CN101051556A - 抗干扰互感线圈 - Google Patents

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CN101051556A CN 200710079883 CN200710079883A CN101051556A CN 101051556 A CN101051556 A CN 101051556A CN 200710079883 CN200710079883 CN 200710079883 CN 200710079883 A CN200710079883 A CN 200710079883A CN 101051556 A CN101051556 A CN 101051556A
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陆文俊
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PUDONG JINSHENG MUTUAL INDUCTOR FACTORY SHANGHAI
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Abstract

抗干扰互感线圈用于电流采样，把交流电流变成交流电压，广泛用于电气测量领域。由于采用圆形横截面的非金属镯环作为互感线圈的骨架，并且次级绕组为顺时针方向和逆时针方向交替排绕成偶数层的无定向结构，所以理论上其互感电势与初级电流中的直流无关，并且不受外界交、直流磁场干扰。因此，可广泛用于外磁场干扰很强的电测领域。初级绕组与次级绕组之间的静电屏蔽可以消除容性泄漏的影响，所以可以用于载流导线处于较高电压的电流—电压变换。

Description

抗干扰互感线圈
                                技术领域
本发明涉及一种互感线圈，能把交流电流变成交流电压，因此可广泛用于电气测量领域。譬如，电子式电能表中可应用互感线圈作为电流取样元件。
                                背景技术
交流电流的测量通常用电流互感器，其优点是准确度高、性能稳定，缺点是被测信号中不能或只允许具有很小的直流成分，也不能把它置于恒定磁场中，否则，互感器的铁心被偏磁磁化，导致互感器误差增大。
互感线圈可克服直流磁化的影响，因为它没有铁心，而直流激励又不产生感应电势。
同一平面中的两个同心圆线圈就是一种互感线圈，已应用于电子式电能表中，其缺点是易受外界交变磁场干扰，所以必须加磁屏蔽。
把由高磁导率的软磁材料做成的铁心开一个气隙，在气隙中插入一个绕在长方形骨架上的线圈作为互感线圈的次级绕组，绕在铁心上的线圈或穿心一匝就是互感线圈的初级绕组。只要使气隙有足够的宽度，就能保证互感量是与被测电流大小无关的恒定量。这种互感线圈可以在很大程度上克服直流磁化以及外磁场干扰的影响，它已应用于电子式电能表中。其缺点是成本高，工艺复杂。
罗格夫斯基(роговский)线圈又是一种互感线圈，它原本是被用来测量磁势的，所以称磁位器。但当它成闭合回路时，也可以测量电流。其结构是在截面为窄长方形的闭合带条上绕制偶数层导线匝作为互感线圈的次级绕组，其感应电势与激磁安匝成正比。它的缺点是易受外界交变磁场干扰。
                                    发明内容
(1)本发明所述的抗干扰互感线圈其特征在于：互感线圈的骨架是一个非金属镯环，与镯环轴线在同一平面中的镯环横截面为圆形。
(2)所述抗干扰互感线圈其特征在于：互感线圈次级绕组为无定向结构。即：用QZ型或QA型漆包线以顺时针方向(或逆时针方向)排绕一周，作为次级绕组的第一层，然后以逆时针方向(或顺时针方向)排绕一周，作为次级绕组的第二层，依次交替绕制，所以，次级绕组为偶数层。
(3)所述抗干扰互感线圈其特征在于：在互感线圈初级绕组和次级绕组之间设置一层静电屏蔽，并用导线与屏蔽在电气上相连，导线接至屏蔽所需的电位。用导体或半导体材料作屏蔽，在电气上，屏蔽不可成短路环。
(4)所述抗干扰互感线圈其特征在于：用软磁材料(如纯铁、马口铁、坡莫合金等)作为包裹互感线圈的外层磁屏蔽。
本发明所述的抗干扰互感线圈由于采用圆形横截面的非金属镯环作为互感线圈的骨架，并且次级绕组为无定向结构，所以理论上其互感电势与初级电流中的直流无关，并且不受外界交、直流磁场干扰，因此，可广泛用于外磁场干扰很强的电气测量领域。静电屏蔽可以隔断处于高压的初级绕组对处于低压的次级绕组的容性泄漏，使容性泄漏流入后续电路的参考电位点，所以泄漏不引人误差。包裹互感线圈外层的磁屏蔽通常是不需要的，只有当骨架形状和绕线工艺有缺陷并且交流外磁场干扰非常大时，才需考虑加外层磁屏蔽。
                                    具体实施方式
实施例1，现有镯环形非金属骨架，内径φ20，外径φ50，镯环横截面圆的直径为φ15，用QZ-1，0.1导线无定向绕制5000匝作为次级绕组，共10层，初级为穿心一匝，其互感为12.6μH。当初级通以120A的工频电流并叠加30A的直流电流时，其感应电压为475mV的工频电压，无直流成分。把线圈置于频率为50Hz、0.5mT的磁场中时，其感应电压仅为0.11mV，所以不需加外层磁屏蔽。初级绕组与次级绕组间的电位差为480伏，电容为15pF，所以容性泄漏为2.26μA。该电流在次级绕组和滤波网络上的压降为4.75mV，为感应电压的1％，所以需加静电屏蔽，并把连接屏蔽的导线接至电路的参考电位点。

Claims (5)

1.一种抗干扰互感线圈，其特征在于：互感线圈的骨架是一个非金属镯环，与镯环轴线在同一平面中的镯环横截面为圆形。互感线圈次级绕组为无定向结构。即：用QZ型或QA型漆包线以顺时针方向(或逆时针方向)排绕一周，作为次级绕组的第一层，然后以逆时针方向(或顺时针方向)排绕一周，作为次级绕组的第二层，依次交替绕制，所以，次级绕组为偶数层。用软磁材料(如纯铁、马口铁、坡莫合金等)作为包裹互感线圈的外层磁屏蔽。
2.如权利要求1所述的抗干扰互感线圈，其特征在于互感线圈的骨架是一个非金属镯环，与镯环轴线在同一平面中的镯环横截面为圆形。
3.如权利要求1所述的抗干扰互感线圈，其特征在于互感线圈次级绕组为无定向结构。即：用QZ型或QA型漆包线以顺时针方向(或逆时针方向)排绕一周，作为次级绕组的第一层，然后以逆时针方向(或顺时针方向)排绕一周，作为次级绕组的第二层，依次交替绕制，所以，次级绕组为偶数层。
4.如权利要求1所述的抗干扰互感线圈，其特征在于在互感线圈初级绕组和次级绕组之间设置一层静电屏蔽，并用导线与屏蔽在电气上相连，导线接至屏蔽所需的电位。用导体或半导体材料作屏蔽，在电气上，屏蔽不可成短路环。
5.如权利要求1所述的抗干扰互感线圈，其特征在于用软磁材料(如纯铁、马口铁、坡莫合金等)作为包裹互感线圈的外层磁屏蔽。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101299381B (zh) * 2008-03-14 2010-07-14 中国航天科技集团公司第五研究院第五一四研究所 一种互感器的绕制方法及其产品
CN104215808A (zh) * 2013-05-31 2014-12-17 西门子公司 一种用于测量交流电流的分流器

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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20071010