抗直流分量电流互感器磁芯及其制造方法和用途的制作方法

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电流互感器是电力生产和家用电表用电能计量、保护的关键设备。在电力生产过程中，发电、变电能够环节使用大量的电流互感器进行高压大电流电能的测量和安全保护。对于家用电能计量，从前一直采用转盘感应式电表，而近年来随着电能计量智能化尤其是远程抄表和分段计费系统的实施，已经开始普及电子式电表，电流互感器更是必不可少的。电流互感器的基本原理如图1所示。电流互感器的工作原理与普通变压器类似在高磁导率的铁芯3上绕制两组线圈，其中次级线圈1的匝数远远大于初级线圈2，这样，根据变压器原理，初级线圈中的大电流就转换成了次级线圈中的小电流，可以用电流表4直接测量。在实际使用中，互感器的初级线圈往往采用电网母线穿心方式(只有一匝)。
但是，电流互感器与普通变压器的一个重要区别是它有很高的测量精度要求。由于实际的变压器总是非理想的，总存在一些损耗和漏磁，因此造成了互感器的测量误差。互感器在测量电流时的误差有比差和角差(相位差)两种。所谓比差指互感器初级线圈和次级线圈的电流比相对于理想变压器电流比的偏差，主要由互感器的漏磁通引起。为了减小漏磁通，应使用磁导率高的铁芯材料。为了保证在不同电流负荷下比差一致，还要求铁芯磁导率具有良好的线性度。所谓角差指次级线圈与初级线圈电流的相位差，来源于互感器铁芯在磁化过程中产生的损耗。因此，为了降低角差应使用铁损低的铁芯材料。由此可见，互感器铁芯的磁性能是影响互感器精度的主要因素之一。为了达到较高的精度，要求互感器铁芯材料具有低铁损、高而且线性度较好的磁导率。
近年来，随着电力电子设备的增多，尤其是大量整流、变频和开关电源设备的应用，线路中的电磁污染日益严重，尤其是整流设备使电网中的直流分量逐渐增大。在既有正常的50Hz交流电流、又有直流分量的情况下工作时，互感器铁芯实际上受到了直流和交流的叠加磁化。为了使互感器在含有较大直流分量的情况下仍然能够正常工作，必须保证互感器铁芯在交直流叠加磁化时不饱和。为此，作为抗直流分量的电流互感器，铁芯材料应具有高的饱和磁感应强度，同时还应具有高的初始磁导率，以保证在较小或没有直流分量时的测量精度。
作为互感器的铁芯，其材料可有多种选择。硅钢片是广泛使用的软磁材料，其饱和磁感应强度，主要适用于各种低频变压器，由于铁损大、磁导率低，在互感器中会造成大的比差和角差，一般不采用。铁氧体是大量应用于高频的软磁材料，但由于它的饱和磁感应强度太低、温度特性太差，不能满足互感器使用环境的要求。也可以采用空心线圈制造互感器，但这种互感器对外磁场很敏感，必须采取屏蔽措施，增加了成本。