控制在0.5％以内，相位差线性控制在2分以内。

在塑料盒内设置有用于固定一号磁芯和二号磁芯的磁芯固定架和绕阻固定盖，所述的一号磁芯和二号磁芯设置在磁芯固定架和绕阻固定盖之间，在塑料盖的内部设置有弹片和磁芯固定盖，所述的三号磁芯和四号磁芯设置在弹片和磁芯固定盖之间，在塑料盒与塑料盖配合时，弹片将三号磁芯和四号磁芯压向一号磁芯和二号磁芯。在弹片的作用下，三号磁芯、四号磁芯的受力更加稳定，使得其与一号磁芯、二号磁芯贴合更加牢固，具有更良好的抗疲劳强度，长期受力变形后仍然能恢复原始形状，大大提高了使用寿命。

当次级线圈为第二种形式时，将绕阻分别绕设在一号磁芯、二号磁芯外部的磁芯固定架上，一号磁芯、二号磁芯分别穿设在磁芯固定架内部。次级线圈绕于磁芯固定架上，两半磁芯贴合时的压力完全作用于磁芯固定架(常规开口互感器作用于次级线圈)，而次级线圈处于悬空状态，并不受力，这也保证了互感器误差的稳定性。

在两条次级引线之间设置有双向稳压管，双向稳压管位于塑料盒内部。次级引线之间并联双向稳压管，不仅保证了互感器在开路状态下的安全性，而且不影响其性能。

塑料盖与塑料盒之间的其中一个侧壁通过销轴连接，相对的另一个侧壁之间通过卡扣连接。

本实用新型所得到的一种高精度开口互感器，能有效实现双磁芯磁分路电势补偿，有效控制误差，使误差控制在0.5％以内，相位差线性控制在2分以内。

附图说明

图1为本实用新型的第一种绕阻方式示意图；

图2为本实用新型的原理示意图1；

图3为本实用新型的原理示意图2；

图4为本实用新型的电流方向示意图；

图5为本实用新型的打开状态主视图；

图6为本实用新型的打开状态侧视图；

图7为本实用新型的闭合状态示意图。

具体实施方式

下面通过实施例结合附图对本实用新型作进一步的描述。

实施例1：

如图5、图6、图7所示，本实施例描述的一种高精度开口互感器，包括塑料盒1、塑料盖2、一号磁芯3、二号磁芯4、三号磁芯5、四号磁芯6、次级线圈11和初级引线，其中一号磁芯3、二号磁芯4、三号磁芯5和四号磁芯6均为半圆环结构，一号磁芯3和二号磁芯4并排设置在塑料盒1内部，三号磁芯5和四号磁芯6并排设置在塑料盖2内部，在塑料盒1和塑料盖2配合时，一号磁芯3和三号磁芯5配合形成一个圆环形结构的磁芯，二号磁芯4和四号磁芯6配合也形成一个圆环形结构的磁芯，次级线圈11的第二种形式为：包括分别设置在一号磁芯3、二号磁芯4上的两个绕阻，一号磁芯3上的两个绕阻并联设置，二号磁芯4上的两个绕阻并联设置，一号磁芯3上两个绕阻的头部连接后作为其中一条次级引线13，一号磁芯3上的两个绕阻的尾部分别与二号磁芯4上的两个绕阻的头部对应连接，二号磁芯4上的两个绕阻的尾部连接后作为另一条次级引线13。

在塑料盒1内设置有用于固定一号磁芯3和二号磁芯4的磁芯固定架7和绕阻固定盖8，所述的一号磁芯3和二号磁芯4设置在磁芯固定架7和绕阻固定盖8之间，在塑料盖2的内部设置有弹片10和磁芯固定盖9，所述的三号磁芯5和四号磁芯6设置在弹片10和磁芯固定盖9之间，在塑料盒1与塑料盖2配合时，弹片10将三号磁芯5和四号磁芯6压向一号磁芯3和二号磁芯4。当次级线圈11为第二种形式时，将绕阻分别绕设在一号磁芯3、二号磁芯4外部的磁芯固定架7上，一号磁芯3、二号磁芯4分别穿设在磁芯固定架7内部。

在两条次级引线13之间设置有双向稳压管12，双向稳压管12位于塑料盒1内部。塑料盖2与塑料盒1之间的其中一个侧壁通过销轴连接，相对的另一个侧壁之间通过卡扣连接。

补偿原理：

由磁动势平衡方程，按如图4电流方向，有如下：

1#磁芯：I₁N₁-I₂₂N₂-I₂₁N₂＝I₁N₁-I₂N₂＝I₀₁N₁ ①

2#磁芯：I₁N₁-I₂₂N₃-I₂₁N₄＝I₀₂N₁ ②

式中，I₀₁为1#磁芯的励磁电流，I₀₂为2#磁芯的励磁电流，均很小，近似为0。

①、②得

I₂N₂≈I₂₂N₃+I₂₁N₄ ③

二由KVL定律，有如下：

回路1：E₂+E₃＝I₂₂(r₂+r₃)+I₂r_b ④

回路2：E₂+E₄＝I₂₁(r₂+r₄)+I₂r_b ⑤

式中，E₂、E₂’为1#磁芯的励磁电流在N₂中产生的感应电动势，

E₃为2#磁芯的励磁电流在N₃中产生的感应电动势，

E₄为2#磁芯的励磁电流在N₄中产生的感应电动势。

当N₂达到零输出误差(1#磁芯达到零磁通状态)时，有

E₂＝E₂’≈0 ⑥

2#磁芯上的N₃、N₄构成一个变压器，满足

将⑥、⑦带入④、⑤，得

将I₂₂＝I₂-I₂₁代入③，得

I₂N₂≈(I₂-I₂₁)N₃+I₂₁N₄，两端除以I₂

将I₂₂＝I₂-I₂₁代入⑧，两端除以I₂，得

为了生产的便捷以及达到补偿的最佳效果，1#磁芯采取双线并绕，达到N2＝N2’，并且，我们设定N2＝N3，这样，有以下关系式

技术要求：

1、本产品符合JB/T10665-2016微型电流互感器0.1级要求；

2、互感器磁芯选用经特殊热处理工艺后的1K107纳米晶合金，磁芯表面通过涂装工艺，增加一层绝缘保护层；

3、磁芯使用专门的磁芯切割机切割；

4、一次输入2％Ib～Imax时，比值差≤±0.5％，相位差＜±4'；

一次输入2％Ib～Imax时，相位差变化量＜±2'。

Claims (5)

1.一种高精度开口互感器，其特征是：包括塑料盒、塑料盖、一号磁芯、二号磁芯、三号磁芯、四号磁芯、次级线圈和初级引线，其中一号磁芯、二号磁芯、三号磁芯和四号磁芯均为半圆环结构，一号磁芯和二号磁芯并排设置在塑料盒内部，三号磁芯和四号磁芯并排设置在塑料盖内部，在塑料盒和塑料盖配合时，一号磁芯和三号磁芯配合形成一个圆环形结构的磁芯，二号磁芯和四号磁芯配合也形成一个圆环形结构的磁芯，所述次级线圈的形式为两种，其中第一种形式为：包括设置在一号磁芯、二号磁芯、三号磁芯和四号磁芯上的四个绕阻，一号磁芯上的绕阻的头部与三号磁芯上的绕阻的头部连接后作为其中一条次级引线，一号磁芯上的绕阻的尾部与二号磁芯上的绕阻的头部连接，三号磁芯上的绕阻的尾部与四号磁芯上的绕阻的头部连接，二号磁芯上的绕阻的尾部与四号磁芯上的绕阻的尾部连接后作为另一条次级引线；次级线圈的第二种形式为：包括分别设置在一号磁芯、二号磁芯上的两个绕阻，一号磁芯上的两个绕阻并联设置，二号磁芯上的两个绕阻并联设置，一号磁芯上两个绕阻的头部连接后作为其中一条次级引线，一号磁芯上的两个绕阻的尾部分别与二号磁芯上的两个绕阻的头部对应连接，二号磁芯上的两个绕阻的尾部连接后作为另一条次级引线。

2.根据权利要求1所述的一种高精度开口互感器，其特征是：在塑料盒内设置有用于固定一号磁芯和二号磁芯的磁芯固定架和绕阻固定盖，所述的一号磁芯和二号磁芯设置在磁芯固定架和绕阻固定盖之间，在塑料盖的内部设置有弹片和磁芯固定盖，所述的三号磁芯和四号磁芯设置在弹片和磁芯固定盖之间，在塑料盒与塑料盖配合时，弹片将三号磁芯和四号磁芯压向一号磁芯和二号磁芯。

3.根据权利要求2所述的一种高精度开口互感器，其特征是：当次级线圈为第二种形式时，将绕阻分别绕设在一号磁芯、二号磁芯外部的磁芯固定架上，一号磁芯、二号磁芯分别穿设在磁芯固定架内部。

4.根据权利要求1或2所述的一种高精度开口互感器，其特征是：在两条次级引线之间设置有双向稳压管，双向稳压管位于塑料盒内部。

5.根据权利要求3所述的一种高精度开口互感器，其特征是：塑料盖与塑料盒之间的其中一个侧壁通过销轴连接，相对的另一个侧壁之间通过卡扣连接。