CN208156061U - 一种检测精度高的铁芯线圈式电流互感器及漏电检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种检测精度高的铁芯线圈式电流互感器及漏电检测装置，该高精度铁芯线圈式电流互感器包括第一铁芯组和第二铁芯组，第一铁芯组和第二铁芯组均包括合拢后形成一圆环的第一铁芯和第二铁芯，第一铁芯和第二铁芯均包括若干间隔设置的长铁芯片和短铁芯片，第一铁芯的短铁芯片与第二铁芯的长铁芯片的对合处设有第一气隙，第一铁芯的长铁芯片与第二铁芯的短铁芯片的对合处设有第二气隙，一端的第一气隙与另一端的第二气隙的连线经过铁芯组的圆心，第一铁芯组的第一气隙与第二铁芯组的第二气隙垂直，第一铁芯组的第二气隙与第二铁芯组的第一气隙垂直，该漏电检测装置包括设有该高精度铁芯线圈式电流互感器的漏电检测终端以及接收终端。

Description

一种检测精度高的铁芯线圈式电流互感器及漏电检测装置

技术领域

本实用新型涉及漏电检测技术领域，尤其涉及一种检测精度高的铁芯线圈式电流互感器及漏电检测装置。

背景技术

目前，在电力系统中，电流互感器是测量线路电流的仪器，常用的电流互感器包括电子式电流互感器和电磁式电流互感器。

作为计量用的电子式电流互感器，其精度等级一般为0.2级，测量精度为安培级别。而当用户剩余电流达到35mA，即达到家保及各漏电保护器最低档位的动作值，一般电子式电流互感器的测量精度难以满足使用要求。所以，作为在线校验的标准电流互感器，它的精度等级至少必须优于0.05级。

电磁式电流互感器的测量误差主要是由励磁电流的大小决定的，而为了提高电磁式电流互感器的精度性能，需要降低电磁式电流互感器的励磁电流。传统的方法是采用高磁导率、涡流损耗小的软磁材料作为铁芯，减小磁路的长度，增大铁芯的截面积以提高匝数等来降低励磁电流，但是高磁导率的材料容易饱和，磁路长度不能无线减小必须与实际需要相符合，增加铁芯面积不仅增加了成本，还会使电流互感器体积大而笨重以致不易安装。因此，需要对电磁式电流互感器的补偿方法进行研究，以提供检测精度高的的电磁式电流互感器。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种检测精度高的铁芯线圈式电流互感器及漏电检测装置。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种检测精度高的铁芯线圈式电流互感器，包括第一铁芯组和第二铁芯组，所述第一铁芯组与所述第二铁芯组同轴设置并串联连接，所述第一铁芯组和第二铁芯组均包括半圆环形的第一铁芯和第二铁芯，所述第一铁芯和第二铁芯合拢后形成一圆环，所述第一铁芯和第二铁芯均包括若干间隔设置的长铁芯片和短铁芯片，所述长铁芯片两端的端部长于所述短铁芯片两端的端部，所述第一铁芯和第二铁芯合拢后所述第一铁芯的长铁芯片和短铁芯片对应与所述第二铁芯的短铁芯片和长铁芯片对合，所述第一铁芯的短铁芯片与所述第二铁芯的长铁芯片的对合处设有第一气隙，所述第一铁芯的长铁芯片与所述第二铁芯的短铁芯片的对合处设有第二气隙，所述短铁芯片与对应的长铁芯片的端部的截面平行，所述第一气隙和第二气隙的方向垂直于磁力线方向，所述第一铁芯和第二铁芯一端的第一气隙与所述第一铁芯和第二铁芯另一端的第二气隙的连线经过所述第一铁芯组或第二铁芯组的圆心，所述第一铁芯组的第一气隙与所述第二铁芯组的第二气隙垂直，所述第一铁芯组的第二气隙与所述第二铁芯组的第一气隙垂直。

进一步的，还包括有源补偿电路，所述第一铁芯和第二铁芯上分别绕设有第一绕组和第二绕组，所述有源补偿电路连接所述第一铁芯组的第二绕组和所述第二铁芯组的第二绕组，所述有源补偿电路由电压跟随电路、积分电路、放大电路以及跨导放大电路组成。

进一步的，所述第一铁芯和第二铁芯外均设有屏蔽罩壳。

进一步的，所述第一铁芯或所述第二铁芯在所述第一铁芯与所述第二铁芯的对合处设有密封圈。

本实用新型还提供一种检测精度高的漏电检测装置，包括漏电检测终端和接收终端，所述漏电检测终端包括上述的检测精度高的铁芯线圈式电流互感器，所述漏电检测终端还包括第一存储模块和无线从节点模块，所述电流互感器检测待测节点处的漏电数据并将漏电数据存储在所述第一存储模块，所述无线从节点模块以无线方式向外发送所述第一存储模块存储的漏电数据，所述接收终端接收所述无线从节点模块发出的数据信号。

进一步的，所述接收终端为手持移动终端，所述手持移动终端包括无线主节点模块，所述无线主节点模块通过无线网络接收所述无线从节点发出的漏电数据。

进一步的，所述手持移动终端上设有显示漏电数据的显示器。

进一步的，所述漏电检测终端有若干个，若干所述漏电检测终端挂接至电网中的各待测节点处，所述手持移动终端设有第二存储模块和数据读取端口，所述数据读取端口连接有上位机，所述上位机接收所述第二存储模块存储的漏电数据并进行分析处理。

进一步的，所述漏电检测终端有若干个，若干所述漏电检测终端挂接至电网中的各待测节点处，所述接收终端为集中器，所述集中器连接有上位机，所述集中器接收各漏电检测终端检测及发出的各节点的漏电数据并转发给所述上位机，所述上位机接收所述集中器转发来的各节点的漏电数据并进行分析处理。

采用上述技术方案后，本实用新型具有如下优点：

1、采用开合式的电流互感器，铁芯线圈式电流互感器的第一铁芯和第二铁芯之间存在气隙。相对于闭合铁芯来说，开合铁芯的磁化曲线的线性度变好，通过选择适当大小的气隙，可以较准确地提取电流互感器的励磁电流；电流互感器使用时会产生剩磁，剩磁一旦产生，不会自动消失，在正常运行条件下将长期存在，因而电流互感器剩磁影响准确计量、测量，开合铁芯的相对于闭合铁芯的剩磁显著降低，较闭合式铁芯能够提高检测精确度；另外，开合铁芯的相对于闭合铁芯的抗饱和能力显著提高，能够避免铁芯出现磁饱和状态，导致励磁电流激增，空载电流增大的现象。但是由于第一铁芯和第二铁芯之间非磁性气隙的存在，在气隙处会有线圈的缺口，因此不能实现完全分布式绕组，产生的偏心距离会产生误差，同时，在现场多次安装的情况下，也难以保证导体准确的从线圈中心穿过。通过第一铁芯组和第二铁芯组平行放置，第一铁芯组的第一气隙与第二铁芯组的第二气隙垂直、第一铁芯组的第二气隙与第二铁芯组的第一气隙垂直，使得两个铁芯组的正向误差区域和负向误差区域重叠，实现当穿过第一铁芯组和第二铁芯组的导体处于一个偏心位置时，其在两个铁芯组中产生的偏心距离误差会产生相当程度的抵消，从而提高检测精度。然而实际气隙处的磁力线并非完全垂直于气隙，往往呈一定程度的弯曲，两个铁芯组的偏心距离误差的抵消程度受到气隙处的磁力线弯曲程度的影响。采用短铁芯片和长铁芯片交错叠装的方式，使得相邻层的接缝错开，减少了对磁力线的不良影响，能够使得磁力线的弯曲程度降低，使得第一气隙和第二气隙的方向接近垂直于磁力线方向，从而提高双气隙铁芯偏心距离误差的抵消程度，从而进一步提高检测精度。

2、电流互感器设置有源补偿电路，有源补偿电路首先将铁芯中的检测绕组的感应电压提取，这个感应电压就是误差电流产生的，然后将该感应电压进行积分和放大处理，最后通过跨导放大电路将放大电路输出的电压转换为电流注入到补偿绕组中，从而实现有源补偿的目的，以减小测量误差，提高测量精度。

3、待测节点附近常有大容量发电机组，大容量发电机组的回路电流大，而且每相间隔距离较近，因此能产生很强的电磁场，设置屏蔽罩壳能够屏蔽发电机组产生的电磁场以避免对互感器的干扰，从而减小测量误差，提高测量精度。

4、可采用手持移动终端作为接收终端，手持移动终端通过无线网络接收漏电检测终端发出的漏电数据，手持移动终端能够随身携带并随操作人员移动，方便操作人员对漏电数据的测量，手持移动终端上设置的显示器能够显示手持移动终端接收的漏电数据，方便操作人员查看。

5、可将多个漏电检测终端分别挂设在各待测节点处，并采用集中器作为接收终端，集中器通过无线网络接收漏电检测终端发出的漏电数据，并将漏电数据转发给上位机，上位机可以将多个漏电节点所测得的数据集合成大数据，利用测量结果进行云计算分析。

6、当需要测量多个待测节点的漏电数据但是不方便使用集中器或是集中器难以与漏电检测终端建立连接时，可采用手持移动终端作为接收终端，根据无线网络是否可覆盖各个待测节点，选择采用一个手持移动终端或多个手持移动终端，手持移动终端中设置第二存储模块用于存储各个漏电数据，上位机通过数据读取端口读取各个漏电数据，并将多个漏电节点所测得的数据集合成大数据，利用测量结果进行云计算分析。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1为检测精度高的铁芯线圈式电流互感器的结构示意图。

图2为检测精度高的铁芯线圈式电流互感器的第一铁芯组或第二铁芯组的结构示意图。

图3为图2中A处的局部放大图。

图4为检测精度高的铁芯线圈式电流互感器的第一铁芯组或第二铁芯组的正面剖视图。

图5为检测精度高的铁芯线圈式电流互感器的有源补偿电路图。

图6为实施例1的检测精度高的漏电检测装置的结构示意图。

图7为实施例2的检测精度高的漏电检测装置的结构示意图。

图8为实施例3的检测精度高的漏电检测装置的结构示意图。

图中所标各部件名称如下：

1、第一铁芯组；2、第二铁芯组；3、导体；101、第一铁芯；102、第二铁芯；201、屏蔽罩壳；301、第一半环形外壳；302、第二半环形外壳；401、长铁芯片；402、短铁芯片；501、第一气隙；502、第二气隙；601、密封圈；10、漏电检测终端；1001、电流互感器；1002、第一存储模块；1003、无线从节点模块；11、手持移动终端；1101、无线主节点模块；1102、显示器；1103、第二存储模块；1104、数据读取端口；12、集中器；13、上位机。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例，对本实用新型作进一步的详细说明。

实施例1：

如图1所示，本实用新型提供一种检测精度高的铁芯线圈式电流互感器，包括第一铁芯组1和第二铁芯组2，第一铁芯组1与第二铁芯组2同轴设置并串联连接，第一铁芯组1和第二铁芯组2均包括半圆环形的第一铁芯101和第二铁芯102，第一铁芯101和第二铁芯102合拢后形成一圆环。待测线路的导体3依次穿过第一铁芯组1及第二铁芯组2的中心。

如图2所示，第一铁芯101和第二铁芯102外分别设有屏蔽罩壳201，第一铁芯101通过环氧树脂灌封固定于第一半环形外壳301内，第二铁芯102通过环氧树脂灌封固定于第二半环形外壳302内，第一半环形外壳301和第二半环形外壳302相对设置，并通过一可拆卸连接装置固定在一起，共同形成一环形。

如图3所示，第一铁芯101和第二铁芯102均包括若干间隔设置的长铁芯片401和短铁芯片402，长铁芯片401两端的端部长于短铁芯片402两端的端部，第一铁芯101和第二铁芯102合拢后第一铁芯101的长铁芯片401和短铁芯片402对应与第二铁芯102的短铁芯片402和长铁芯片401对合，短铁芯片401与对应的长铁芯片402的端部的截面平行。第一铁芯101在第一铁芯101与第二铁芯102的对合处设有密封圈601，密封圈601也可以设置在第二铁芯102上。

如图4所示，第一铁芯101的短铁芯片402与第二铁芯102的长铁芯片401的对合处设有第一气隙501，第一铁芯101的长铁芯片401与第二铁芯102的短铁芯片102的对合处设有第二气隙502，第一气隙501和第二气隙502的方向垂直于磁力线方向，第一铁芯101和第二铁芯102一端的第一气隙501与第一铁芯101和第二铁芯102另一端的第二气隙502的连线经过第一铁芯组1或第二铁芯组2的圆心。

如图1所示，第一铁芯组1的第一气隙501与第二铁芯组2的第二气隙502垂直，第一铁芯组1的第二气隙502与第二铁芯组2的第一气隙501垂直。

第一铁芯和第二铁芯上分别绕设有第一绕组和第二绕组，第一铁芯组的第二绕组和第二铁芯组的第二绕组与有源补偿电路连接，如图5所示，有源补偿电路由电压跟随电路、积分电路、放大电路以及跨导放大电路组成。

如图6所示，本实用新型还提供一种检测精度高的漏电检测装置，包括漏电检测终端10和手持移动终端11。

漏电检测终端10包括电流互感器1001、第一存储模块1002和无线从节点模块1003，手持移动终端11包括无线主节点模块1101和显示器1102。

电流互感器1001采用上述的检测精度高的铁芯线圈式电流互感器，电流互感器1001检测待测节点处的漏电数据并将漏电数据存储在第一存储模块1002，无线从节点模块1003以无线方式向外发送第一存储模块1002存储的漏电数据。手持移动终端11上的无线主节点模块1101通过无线网络接收漏电检测终端10发出的漏电数据，并在显示器1102上显示。操作人员通过手持移动终端11上的显示器1102显示的漏电数据判断该节点是否漏电及漏电量的大小。

实施例2：

如图7所示，本实用新型提供一种检测精度高的漏电检测装置，包括漏电检测终端10、集中器12以及上位机13。

漏电检测终端10有若干个，分别挂设在各待测节点处。每个漏电检测终端10包括电流互感器1001、第一存储模块1002和无线从节点模块1003。

电流互感器采用实施例1的检测精度高的铁芯线圈式电流互感器，电流互感器1001检测待测节点处的漏电数据并将漏电数据存储在第一存储模块1002，无线从节点模块1003以无线方式向外发送第一存储模块1002存储的漏电数据。集中器12接收各漏电检测终端10无线从节点模块1003发出的数据信号并传输给上位机13，上位机13将多个漏电节点所测得的数据集合成大数据，利用测量结果进行云计算分析。

实施例3：

如图8所示，本实用新型提供一种检测精度高的漏电检测装置，包括漏电检测终端10、手持移动终端11和上位机13。

漏电检测终端10有若干个，分别挂设在各待测节点处。漏电检测终端10包括电流互感器1001、第一存储模块1002和无线从节点模块1003，手持移动终端11包括无线主节点模块1101、第二存储模块1103和数据读取端口1104。

电流互感器采用实施例1的检测精度高的铁芯线圈式电流互感器，电流互感器1001检测待测节点处的漏电数据并将漏电数据存储在第一存储模块1002，无线从节点模块1003以无线方式向外发送第一存储模块1002存储的漏电数据。手持移动终端11上的无线主节点模块1101通过无线网络接收漏电检测终端10发出的漏电数据，并存储在第二存储模块1103中。上位机13通过数据读取端口1104读取手持移动终端11第二存储模块1103存储的漏电数据，并将多个漏电节点所测得的数据集合成大数据，利用测量结果进行云计算分析。

除上述优选实施例外，本实用新型还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本实用新型作出各种改变和变形，只要不脱离本实用新型的精神，均应属于本实用新型所附权利要求所定义的范围。

Claims (9)

1.一种检测精度高的铁芯线圈式电流互感器，其特征在于，包括第一铁芯组和第二铁芯组，所述第一铁芯组与所述第二铁芯组同轴设置并串联连接，所述第一铁芯组和第二铁芯组均包括半圆环形的第一铁芯和第二铁芯，所述第一铁芯和第二铁芯合拢后形成一圆环，所述第一铁芯和第二铁芯均包括若干间隔设置的长铁芯片和短铁芯片，所述长铁芯片两端的端部长于所述短铁芯片两端的端部，所述第一铁芯和第二铁芯合拢后所述第一铁芯的长铁芯片和短铁芯片对应与所述第二铁芯的短铁芯片和长铁芯片对合，所述第一铁芯的短铁芯片与所述第二铁芯的长铁芯片的对合处设有第一气隙，所述第一铁芯的长铁芯片与所述第二铁芯的短铁芯片的对合处设有第二气隙，所述短铁芯片与对应的长铁芯片的端部的截面平行，所述第一气隙和第二气隙的方向垂直于磁力线方向，所述第一铁芯和第二铁芯一端的第一气隙与所述第一铁芯和第二铁芯另一端的第二气隙的连线经过所述第一铁芯组或第二铁芯组的圆心，所述第一铁芯组的第一气隙与所述第二铁芯组的第二气隙垂直，所述第一铁芯组的第二气隙与所述第二铁芯组的第一气隙垂直。

2.根据权利要求1所述的一种检测精度高的铁芯线圈式电流互感器，其特征在于，还包括有源补偿电路，所述第一铁芯和第二铁芯上分别绕设有第一绕组和第二绕组，所述有源补偿电路连接所述第一铁芯组的第二绕组和所述第二铁芯组的第二绕组，所述有源补偿电路由电压跟随电路、积分电路、放大电路以及跨导放大电路组成。

3.根据权利要求1所述的一种检测精度高的铁芯线圈式电流互感器，其特征在于，所述第一铁芯和第二铁芯外均设有屏蔽罩壳。

4.根据权利要求1所述的一种检测精度高的铁芯线圈式电流互感器，其特征在于，所述第一铁芯或所述第二铁芯在所述第一铁芯与所述第二铁芯的对合处设有密封圈。

5.一种检测精度高的漏电检测装置，其特征在于，包括

漏电检测终端，所述漏电检测终端包括权利要求1-4中任意一项所述的一种检测精度高的铁芯线圈式电流互感器，所述漏电检测终端还包括第一存储模块和无线从节点模块，所述电流互感器检测待测节点处的漏电数据并将漏电数据存储在所述第一存储模块，所述无线从节点模块以无线方式向外发送所述第一存储模块存储的漏电数据；

接收终端，所述接收终端接收所述无线从节点模块发出的数据信号。

6.根据权利要求5所述的一种检测精度高的漏电检测装置，其特征在于，所述接收终端为手持移动终端，所述手持移动终端包括无线主节点模块，所述无线主节点模块通过无线网络接收所述无线从节点发出的漏电数据。

7.根据权利要求6所述的一种检测精度高的漏电检测装置，其特征在于，所述手持移动终端上设有显示漏电数据的显示器。

8.根据权利要求6所述的一种检测精度高的漏电检测装置，其特征在于，所述漏电检测终端有若干个，若干所述漏电检测终端挂接至电网中的各待测节点处，所述手持移动终端设有第二存储模块和数据读取端口，所述数据读取端口连接有上位机，所述上位机接收所述第二存储模块存储的漏电数据并进行分析处理。

9.根据权利要求5所述的一种检测精度高的漏电检测装置，其特征在于，所述漏电检测终端有若干个，若干所述漏电检测终端挂接至电网中的各待测节点处，所述接收终端为集中器，所述集中器连接有上位机，所述集中器接收各漏电检测终端检测及发出的各节点的漏电数据并转发给所述上位机，所述上位机接收所述集中器转发来的各节点的漏电数据并进行分析处理。