CN105675947A - 一种多盘感应分流器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多盘感应分流器，所述感应分流器由感应分流元件依次级联组成，依次级联组成所述感应分流器的每级感应分流元件具有两盘结构；依次级联的最初的两级感应分流元件为双级结构感应分流元件，其第三级和第三级以后感应分流元件为单级结构感应分流元件、或双级结构感应分流元件中的任意一种感应分流元件；所述双级结构感应分流元件的铁心由主铁心和屏蔽铁心组成，所述单级结构的感应分流元件由单个主铁心组成，所述铁心由高磁导率材料制作。这种多盘感应分流器改善了单盘感应分流器量程小的问题，解决了现有多盘感应分流器精度低的问题，同时大大提高多盘感应分流器带负载能力，也降低了电流互感器检定系统的复杂性和成本。

Description

一种多盘感应分流器

技术领域：

本发明涉及一种分流器，具体讲涉及一种多盘感应分流器。

背景技术：

交流输变电技术的发展，人们对工频电流的测量与计量不论在量程上还是在准确度上都提出越来越高的要求，最早的工频电流计量器具是大电流电阻，习惯上称为分流器，到目前为止，分流器仍用于计量工频电流，电阻式分流器的优点是结构简单，准确度高，但这种分流器在大电流下使用时会强烈发热，一方面使电阻的阻值变化，另一方面消耗大量能源。

随着技术的发展，基于变压器原理的电流互感器普遍取代了原始的电阻式分流器，特别是新型铁磁材料如热轧和冷轧硅钢片、铁镍合金、铁基非晶、微晶材料的发明和使用，使分流器的体积不断缩小，准确度不断提高。

感应式分流器的种类很多，常用的感应式分流器包括单盘感应分流器和多盘感应分流器；现有的单盘感应分流器为自耦电流互感器结构，一般做成十进位，最简单的单盘感应分流器由一个环形铁心和绕在铁心上十段匝数相等的绕组组成，单盘感应分流器在使用时需要反复置换接线端子，且单盘感应分流器仅能覆盖1:1到10:1的电流比率范围，不能提供上述电流比率范围以外的某些特殊的电流比。电流比少制约了单盘感应分流器的量程传递与扩展。如果设置电流比过多，则单个感应分流器的尺寸难以得到控制，成本也会大大增加，而且某些电流比还不能够覆盖，单盘感应分流器量程小等问题限制了其应用。

现有的多盘感应分流器由多级感应分流元件级联组成，各级感应分流元件为铁心由主铁心组成的单级结构，带负载能力不强，也没有磁屏蔽来减少磁性误差，每级感应分流元件的误差较大。且各级感应分流元件之间直接相连，会产生附加误差，精度比较低。

发明内容：

为了克服现有技术中所存在的上述不足，本发明提供一种多盘感应分流器。

本发明提供的技术方案是：一种多盘感应分流器，其改进之处在于：所述感应分流器由感应分流元件依次级联组成，依次级联组成所述感应分流器的每级感应分流元件具有两盘结构；依次级联的最初的两级感应分流元件为双级结构感应分流元件，其第三级和第三级以后感应分流元件为单级结构感应分流元件、或双级结构感应分流元件中的任意一种感应分流元件；所述双级结构感应分流元件的铁心由主铁心和屏蔽铁心组成，所述单级结构的感应分流元件由单个主铁心组成，所述铁心由高磁导率材料制作。

优选的，所述双级结构感应分流元件包括主铁心I、屏蔽铁心II、比例绕组W2、比例绕组W3、补偿绕组W1和连耦绕组W4；

所述主铁心I同轴安装在所述屏蔽铁心II内；所述补偿绕组W1均匀绕制在所述主铁心I上，所述连耦绕组W4、所述比例绕组W2、所述比例绕组W3依次均匀绕制在所述屏蔽铁心II上。

进一步，所述补偿绕组W1的匝数与所述比例绕组W2的匝数相等。

进一步，所述比例绕组W2和比例绕组W3分别由十段绕组依次绕制形成，所述十段绕组依次连接，并在连接端引出作为抽头连接端的接线；所述比例绕组W2和所述比例绕组W3的两端引出接线作为抽头连接端。

进一步，所述比例绕组W3的匝数为所述比例绕组W2的匝数的十分之一。

进一步，每个比例绕组对应设有一个多位拨盘开关。

优选的，所述单级结构感应分流元件包括圆环状主铁心I′、依次绕制在所述主铁心I′上的比例绕组W5、比例绕组W6以及连耦绕组W7。

进一步，所述比例绕组W6的匝数为所述比例绕组W5匝数的十分之一。

进一步，所述比例绕组W6和所述比例绕组W5分别由十段绕组依次绕制形成，所述十段绕组依次连接，并在连接端引出接线作为抽头连接端；所述比例绕组W5和所述比例绕组W6的两端引出接线作为抽头连接端。

优选的，当所述感应分流器的最后一级感应分流元件为单级结构感应分流元件时，所述最后一级感应分流元件的比例绕组W6为一次电流的输入绕组；

当所述感应分流器的最后一级感应分流元件为双级结构感应分流元件时，所述最后一级感应分流元件的比例绕组W3为一次电流输入绕组；

所述感应分流器的最初一级感应分流元件的补偿绕组W1与比例绕组W2的并联绕组为二次电流输出绕组。

进一步，所述比例绕组W3两端通过所述比例绕组W2的多位拨盘开关分别与所述比例绕组W2的十段绕组中的任意一段绕组两端对应连接；

所述比例绕组W2两端分别与补偿绕组W1两端对应连接。

进一步，当所述双级结构感应分流元件不为所述感应分流器的最后一级感应分流元件时，所述连耦绕组W4两端通过所述比例绕组W3的多位拨盘开关分别与所述比例绕组W3的十段绕组中的任意一段绕组两端对应连接；

当所述双级结构感应分流元件为所述感应分流器的最后一级感应分流元件时，不设置所述连耦绕组W4或所述连耦绕组W4两端悬空。

进一步，所述比例绕组W6两端通过所述比例绕组W5的多位拨盘开关分别与所述比例绕组W5的十段绕组中的任意一段绕组两端对应连接。

进一步，当所述单级结构感应分流元件不为所述感应分流器的最后一级感应分流元件时，所述连耦绕组W7两端通过所述比例绕组W6的多位拨盘开关分别与所述比例绕组W6的十段绕组中的任意一段绕组两端对应连接；

当所述单级结构感应分流元件为所述感应分流器的最后一级感应分流元件时，不设置所述连耦绕组W7或所述连耦绕组W7两端悬空。

优选的，若当前感应分流元件为双级结构感应分流元件，其下一级感应分流元件为双级结构感应分流元件，则当前感应分流元件的连耦绕组W4两端分别与其下一级感应分流元件的补偿绕组W1两端连接；

若当前感应分流元件为双级结构感应分流元件，其下一级感应分流元件为单级结构感应分流元件，则当前感应分流元件的连耦绕组W4两端分别与其下一级感应分流元件的比例绕组W5两端连接；

若当前感应分流元件为单级结构感应分流元件，其下一级感应分流元件为双级结构感应分流元件，则当前感应分流元件的连耦绕组W7两端分别与其下一级感应分流元件的补偿绕组W1两端连接；

若当前感应分流元件为单级结构感应分流元件，其下一级感应分流元件为单级结构感应分流元件，则当前感应分流元件的连耦绕组W7两端分别与其下一级感应分流元件的比例绕组W5两端连接。

和现有技术比，本发明提出的技术方案具有如下有益效果：

1)多盘感应分流器由三级或三级以上的感应分流元件组成，每级感应分流元件包括两个多位拨盘开关，带负载能力强，量程扩展效率高，测量不确定度小，结构简单实用性好；

2)多盘感应分流器的最初一级感应分流元件的屏蔽铁心采用内外两层磁屏蔽，增强了屏蔽效果，减少了磁性误差；

3)多盘感应分流器采用了双级结构感应分流元件，双级结构感应分流件的主铁心上绕制与屏蔽铁心上比例绕组相同匝数的补偿绕组，提高了感应分流器的精度；

4)各级感应分流件均没有带负载，避免了由于负载带来的附加误差，提高了多盘感应分流器的测量准确度；

5)每盘比例绕组均对应设置有一个多位拨盘开关，通过多位拨盘开关可以设置不同电流倍率，可连续改变电流比率，操作简单方便。

附图说明：

图1为包括三级感应分流元件且最后一级为单级结构的多盘感应分流器结构原理图；

图2为包括三级感应分流元件且最后一级为双级结构的多盘感应分流器结构原理图；

图3为包括四级感应分流元件且第三级为单级结构最后一级为单级结构的多盘感应分流器结构原理图；

图4为包括四级感应分流元件且第三级为单级结构最后一级为双级结构的多盘感应分流器结构原理图；

图5为多位拨盘开关的结构原理图。

具体实施方式：

为了更好地理解本发明，下面结合说明书附图和实例对本发明的内容做进一步的说明。

本发明提供的多盘感应分流器由三级或三级以上的感应分流元件组成；每级感应分流元件具有两盘结构，每盘比例绕组均对应设置有一个多位拨盘开关。

多盘感应分流器的第一级和第二级为双级结构感应分流元件，第三级和第三级以后感应分流元件为单级结构感应分流元件、或双级结构感应分流元件中的任意一种感应分流元件；双级结构感应分流元件的铁心由主铁心和屏蔽铁心组成，单级结构的感应分流元件由单个主铁心组成；主铁心和屏蔽铁心的材料均采用高磁导率材料制作。

图1给出了包括三级感应分流元件且最后一级为单级结构的多盘感应分流器结构原理图；

图1中第一级和第二级感应分流元件为双级结构，由主铁心Ⅰ、屏蔽铁心Ⅱ、比例绕组W2、补偿绕组W1、比例绕组W3和连耦绕组W4组成。

第一级分流元件的具体结构是：主铁心Ⅰ为圆环体，屏蔽铁心Ⅱ为带有屏蔽结构的圆环体，且包括内外两层磁屏蔽；主铁心Ⅰ同轴安装于屏蔽铁心Ⅱ内；主铁心Ⅰ上均匀绕制有补偿绕组W1，屏蔽铁心外依次绕制有连耦绕组W4、比例绕组W2和比例绕组W3；

比例绕组W2和比例绕组W3都是分十段绕组绕制形成，每相邻两段绕组之间设置一个抽头，包括头尾共有十一个抽头。其中比例绕组W3的总匝数为比例绕组W2的总匝数的十分之一，连耦绕组W4引出端接入下一级感应分流元件。

第二级感应分流元件与第一级类似，只是其屏蔽铁心采用的是单层圆环铁心；

第三级及第三级以后的感应分流元件可以为双级结构，也可以为单级结构。当为双级结构时，与第二级感应分流元件的结构相同；

单级结构的感应分流元件则是在主铁心Ⅰ上依次绕制比例绕组W5和比例绕组W6以及辅助绕组W7，其中比例绕组W6的总匝数为比例绕组W5的总匝数的十分之一。

图2给出了包括三级感应分流元件且最后一级为双级结构的多盘感应分流器结构原理图；

第二级感应分流元件的连耦绕组W4两端分别与第三级感应分流元件的补偿绕组W1两端连接，第三级感应分流元件补偿绕组W1两端分别与第二级感应分流元件的比例绕组W3中相邻的两个抽头连接。

图3给出了包括四级感应分流元件且第三级为单级结构最后一级为单级结构的多盘感应分流器结构原理图；

第三级感应分流元件的连耦绕组W7两端分别与第四级级感应分流元件的比例绕组W5两端的抽头连接，第三级感应分流元件的比例绕组W6中相邻的两个抽头分别与第四级感应分流元件的比例绕组W5两端的抽头连接。

图4给出了包括四级感应分流元件且第三级为单级结构最后一级为双级结构的多盘感应分流器结构原理图；

第三级感应分流元件的连耦绕组W7两端分别与第四级感应分流元件的补偿绕组W1两端的抽头连接，第三级感应分流元件的比例绕组W6中相邻的两个抽头分别与第四级感应分流元件的补偿绕组W1两端的抽头连接。

当最后一级感应分流元件为单级结构感应分流元件时，电流从最后一级感应分流元件的比例绕组W6输入，从第一级感应分流元件的补偿绕组W1输出；

当最后一级感应分流元件为双级结构感应分流元件时，电流从最后一级感应分流元件的比例绕组W3输入，从第一级感应分流元件的补偿绕组W1输出。

上下两级感应分流元件由连耦绕组联接，由于各分流件通过间接方式联接，因此能使得各级都没有带负载。通过转动比例绕组上对应的多位拨盘开关，能够方便得到所需的电流比。

以包括三级感应分流元件的六盘感应分流器为例(其中一盘指的是一个多位拨盘开关)说明多位拨盘开关的工作原理：

以附图1中的开关B_iB_i+1为例，如图5所示：

多位拨盘开关包括两层端口和旋转开关；第一层各端口与第二层各端口错开一位连接，通过旋转开关，开关输入端口B_i接于该盘分流器i抽头，而开关输入端口B_i+1接于该盘分流器i+1抽头，然后开关输出端口B₀B₁₀接于下一盘感分W₂绕组的输入端口A_iA_i+1。

当旋转开关处于零位时，输入B_i与触点0接通，输入B_i+1与触点1接通，旋转开关波动9次时，输入B_i与触点9接通，输入B_i+1与触点10接通，即旋转开关拨动i次时，输入B_i与触点i接通，输入B_i+1与触点i+1接通。

如此，通过波动多位拨盘开关B_iB_i+1,可以选择连接比例绕组的不同抽头，从而改变该比例绕组的电流比率。每级感应分流元件的调节细度可达到10^-2；采用三级感应分流元件时可达到10^-6的调节细度。

以附图1为例，下面给出了多盘感应分流器的具体参数：多盘感应分流器的额定电流为5A。

第一级感应分流元件的主铁心Ⅰ的尺寸：φ120/100-15。第一级感应分流元件的屏蔽铁心Ⅱ的尺寸：铁心Ⅱ由内外两层磁屏蔽组成。内磁屏的尺寸：φ138/128－25；φ92/82－25；φ138/82－1.0；φ138/82－1.0。外磁屏的尺寸：φ148/139－40；φ81/72－40；φ148/72－1.0；φ148/72－1.0。补偿绕组W1：800匝；比例绕组W2：每段80匝，10段共800匝；比例绕组W3：每段8匝，10段共80匝；连耦绕组W4：8匝。

第二级感应分流元件的主铁心Ⅰ的尺寸：φ60/50-20。第二级感应分流元件的屏蔽铁心Ⅱ的尺寸：φ93/63－35。补偿绕组W1：500匝；比例绕组W2：每段50匝，10段共500匝；比例绕组W3：每段5匝，10段共50匝；连耦绕组W4：5匝。

第三级感应分流元件的主铁心Ⅰ′的尺寸：φ50/20－15。比例绕组W5：每段30匝，10段共300匝。比例绕组W6：每段3匝，10段共30匝。

以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均在申请待批的本发明的权利要求范围之内。

Claims (15)

1.一种多盘感应分流器，其特征在于：所述感应分流器由感应分流元件依次级联组成，依次级联组成所述感应分流器的每级感应分流元件具有两盘结构；依次级联的最初的两级感应分流元件为双级结构感应分流元件，其第三级和第三级以后感应分流元件为单级结构感应分流元件、或双级结构感应分流元件中的任意一种感应分流元件；所述双级结构感应分流元件的铁心由主铁心和屏蔽铁心组成，所述单级结构的感应分流元件由单个主铁心组成，所述铁心由高磁导率材料制作。

2.如权利要求1所述的一种多盘感应分流器，其特征在于：

所述双级结构感应分流元件包括主铁心I、屏蔽铁心II、比例绕组W2、比例绕组W3、补偿绕组W1和连耦绕组W4；

所述主铁心I同轴安装在所述屏蔽铁心II内；所述补偿绕组W1均匀绕制在所述主铁心I上，所述连耦绕组W4、所述比例绕组W2、所述比例绕组W3依次均匀绕制在所述屏蔽铁心II上。

3.如权利要求2所述的一种多盘感应分流器，其特征在于：

所述补偿绕组W1的匝数与所述比例绕组W2的匝数相等。

4.如权利要求3所述的一种多盘感应分流器，其特征在于：

所述比例绕组W2和比例绕组W3分别由十段绕组依次绕制形成，所述十段绕组依次连接，并在连接端引出作为抽头连接端的接线；所述比例绕组W2和所述比例绕组W3的两端引出接线作为抽头连接端。

5.如权利要求4所述的一种多盘感应分流器，其特征在于：

所述比例绕组W3的匝数为所述比例绕组W2的匝数的十分之一。

6.如权利要求5所述的一种多盘感应分流器，其特征在于：

每个比例绕组对应设有一个多位拨盘开关。

7.如权利要求1所述的一种多盘感应分流器，其特征在于：

所述单级结构感应分流元件包括圆环状主铁心I′、依次绕制在所述主铁心I′上的比例绕组W5、比例绕组W6以及连耦绕组W7。

8.如权利要求7所述的一种多盘感应分流器，其特征在于：

所述比例绕组W6的匝数为所述比例绕组W5匝数的十分之一。

9.如权利要求8所述的一种多盘感应分流器，其特征在于：

所述比例绕组W6和所述比例绕组W5分别由十段绕组依次绕制形成，所述十段绕组依次连接，并在连接端引出接线作为抽头连接端；所述比例绕组W5和所述比例绕组W6的两端引出接线作为抽头连接端。

10.如权利要求1所述的一种多盘感应分流器，其特征在于：

当所述感应分流器的最后一级感应分流元件为单级结构感应分流元件时，所述最后一级感应分流元件的比例绕组W6为一次电流的输入绕组；

当所述感应分流器的最后一级感应分流元件为双级结构感应分流元件时，所述最后一级感应分流元件的比例绕组W3为一次电流输入绕组；

所述感应分流器的最初一级感应分流元件的补偿绕组W1与比例绕组W2的并联绕组为二次电流输出绕组。

11.如权利要求2所述的一种多盘感应分流器，其特征在于：

所述比例绕组W3两端通过所述比例绕组W2的多位拨盘开关分别与所述比例绕组W2的十段绕组中的任意一段绕组两端对应连接；

所述比例绕组W2两端分别与补偿绕组W1两端对应连接。

12.如权利要求2所述的一种多盘感应分流器，其特征在于：

当所述双级结构感应分流元件不为所述感应分流器的最后一级感应分流元件时，所述连耦绕组W4两端通过所述比例绕组W3的多位拨盘开关分别与所述比例绕组W3的十段绕组中的任意一段绕组两端对应连接；

当所述双级结构感应分流元件为所述感应分流器的最后一级感应分流元件时，不设置所述连耦绕组W4或所述连耦绕组W4两端悬空。

13.如权利要求7所述的一种多盘感应分流器，其特征在于：

所述比例绕组W6两端通过所述比例绕组W5的多位拨盘开关分别与所述比例绕组W5的十段绕组中的任意一段绕组两端对应连接。

14.如权利要求7所述的一种多盘感应分流器，其特征在于：

当所述单级结构感应分流元件不为所述感应分流器的最后一级感应分流元件时，所述连耦绕组W7两端通过所述比例绕组W6的多位拨盘开关分别与所述比例绕组W6的十段绕组中的任意一段绕组两端对应连接；

当所述单级结构感应分流元件为所述感应分流器的最后一级感应分流元件时，不设置所述连耦绕组W7或所述连耦绕组W7两端悬空。

15.如权利要求1所述的一种多盘感应分流器，其特征在于：

若当前感应分流元件为双级结构感应分流元件，其下一级感应分流元件为双级结构感应分流元件，则当前感应分流元件的连耦绕组W4两端分别与其下一级感应分流元件的补偿绕组W1两端连接；

若当前感应分流元件为双级结构感应分流元件，其下一级感应分流元件为单级结构感应分流元件，则当前感应分流元件的连耦绕组W4两端分别与其下一级感应分流元件的比例绕组W5两端连接；

若当前感应分流元件为单级结构感应分流元件，其下一级感应分流元件为双级结构感应分流元件，则当前感应分流元件的连耦绕组W7两端分别与其下一级感应分流元件的补偿绕组W1两端连接；

若当前感应分流元件为单级结构感应分流元件，其下一级感应分流元件为单级结构感应分流元件，则当前感应分流元件的连耦绕组W7两端分别与其下一级感应分流元件的比例绕组W5两端连接。