CN115561695B - 三相电流互感器现场校验装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电流互感器技术领域，具体涉及一种三相电流互感器现场校验方法，该方法利用在现场被测三相电路上的一次取样电流互感器来获取标准二次电流，同时利用二次取样电流互感器及校验仪比例电流互感器来获取被测二次电流，然后利用三相互感器校验仪进行误差比较，实现现场工况下对正在工作的被测电流互感器进行校验。此外，本发明还提供了一种三相电流互感器现场校验装置。本发明的三相电流互感器现场校验装置及方法，完全复制了工作状态下的电磁干扰、工作波形、实际电能表负载、工作电流变化下的电流互感器的误差情况，且现场校验方法操作简单、测量准确，属于填补了国内空白的重要技术。

Description

三相电流互感器现场校验装置及方法

技术领域

本发明涉及电流互感器技术领域，具体涉及一种三相电流互感器现场校验装置及方法，尤其涉及一种针对现场工况条件下，三相电路上正在工作的电流互感器的校验装置及方法。

背景技术

在电力电路中，电流互感器作为计量器具，其准确度将直接影响到电能收费的公正。国家计量规程规定，需要对计量器具进行周期检定。周期检定常用的方法包括：将使用的电流互感器拆回，在实验室中进行检定；或者在现场对正在使用的电流互感器进行校验检定。

但目前由于没有针对现场工况条件下，对正在工作的电流互感器进行校验的标准电流互感器。因此，在该阶段常用的做法是将正在工作的电流互感器拆回实验室进行校验。因此，在该方式下，存在下列的缺陷：

（1）不能完全测试现场工况条件下的实际误差；

（2）无法测试三相电压作用下的实际电流互感器的误差；

（3）无法测试与三相电能表配合使用的实际误差。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种三相电流互感器现场校验装置，旨在克服目前无法针对现场工况条件下正在工作的电流互感器进行校验的的缺陷。

同时，本发明的另一目的在于提供一种三相电流互感器现场校验方法，旨在解决目前无法完全模拟现场工况条件下实际电流互感器的误差的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：

三相电流互感器现场校验方法，应用于现场使用的三相电路上，在此三相电路的每一相上，由被测电流互感器与三相电能表构成被测电流互感器的电流回路，基于此，该校验方法包括以下步骤：

（1）在三相电路上串接一次取样电流互感器，以获取被测电流互感器的标准二次电流，其中，所述一次取样电流互感器串接在被测电流互感器的前方，且一次取样电流互感器采用钳形标准电流互感器，准确级为0.05S级，同时该一次取样电流互感器的变流比与被测电流互感器相同；

（2）在被测电流互感器的电流回路上接入二次取样电流互感器，以获取被测电流互感器的采样被测二次电流，所述采样被测二次电流为三相电路工况下，被测电流互感器实际被测二次电流缩小n倍后采样获得；其中，二次取样电流互感器的准确级为0.05S级且二次取样电流互感器采用钳形标准电流互感器；

（3）将采样被测二次电流经校验仪比例电流互感器扩大n倍后，还原成三相电路工况下被测电流互感器的实际被测二次电流，其中，校验仪比例电流互感器的准确级为0.05S级；

（4）将标准二次电流与实际被测二次电流输入三相互感器校验仪的工作模块内，形成三相互感器校验仪的工作电流

，将标准二次电流与实际被测二次电流的差流/>

输入三相互感器校验仪的差流比较模块内，实现工作电流与差流的比较，得出/>

（%）的比值差和相位差，实现被测电流互感器的现场校验。

进一步的，所述校验仪比例电流互感器与二次取样电流互感器采用级联方式连接后接入至三相互感器校验仪中。

进一步的，所述钳形标准电流互感器为采用有源补偿方法达到零磁通的标准电流互感器，所述钳形标准电流互感器内置有补偿电流源。

优选地，所述钳形标准电流互感器的补偿方法，应用于整体呈钳形结构的标准电流互感器，所述钳形标准电流互感器包括：两个结构相同且对应设置后相铰接以实现开合的钳形单元、有源的放大补偿模块和分别切成两半的主铁芯与辅铁芯，所述主铁芯、辅铁芯上对应绕有检测绕组、辅助绕组，然后将绕有检测绕组、辅助绕组的主铁芯、辅铁芯合在一起后缠绕二次绕组，与此同时，所述钳形单元的上部为半圆环形钳形壳体，当两个钳形单元的上部闭合后，形成的空心区域用于穿过一次绕组，基于此，该补偿方法，包括以下步骤：

当一次绕组被测电流发生变化后，将在所述检测绕组中产生检测电势E_d，进而能够获取到检测绕组中的电流信号；

将获取的电流信号经有源的放大补偿模块多级放大后，将放大后的电流信号进行扩展输出后形成补偿电流，并将其补偿电流输入至所述辅助绕组中；

当产生的补偿电流满足以下公式（1）时，所述标准电流互感器将在主铁芯中达到零磁通，此时检测绕组上的电流为零，则标准电流互感器将没有误差；

式中，

为补偿电流，/>

为辅助绕组的匝数，/>

为励磁电流，/>

为一次绕组的匝数。

此外，本发明还提供了一种三相电流互感器现场校验装置，利用了上述所涉及的三相电流互感器现场校验方法，该校验装置包括：

一次取样电流互感器，接入至现场使用的被测三相电路上，以获取被测电流互感器的标准二次电流，其中，所述一次取样电流互感器串接在被测电流互感器的前方，且一次取样电流互感器采用钳形标准电流互感器，准确级为0.05S级，同时该一次取样电流互感器的变流比与被测电流互感器相同；

被测电流互感器，接入至现场使用的被测三相电路上，并与三相电能表构成被测电流互感器的电流回路；

二次取样电流互感器，卡接在被测电流互感器的电流回路中，以获取被测电流互感器的采样被测二次电流，所述采样被测二次电流为三相电路工况下，被测电流互感器实际被测二次电流缩小n倍后采样获得；其中，二次取样电流互感器的准确级为0.05S级且二次取样电流互感器采用钳形标准电流互感器；

三相互感器校验仪，准确级符合国家规程要求并具有校验仪比例电流互感器、工作电流模块和差流比较模块以及显示模块；其中，

所述校验仪比例电流互感器与二次取样电流互感器采用级联方式连接后，将采样被测二次电流扩大n倍后，还原成三相电路工况下被测电流互感器的实际被测二次电流；其中，所述校验仪比例电流互感器的准确级为0.05S；

所述工作电流模块，获取标准二次电流和实际被测二次电流，合成三相互感器校验仪的工作电流；

所述差流比较模块，同时获取校验仪工作电流以及标准二次电流和实际被测二次电流的差流后进行比较，得出被测电流互感器的误差即比值差和相位差；

显示模块，将获得的误差结果进行显示。

优选地，所述钳形标准电流互感器为采用有源补偿方法达到零磁通的标准电流互感器，所述钳形标准电流互感器整体呈钳形结构，包括两个结构相同且对应设置后相铰接以实现开合的钳形单元，所述钳形单元的上部为半圆环形钳形壳体，在每个所述钳形壳体内依次安装有半圆环形主铁芯和半圆环形辅铁芯，并在其每个所述半圆环形主铁芯、半圆环形辅铁芯上对应缠绕有检测绕组、辅助绕组，然后将绕有所述检测绕组、辅助绕组的半圆环形主铁芯、半圆环形辅铁芯合在一起后缠绕二次绕组；当两个钳形单元的上部闭合后，形成的空心区域用于穿过一次绕组，上述的检测绕组、辅助绕组以及二次绕组通过钳形壳体上的连接端子实现串接，同时，有源的放大补偿模块通过其引线与所述检测绕组、辅助绕组相连接，并将其二次绕组的引线伸出至所述钳形单元的下部，用于连接三相互感器校验仪。

更进一步的，所述半圆环形主铁芯、辅铁芯均由高导磁材料制成的圆环形铁芯沿中心线将铁芯等分切成两半获得，其中，所述主铁芯采用超微晶圆环铁芯，辅铁芯采用硅钢片材料圆环铁芯。

更优选地，所述检测绕组、辅助绕组、二次绕组均包含有两组，且分别均匀缠绕在对应的半圆环形主铁芯、半圆环形辅铁芯、合并在一起的主、辅铁芯上。

再优选地，所述二次绕组设置成多抽头式，以实现电流互感器的多变比。

再优选地，所述校验装置中的一次取样电流互感器、二次取样电流互感器、被测电流互感器和三相互感器校验仪以及连接引线上均设有抗电磁干扰的屏蔽件。

本发明的有益效果：

本发明的三相电流互感器现场校验方法及装置，可适用于工况状态下，针对现场三相电路上被测电流互感器的校验工作，测量过程是在三相工况工作状态下进行的，完全复制了工作状态的电磁干扰、工作波形、实际电能表负载、工作电流变化下的电流互感器的误差情况，这些误差最终通过三相互感器校验仪中进行比较后予以显示；另外，本发明通过一次取样电流互感器获取被测电流互感器的标准二次电流，同时还通过二次取样电流互感器以及校验仪比例电流互感器来获取被测电流互感器的实际被测二次电流，利用三相互感器校验仪的差流比较模块进行比较后，获取并显示被测电流互感器的误差即比值差与相位差。本发明的现场校验方法操作简单、测量准确，符合国家检定规程要求，属于填补了国内空白的重要技术。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明三相电流互感器现场校验装置的接线图；

图2为图1中H处的局部放大图；

图3为图1中涉及的三相电流互感器校验装置的示意图；

图4为图3所示结构的剖面图；

图5为本发明中涉及的标准电流互感器的零磁通补偿原理图；

图6为本发明中涉及的三相电路与可控电流源回路的合成电流原理图；

图7为图1中涉及的标准电流互感器的结构示意图；

图8为图7所示结构的左视图；

图9为图7中F处的局部放大图；

图10为图8中G处的局部放大图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“一次”、“二次”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，此外，除非另有明确的规定和限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

目前，针对现场工况条件下使用的电流互感器的周期检定，需将电流互感器拆回实验室再进行校验，由此带来：无法完全模拟现场工况下的实际误差，也无法测试三相电压下电流互感器的误差以及与三相电能表18配合后的实际误差。

为此，本发明的发明人经过创造性的劳动以及巧妙的构思，认为在保持现场被测互感器以及电能表不动的情况下，可以设计一套钳形标准电流互感器12来获取被测三相电路15上被测电流互感器14的标准二次电流，然后针对被测电流互感器14的被测二次电流，再利用一套钳形标准电流互感器12卡接在被测电流互感器14和三相电能表18的回路中，进行采样后获取，这样就能利用三相电流互感器校验装置进行误差的校验，实现现场工况条件下对电流互感器的现场校验。

同时，设计的钳形标准电流互感器12的结构应便于线路的测量，且能随时进行电流的补偿，使得钳形标准电流互感器12补偿后能达到零磁通的状态。于是，本发明的发明人设计了采用有源补偿方法达到零磁通的钳形标准电流互感器12，只需打开钳形开合部位卡接在线路中即可，操作方便，同时其钳形标准电流互感器12的准确级为0.05S级，原理图如图5所示。

如图5所示，主铁芯1上绕有检测绕组6，匝数为N_D，辅铁芯2上绕有辅助绕组4，匝数为Np，一次绕组7匝数N₁和二次绕组5匝数N₂绕在主铁芯1和辅铁芯2上，二次绕组5连接二次阻抗Z， Z为连接二次阻抗8。

参见图5，根据电流互感器的磁势平衡方程式：

式中，

为一次电流；/>

为一次匝数；/>

为二次电流；/>

为二次匝数；/>

为励磁电流。

由于电流互感器的误差来源主要是由于励磁电流的存在，因此，当电流互感器没有补偿时，电流互感器的误差

为：

要使补偿后电流互感器没有误差，则选择一个与原始误差大小相等方向相反的补偿量，则补偿量

应为：

由图5可知，磁势补偿的补偿量应为：

式中，

为辅助绕组4提供的补偿电流，辅助绕组4的匝数为Np。

在上述公式中，

为主铁芯1中的励磁安匝（也称之为励磁磁动势），它是电流互感器产生误差的主要原因。若能使/>

为零，使主铁芯1中的磁通为零，也就是说达到了零磁通状态。此时，检测绕组6上的电流为零，则电流互感器没有误差。

因此，磁势补偿零磁通电流互感器的条件是：

那么，基于上述的工作原理，本发明的标准电流互感器的误差补偿方法为：当一次绕组7上获取被测电流后；获取主铁芯1上检测绕组6中的电流信号；将获取的电流信号经有源的放大补偿模块3进行放大与补偿后，产生的补偿电流输入至辅助绕组4中；当产生的补偿电流满足以下公式（1）时，所述钳形标准电流互感器12将在主铁芯1中达到零磁通，此时检测绕组6上的电流为零，则高精度钳形标准电流互感器12将没有误差；

式中，

为补偿电流，/>

为辅助绕组4的匝数，/>

为励磁电流，/>

为一次绕组7的匝数。

也就是说：在上述钳形标准电流互感器12的误差补偿过程中，当一次绕组7获取被测电流后，主铁芯1上检测绕组6将存在电流信号，通过获取检测绕组6上的电流信号并将该电流信号经过有源的放大补偿模块3放大补偿后，输出的补偿电流输入至辅铁芯2上的辅助绕组4上，进而消除主铁芯1中的励磁安匝，从而改变主铁芯1中的磁通，然后再次获取检测绕组6上的电流信号，当再次检测到检测绕组6上的电流信号几乎接近于零时，有源的放大补偿模块3放大补偿后输出的补偿电流和补偿磁势将完全消除主铁芯1中的励磁安匝，此时，钳形标准电流互感器12中的主铁芯1将达到零磁通，将具有极高的测量精度。因此说明，钳形标准电流互感器12的误差补偿过程是一个动态反馈补偿的过程，同时也说明，采用有源零磁通补偿的方法可以有效地减少励磁安匝，提高电流互感器的准确等级，而且还能有效的应用到三相电路中，予以适应三相电路中电流的变化。

在上述钳形标准电流互感器12误差补偿过程的阐述中涉及到：将在钳形标准电流互感器12中的主铁芯1中达到零磁通，此时检测绕组6上的电流为零，均指代的是理想情况，实际上主铁芯1中仍然存在可以忽略不计的磁通，检测绕组6上也存在忽略不计的电流。这些忽略不计的磁通和电流可以认定为无限接近于理想情况，可近似的看成为零。也就是：在理想情况下，主铁芯1里的励磁安匝应该为零，但实际上还是总有些残留磁通

，在/>

的作用下，将在检测绕组6上产生极小的检测电势E_d，E_d虽小，但仍然可以获取到检测绕组6中极小的电流信号，通过放大补偿模块3放大补偿，输出补偿电流/>

后连接辅助绕组4，仍然能满足公式（1）的误差补偿条件。

由于本发明的钳形标准电流互感器12采用双铁芯零磁通磁势补偿，不仅克服因圆环铁芯开口后，铁芯磁性能急剧下降导致其电流互感器误差极大的缺陷，而且还能使得电流互感器具有较高的测量准确度，可以用于现场校验检定，应属于行业首创，并克服了行业中的技术偏见。

由此，根据上述钳形标准电流互感器12的误差补偿方法，发明人设计的钳形标准电流互感器12的结构如图7-10所示。

钳形标准电流互感器12，整体呈钳形结构，包括两个结构相同且对应设置后相铰接以实现开合的钳形单元9，所述钳形单元9的上部为半圆环形钳形壳体10，在每个所述钳形壳体10内依次安装有半圆环形主铁芯1和半圆环形辅铁芯2，并在其每个所述半圆环形主铁芯1、半圆环形辅铁芯2上对应缠绕有检测绕组6、辅助绕组4，然后将绕有所述检测绕组6、辅助绕组4的半圆环形主铁芯1、半圆环形辅铁芯2合在一起后缠绕二次绕组5。当两个钳形单元9的上部闭合后，形成的空心区域用于穿过一次绕组7，测量时穿心一匝；同时在所述两个对应设置的钳形单元9的下部之间设置有开合增力弹簧，并在其中一个钳形单元9的上部设置定位销，另外一个钳形单元9的上部设置定位孔。

在上述钳形标准电流互感器12中，半圆环形主铁芯1、辅铁芯2均由高导磁材料制成的圆环形铁芯沿中心线将铁芯等分切成两半获得，且主铁芯1采用超微晶圆环铁芯，辅铁芯2采用硅钢片材料圆环铁芯。

同时，在上述钳形标准电流互感器12中，检测绕组6、辅助绕组4均包含有两组且分别均匀缠绕在对应的半圆环形主铁芯1、半圆环形辅铁芯2上，而且二次绕组5也是分两组分别绕在合在一起的半圆环形主铁芯1和半圆环形辅铁芯2上。

另外，在本发明的钳形标准电流互感器12中，检测绕组6、辅助绕组4以及二次绕组5通过钳形壳体10上的连接端子实现串接，同时，有源的放大补偿模块3通过其引线与所述检测绕组6、辅助绕组4相连接，并将其二次绕组5的引线伸出至所述钳形单元9的下部，用于连接测试仪器。其中，有源的放大补偿模块3的结构为内置有电源对其进行供电工作，持续完成动态的误差补偿过程，同时二次绕组5设置成多抽头式，以实现电流互感器的多变比。

针对有源的放大补偿模块3的具体结构为：在有源的放大补偿模块3中内置了定值电阻、运算放大器和补偿电容以及补偿电阻和补偿电流源11。检测绕组6的输出端与定值电阻相连，定值电阻的输出端与运算放大器的负极相连，运算放大器的正极接地，运算放大器的输出端与补偿电容相连，补偿电容的输出端与补偿电阻相连，补偿电阻的输出端与辅助绕组4的输入端相连，补偿电流源11对其有源的放大补偿模块3的各部分进行供电。

基于上述已公开的钳形标准电流互感器12的补偿方法及结构，将该钳形标准电流互感器12应用于三相电路中，如图6所示。图6的目的是为了实现钳形标准电流互感器12运行在1%、5%、20%、100%、120%时，误差不超过运行误差值，以满足国家检定规程的要求。

将钳形标准电流互感器12分别接入至被测三相电路15中的A相、B相及C相中，并在A相、B相及C相中通入被测电流I_S，为了方便解释说明，这里只介绍A相的电流情况。

在A相中通入被测电流，此被测电流为实际工况电流，为了模拟工况电流在1%、5%、20%、100%、120%运行状态，在A相上添加了可控的电流源回路，可控电流源23输出的可控电流为

，那么，在A相中，就能合成检定规程所要求的检定电流，此时，检定电流为/>

，/>

=

+/>

。这样就能实现实际工况电流和可控电流的合成从而形成符合要求的检定电流，来满足检定规程中要求测试电流互感器在1%、5%、20%、100%、120%额定电流下测试误差不能超过允许误差。

通过以上所有的内容，证明了钳形标准电流互感器12可以作为检定用的标准电流互感器以及证明了可以应用于三相电路中。

接下来，在钳形标准电流互感器12的基础上，下面详细说明本发明涉及的三相电流互感器现场校验方法及装置的发明内容，如图1-4所示。

三相电流互感器现场校验方法，采用了国家规程要求的比较法，即通过标准电流互感器与被测电流互感器14的比较后，经三相互感器校验仪16直读出被测电流互感器14的误差。

本发明的三相电流互感器现场校验方法，应用于现场使用的三相电路上，在此三相电路的每一相上，由被测电流互感器14与三相电能表18构成被测电流互感器14的电流回路，基于此，该校验方法包括以下步骤：

（1）在三相电路上串接一次取样电流互感器13，以获取被测电流互感器14的标准二次电流，其中，所述一次取样电流互感器13串接在被测电流互感器14的前方，且一次取样电流互感器13采用钳形标准电流互感器12，准确级为0.05S级，同时该一次取样电流互感器13的变流比与被测电流互感器14相同；

（2）在被测电流互感器14的电流回路上接入二次取样电流互感器19，以获取被测电流互感器14的采样被测二次电流，所述采样被测二次电流为三相电路工况下，被测电流互感器14实际被测二次电流缩小n倍后采样获得；其中，二次取样电流互感器19的准确级为0.05S级且二次取样电流互感器19采用钳形标准电流互感器12；

（3）将采样被测二次电流经校验仪比例电流互感器20扩大n倍后，还原成三相电路工况下被测电流互感器14的实际被测二次电流，其中，校验仪比例电流互感器20的准确级为0.05S级，同时校验仪比例电流互感器20与二次取样电流互感器19采用级联方式连接后接入至三相互感器校验仪16中；

（4）将标准二次电流与实际被测二次电流输入三相互感器校验仪16的工作模块内，形成三相互感器校验仪16的工作电流

，将标准二次电流与实际被测二次电流的差流

输入三相互感器校验仪16的差流比较模块21内，实现工作电流与差流的比较，得出/>

（%）的比值差和相位差，实现被测电流互感器14的现场校验。

结合图1-2，更为详细的描述如下：为了方便说明，只标注了A相部件，同时也未标注出可控电流源23回路。

被测电流

通过一次取样电流互感器13和被测电流互感器14后；将从一次取样电流互感器13、被测电流互感器14上分别感应出标准二次电流/>

和实际被测二次电流

；被测二次电流/>

经过三相电能表18进入二次取样电流互感器19，二次取样电流互感器19将采集到缩小n倍后的实际被测二次电流/>

；再将缩小n倍后的实际被测二次电流

通过校验仪比例电流互感器20进行n倍放大后，还原成实际被测二次电流/>

；最后将标准二次电流/>

、实际被测二次电流/>

输入至三相互感器校验仪16的工作模块内，将标准二次电流/>

、实际被测二次电流/>

的差流输入至三相互感器校验仪16的差流比较模块21内，再进行比较。

在上述的工作情况下，一次取样电流互感器13、二次取样电流互感器19都采用有源补偿式结构，因此，在本发明的三相电路上，将一共采用6个钳形标准电流互感器12，这6个钳形标准电流互感器12采用6个独立的有源的放大补偿模块3，这6个有源的放大补偿模块3可以采用6个独立的工作电源，也可以采用一个共用可充电的工作电源。

在本例中，由于一次取样电流互感器13采用钳形标准电流互感器12，它可以打开加装在被测线路上，然后合住使用，它的变比同被测电流互感器14相同，级次比被测电流互感器14高两个等级，在此情况下，才能实现校验被测电流互感器14的误差。

同时，在本例中，被测电流互感器14的实际被测二次电流在本发明中的获取方法，是在首先保证现场被测电流互感器14及三相电能表18不动的情况下，从被测电流互感器14与三相电能表18的回路中，用二次取样电流互感器19来采集。

上述涉及的二次取样电流互感器19采用的是钳形标准电流互感器12，一方面是便于加装至测试线路中，另一方面是可将被测电流互感器14的实际被测二次电流进行缩小n倍后予以采集。

在本发明中，由于要保证现场的线路不动的限制下，只能将被测电流互感器14的实际被测二次电流进行缩小n倍后进行采集，然后再由校验仪比例电流互感器20扩大n倍后，最终获得出原来的被测电流互感器14的实际被测二次电流。

举例来说：一次取样电流互感器13的变比为P1，二次取样电流互感器19的变比为P2，校验仪比例电流互感器20的变比为P3，被测电流互感器14的变比为Px，按照规程要求，标准二次电流的电流比与实际被测二次电流的电流比相同，此时，P1=P2·P3·Px，且P2=1/P3。

需要注意的是：二次取样电流互感器19与校验仪比例电流互感器20的级次要比被测电流互感器14高两个级次，这样比例变换的误差就可在误差比较时可忽略不计，从而实现比较校验的目的。

此外，本发明还基于上述的方法，还提供了一种三相电流互感器现场校验装置，该校验装置包括：

一次取样电流互感器13，接入至现场使用的被测三相电路15上，以获取被测电流互感器14的标准二次电流，其中，所述一次取样电流互感器13串接在被测电流互感器14的前方，且一次取样电流互感器13采用钳形标准电流互感器12，准确级为0.05S级，同时该一次取样电流互感器13的变流比与被测电流互感器14相同；

被测电流互感器14，接入至现场使用的被测三相电路15上，并与三相电能表18构成被测电流互感器14的电流回路；

二次取样电流互感器19，卡接在被测电流互感器14的电流回路中，以获取被测电流互感器14的采样被测二次电流，所述采样被测二次电流为三相电路工况下，被测电流互感器14实际被测二次电流缩小n倍后采样获得；其中，二次取样电流互感器19的准确级为0.05S级且二次取样电流互感器19采用钳形标准电流互感器12；

三相互感器校验仪16，准确级符合国家规程要求并具有校验仪比例电流互感器20、工作电流模块17和差流比较模块21以及显示模块22；其中，

所述校验仪比例电流互感器20与二次取样电流互感器19采用级联方式连接后，将采样被测二次电流扩大n倍后，还原成三相电路工况下被测电流互感器14的实际被测二次电流；其中，所述校验仪比例电流互感器20的准确级为0.05S；

所述工作电流模块17，获取标准二次电流和实际被测二次电流，合成三相互感器校验仪16的工作电流；

所述差流比较模块21，同时获取校验仪工作电流以及标准二次电流和实际被测二次电流的差流后进行比较，得出被测电流互感器14的误差即比值差和相位差；

显示模块22，将获得的误差结果进行显示。

在上述的三相电流互感器现场校验装置中，通过三相互感器校验仪16对标准二次电流和实际被测二次电流进行比较，且将标准二次电流输入至三相互感器校验仪16的To1/To2/To3端子，实际被测二次电流输入至三相互感器校验仪16的Tx1/Tx2/ Tx3/端子，标准二次电流和被测二次电流的差流

//>

//>

通过三相互感器校验仪16的K1/K2/K3端子输入至三相互感器校验仪16中，然后通过三相互感器校验仪16的差流比较模块21获得Δ

（%）的比值差与相位差，实现被测电流互感器14的现场校验。

此外，在三相互感器校验仪16的壳体中设有一安装板，安装板上设有工作电流模块17和差流比较模块21以及校验仪比例电流互感器20，壳体的中央具有显示模块22，同时在壳体上设有接地和电源插座接口以及To1端子、To2端子、To3端子、Tx1端子、Tx2端子、Tx3端子，同时还在外壳上设有K1/K2/K3端子。

需要说明的是：三相电流互感器现场校验装置的壳体、测试部件及所有的连接引线上均设有外界电磁干扰的屏蔽元件。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.三相电流互感器现场校验方法，应用于现场使用的三相电路上，在此三相电路的每一相上，由被测电流互感器与三相电能表构成被测电流互感器的电流回路，其特征在于，该校验方法包括以下步骤：

（1）在三相电路上串接一次取样电流互感器，以获取被测电流互感器的标准二次电流，其中，所述一次取样电流互感器串接在被测电流互感器的前方，且一次取样电流互感器采用钳形标准电流互感器，准确级为0.05S级，同时该一次取样电流互感器的变流比与被测电流互感器相同；

（2）在被测电流互感器的电流回路上接入二次取样电流互感器，以获取被测电流互感器的采样被测二次电流，所述采样被测二次电流为三相电路工况下，被测电流互感器实际被测二次电流缩小n倍后采样获得；其中，二次取样电流互感器的准确级为0.05S级且二次取样电流互感器采用钳形标准电流互感器；

（3）将采样被测二次电流经校验仪比例电流互感器扩大n倍后，还原成三相电路工况下被测电流互感器的实际被测二次电流，其中，校验仪比例电流互感器的准确级为0.05S级；

（4）将标准二次电流与实际被测二次电流输入三相互感器校验仪的工作模块内，形成三相互感器校验仪的工作电流

，将标准二次电流与实际被测二次电流的差流/>

输入三相互感器校验仪的差流比较模块内，实现工作电流与差流的比较，得出/>

的比值差和相位差，实现被测电流互感器的现场校验，其中，在三相电路的任意一相上通入被测电流，具体过程为：在该相中通入被测电流/>

，此被测电流/>

为实际工况电流，为了模拟工况电流在1%、5%、20%、100%、120%运行状态，在该相上添加了可控的电流源回路，可控电流源输出的可控电流为/>

，在该相中，就能合成检定规程所要求的检定电流，此时，检定电流为/>

，/>

=/>

+/>

，这样就能实现实际工况电流和可控电流的合成从而形成符合要求的检定电流，来满足检定规程中要求测试电流互感器在1%、5%、20%、100%、120%额定电流下测试误差不能超过允许误差；

所述三相互感器校验仪中的所述校验仪比例电流互感器与二次取样电流互感器采用级联方式连接；

所述钳形标准电流互感器为采用有源补偿方法达到零磁通的标准电流互感器，所述钳形标准电流互感器内置有补偿电流源；

所述钳形标准电流互感器的补偿方法，应用于整体呈钳形结构的标准电流互感器，所述钳形标准电流互感器包括：两个结构相同且对应设置后相铰接以实现开合的钳形单元、有源的放大补偿模块和分别切成两半的主铁芯与辅铁芯，所述主铁芯、辅铁芯上对应绕有检测绕组、辅助绕组，然后将绕有检测绕组、辅助绕组的主铁芯、辅铁芯合在一起后缠绕二次绕组，与此同时，所述钳形单元的上部为半圆环形钳形壳体，当两个钳形单元的上部闭合后，形成的空心区域用于穿过一次绕组，基于此，该补偿方法，包括以下步骤：

当一次绕组被测电流发生变化后，将在所述检测绕组中产生检测电势E_d，进而能够获取到检测绕组中的电流信号；

将获取的电流信号经有源的放大补偿模块多级放大后，将放大后的电流信号进行扩展输出后形成补偿电流，并将补偿电流输入至所述辅助绕组中；

当产生的补偿电流满足以下公式（1）时，所述标准电流互感器将在主铁芯中达到零磁通，此时检测绕组上的电流为零，则标准电流互感器将没有误差；

，

式中，

为补偿电流，/>

为辅助绕组的匝数，/>

为励磁电流，/>

为一次绕组的匝数。

2.三相电流互感器现场校验装置，采用权利要求1所述的三相电流互感器现场校验方法，其特征在于：该校验装置包括：

一次取样电流互感器，接入至现场使用的被测三相电路上，以获取被测电流互感器的标准二次电流，其中，所述一次取样电流互感器串接在被测电流互感器的前方，且一次取样电流互感器采用钳形标准电流互感器，准确级为0.05S级，同时该一次取样电流互感器的变流比与被测电流互感器相同；

被测电流互感器，接入至现场使用的被测三相电路上，并与三相电能表构成被测电流互感器的电流回路；

二次取样电流互感器，卡接在被测电流互感器的电流回路中，以获取被测电流互感器的采样被测二次电流，所述采样被测二次电流为三相电路工况下，被测电流互感器实际被测二次电流缩小n倍后采样获得；其中，二次取样电流互感器的准确级为0.05S级且二次取样电流互感器采用钳形标准电流互感器；

三相互感器校验仪，准确级符合国家规程要求并具有校验仪比例电流互感器、工作电流模块和差流比较模块以及显示模块；其中，

所述校验仪比例电流互感器与二次取样电流互感器采用级联方式连接后，将采样被测二次电流扩大n倍后，还原成三相电路工况下被测电流互感器的实际被测二次电流；其中，所述校验仪比例电流互感器的准确级为0.05S；

所述工作电流模块，获取标准二次电流和实际被测二次电流，合成三相互感器校验仪的工作电流；

所述差流比较模块，同时获取校验仪工作电流以及标准二次电流和实际被测二次电流的差流后进行比较，得出被测电流互感器的误差即比值差和相位差；

显示模块，将获得的误差结果进行显示。

3.根据权利要求2所述的三相电流互感器现场校验装置，其特征在于：所述钳形标准电流互感器为采用有源补偿方法达到零磁通的标准电流互感器，所述钳形标准电流互感器整体呈钳形结构，包括两个结构相同且对应设置后相铰接以实现开合的钳形单元，所述钳形单元的上部为半圆环形钳形壳体，在每个所述钳形壳体内依次安装有半圆环形主铁芯和半圆环形辅铁芯，并在其每个所述半圆环形主铁芯、半圆环形辅铁芯上对应缠绕有检测绕组、辅助绕组，然后将绕有所述检测绕组、辅助绕组的半圆环形主铁芯、半圆环形辅铁芯合在一起后缠绕二次绕组；当两个钳形单元的上部闭合后，形成的空心区域用于穿过一次绕组，上述的检测绕组、辅助绕组以及二次绕组通过钳形壳体上的连接端子实现串接，同时，有源的放大补偿模块通过其引线与所述检测绕组、辅助绕组相连接，并将其二次绕组的引线伸出至所述钳形单元的下部，用于连接三相互感器校验仪。

4.根据权利要求3所述的三相电流互感器现场校验装置，其特征在于，所述半圆环形主铁芯、辅铁芯均由高导磁材料制成的圆环形铁芯沿中心线将铁芯等分切成两半获得，其中所述主铁芯采用超微晶圆环铁芯，辅铁芯采用硅钢片材料圆环铁芯。

5.根据权利要求4所述的三相电流互感器现场校验装置，其特征在于，所述检测绕组、辅助绕组、二次绕组均包含有两组，且分别均匀缠绕在对应的半圆环形主铁芯、半圆环形辅铁芯、合并在一起的主、辅铁芯上。

6.根据权利要求5所述的三相电流互感器现场校验装置，其特征在于，所述二次绕组设置成多抽头式，以实现电流互感器的多变比。

7.根据权利要求6所述的三相电流互感器现场校验装置，其特征在于，所述校验装置中的一次取样电流互感器、二次取样电流互感器、被测电流互感器和三相互感器校验仪以及连接引线上均设有抗电磁干扰的屏蔽件。

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