CN220207721U - 三相三线电能表的电流互感器 - Google Patents
三相三线电能表的电流互感器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种三相三线电能表的电流互感器，包括一次侧和二次侧，二次侧包括内层线圈部分和外层线圈部分，二者绕制方向相反；内层线圈部分的末端N2与外层线圈部分的末端W2短接；内层线圈部分的首端N1和外层线圈部分的首端W1分别作为电流互感器的二次侧的两个引出端。本实用新型通过将二次侧分成内外两部分，并将引出端均从两部分的最内侧引出，使得一次侧绕组和二次侧绕组之间的相对距离有所增加，从而同时减小了分布电容CA1和CA2的电容值，继而使得二者的差值也相对减小，缩小了该差值所造成的检定误差。同时，本实用新型还通过增大内层线圈部分的相对线圈数量，达到了进一步缩小CA1和CA2差值的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电流互感器，尤其是一种三相三线电能表中的电流互感器。
背景技术
三相三线制电能表一般应用于中性点绝缘系统的线路中。在高压三相三线电能计量装置中只用两台电压互感器和电流互感器就能正确的计量，在电能计量中发挥了极其重要的作用。
如图2所示，三相三线制电能表内部是以B相电压作为参考地。三相三线电能表在检定时，检定台体电压源的N线和检定台体电流源的输入端分别通过电容C1、C2与大地相连。电能表检定时，电能表电流采样电路和检定台体的电压源、电流源构成的电气回路，会造成电能表内部的电流互感器两侧存在电压差。由于C1和C1的电容远大于电流互感器一二次侧的分布电容（此处是指电流互感器一次侧绕组和二次侧绕组之间电容，即图中的CA1、CA2），根据串联电容分压公式，UB电压大部分施加在电流互感器两端。
如图3所示，传统电流互感器的二次侧绕制方式一般为一根漆包线从内到外依次往复绕制，漆包线的两端分别作为两个引出端和电流采样负载电阻相连。二次侧绕制完成后再缠绕绝缘胶带后再绕制一次侧。为保证电流互感器的计量精度，二次侧匝数一般为2000匝以上，较多的匝数必然造成二次侧两个引出端分别对一次侧之间的分布电容不同。由于电容通交流的特性，UB电压会通过分布电容CA1、CA2和采样电阻R1、R2形成回路，CA1和CA2的不同造成了在电阻R1和R2处产生的干扰电流信号IO1和IO2不相同。一般的，R1、R2阻止相等，假设没有干扰电流信号时经过R1和R2的电流为IO，则在干扰电流信号IO1和IO2的影响下，电能表计量芯片采样信号收实际采集到信号为V=R1（IO-IO1）+R2（IO+IO2）=R*IO+R（IO2-IO1），即出现了检定误差R（IO2-IO1）。尤其在小电流检表时，干扰信号占比增加，造成电能表检定超差。
作为现有技术，授权公告号为CN106449070B的中国发明专利公开了一种互感器绕制方式，其次级线圈包括第一次级线圈和第二次级线圈，第二次级线圈反向绕制在第一次级线圈外、且第一次级线圈的首端和第二次级线圈的首端相连接，第一次级线圈的末端和第二次级线圈的末端为所述次级线圈的两个引出端。如图4所示，该绕制方式相当于将次级线圈整体导线的中心点向内层进行了移动，而两个引出端所在的导线层分别处于外层和靠近外层的位置，以此来抵消靠内层线圈的距离差，使得平均距离L1和L2大小接近（详细定义参见该专利中的记载）。而L1与L2大小越接近，此时产生的CA1、CA2就会相对越平衡。然而，此种绕制方法只是使CA1和CA2的差值有所减小，事实上其差值仍然会造成一定的检定误差，尤其在三相三线系统干扰电压较大时，小电流计量还是会呈现比较大的检定误差。
实用新型内容
本实用新型提出了一种三相三线电能表的电流互感器，其目的是：进一步缩小电流互感器的一次侧两个引出端与二次侧两个引出端之间所构成的两个分布电容之间的差值，从而进一步缩小该差值所造成的检定误差。
本实用新型技术方案如下：
一种三相三线电能表的电流互感器，包括一次侧和二次侧，所述二次侧包括内层线圈部分和外层线圈部分；所述内层线圈部分和外层线圈部分的绕制方向相反；
所述内层线圈部分为由内向外绕制而成，内层线圈部分的首端N1位于内层线圈部分的最内层，内层线圈部分的末端N2位于内层线圈部分的最外层；
所述外层线圈部分为由内向外绕制而成，外层线圈部分的首端W1位于外层线圈部分的最内层，外层线圈部分的末端W2位于外层线圈部分的最外层；
内层线圈部分的末端N2与外层线圈部分的末端W2短接；内层线圈部分的首端N1和外层线圈部分的首端W1分别作为电流互感器的二次侧的两个引出端。
作为所述三相三线电能表的电流互感器的进一步改进：二次侧的内层线圈部分的线圈数量为二次侧总线圈数量的二分之一至五分之四。
作为所述三相三线电能表的电流互感器的进一步改进：二次侧的内层线圈部分的线圈数量为二次侧总线圈数量的三分之二。
作为所述三相三线电能表的电流互感器的进一步改进：所述一次侧缠绕在二次侧的外侧，所述二次侧的外侧还缠绕有位于一次侧内侧的绝缘胶带。
作为所述三相三线电能表的电流互感器的进一步改进：电流互感器的二次侧的两个引出端之间还连接有串联的第一电阻和第二电阻。
作为所述三相三线电能表的电流互感器的进一步改进：所述第一电阻和第二电阻阻值相等。
相对于现有技术，本实用新型具有以下积极效果：（1）本实用新型通过将二次侧分成内外两部分，并将引出端均从两部分的最内侧引出，使得一次侧绕组和二次侧绕组之间的相对距离有所增加，从而同时减小了分布电容CA1和CA2的电容值，继而使得二者的差值也相对减小，缩小了该差值所造成的检定误差。（2）本实用新型通过增大内层线圈部分的相对线圈数量，达到了进一步缩小CA1和CA2的电容值差值的目的。
附图说明
图1为本实用新型二次侧绕制方式的等效电路示意图；
图2为三相三线电能表检定原理示意图；
图3为传统的互感器绕制方式的等效电路图；
图4为现有技术中改进后的互感器绕制方式的等效电路示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本实用新型的技术方案：
一种三相三线电能表的电流互感器，包括一次侧和二次侧。所述一次侧缠绕在二次侧的外侧。
具体的，如图1，所述二次侧包括内层线圈部分和外层线圈部分，且所述内层线圈部分和外层线圈部分的绕制方向相反。
所述内层线圈部分为由内向外绕制而成，内层线圈部分的首端N1位于内层线圈部分的最内层，内层线圈部分的末端N2位于内层线圈部分的最外层。
所述外层线圈部分为由内向外绕制而成，外层线圈部分的首端W1位于外层线圈部分的最内层，外层线圈部分的末端W2位于外层线圈部分的最外层。
内层线圈部分的末端N2与外层线圈部分的末端W2短接。内层线圈部分的首端N1和外层线圈部分的首端W1分别作为电流互感器的二次侧的两个引出端。
缠绕时，二次侧漆包线分两次绕制，先绕制内层线圈部分，大约为二次侧总线圈的数量的二分之一至五分之四，优选为三分之二左右。然后反向绕制外层线圈部分。完工后，将内层线圈部分的末端N2与外层线圈部分的末端W2短接，以内层线圈部分的首端N1和外层线圈部分的首端W1分别作为电流互感器的二次侧的两个引出端。
电流互感器的二次侧的两个引出端之间还连接有串联的第一电阻和第二电阻，用于采样。一般的，所述第一电阻和第二电阻阻值相等。
绕制完二次侧线圈后缠绕绝缘胶带，在绝缘胶带外侧再次绕制一次侧绕组，完成整个互感器的制作。
分布电容CA1和CA2的差值得到缩小的原因是：根据电容公式C=εS/d（ε为极板间介质的介电常数，S为极板面积，d为极板间的距离）可以看出，相同介电常数下，极板面积S越大，电容值越大；而极板间距越大，电容值越小。本方式的两个引出端都是从线圈部分的最内层引出，增加了二次侧与一次侧之间的距离，相当于增大了极板间距，从而减小了CA1和CA2的电容值，CA1和CA2的差值也必然随之减小。其次，对于二次侧绕组的内外两部分线圈而言，内层线圈部分与一次侧绕组的平均距离d2相对更大，为保持二次侧绕组线圈的平衡，本方案通过增加内层线圈部分的圈数（相当于增大极板面积），来补偿平均距离d2相对较大所造成的影响，进一步缩小CA1和CA2的差值。
实践证明，通过此方法绕制的互感器，能保证CA1和CA2之间的差值小于0.05pF，完全满足三相三线系统检定的要求。
本方案能够有效解决三相三线电能表小电流精度计量问题，可以保证电能表在不同台体检验时，均能实现全量程误差精度不变，并满足要求、国网企标的新要求，为高稳定、高可靠、高精度的业内领先水平的三相表产品提供有力的技术保障，同时还可以节省对检定台体进行更新换代所要投入的成本。
Claims (6)
1.一种三相三线电能表的电流互感器，包括一次侧和二次侧，其特征在于：所述二次侧包括内层线圈部分和外层线圈部分；所述内层线圈部分和外层线圈部分的绕制方向相反；
所述内层线圈部分为由内向外绕制而成，内层线圈部分的首端N1位于内层线圈部分的最内层，内层线圈部分的末端N2位于内层线圈部分的最外层；
所述外层线圈部分为由内向外绕制而成，外层线圈部分的首端W1位于外层线圈部分的最内层，外层线圈部分的末端W2位于外层线圈部分的最外层；
内层线圈部分的末端N2与外层线圈部分的末端W2短接；内层线圈部分的首端N1和外层线圈部分的首端W1分别作为电流互感器的二次侧的两个引出端。
2.如权利要求1所述的三相三线电能表的电流互感器，其特征在于：二次侧的内层线圈部分的线圈数量为二次侧总线圈数量的二分之一至五分之四。
3.如权利要求2所述的三相三线电能表的电流互感器，其特征在于：二次侧的内层线圈部分的线圈数量为二次侧总线圈数量的三分之二。
4.如权利要求1所述的三相三线电能表的电流互感器，其特征在于：所述一次侧缠绕在二次侧的外侧，所述二次侧的外侧还缠绕有位于一次侧内侧的绝缘胶带。
5.如权利要求1至4任一项所述的三相三线电能表的电流互感器，其特征在于：电流互感器的二次侧的两个引出端之间还连接有串联的第一电阻和第二电阻。
6.如权利要求5所述的三相三线电能表的电流互感器，其特征在于：所述第一电阻和第二电阻阻值相等。
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