鉗式電流互感器

額定變比:5A/5mA

額定伏安數(shù):0100125VA

工作頻率:50Hz(45Hz～65Hz)

比差和角差:均優(yōu)于0.1級

測量范圍: (120 %～1 %) IN

絕緣電阻(一次導(dǎo)線對二次線圈及外殼):≥1000MΩ

工作電源: 15V (電池供電時: ±9V ，容量> 150mAh)

電源功耗:180mW

自熱時間:5分鐘

工作環(huán)境溫度: - 10℃～40℃

尺寸:190mm×50mm×40mm

鉗形電流互感器小電流特性較好，當(dāng)被測電流在(120 %～10 %) IN范圍內(nèi)變化時，比差和非線性均<±0.02 % ，角差非線性≤0.6′。工作電源設(shè)計成交直流兩用，既可用交流供電也可用可充電電池供電。如在其輸出端接上一有源負(fù)載就能實現(xiàn)精密交流電流/電壓轉(zhuǎn)換，輸出電壓可在0～5V范圍內(nèi)任意調(diào)整。鉗形電流互感器載流導(dǎo)線位置相關(guān)性變差小，抗干擾能力較強(qiáng)，如將它接到高準(zhǔn)確度的功率電能表、電流表、相位表，就能進(jìn)行更準(zhǔn)確的現(xiàn)場檢測，既安全又可提高工作效率。

電磁式電流互感器已能達(dá)到很高的精度，但鉗形電流互感器由于要開口，導(dǎo)磁系數(shù)將不可避免地大大降低，如果不采取補(bǔ)償措施，其測量準(zhǔn)確度很難提高，且位置相關(guān)性也很大。

針對上述問題，本設(shè)計方案中主要采取了以下三種措施，其一，選用高導(dǎo)磁率的鐵磁材料鐵鎳合金，起始相對導(dǎo)磁率為40000 ，最高可達(dá)100000；其二，采用自平衡電子補(bǔ)償式電路對互感器進(jìn)行補(bǔ)償；其三，采取特殊的屏蔽措施，減小泄漏干擾以保證鐵心中剩余磁通檢測的準(zhǔn)確性。

采用的運(yùn)算放大器要求失調(diào)電壓、失調(diào)電流及溫度漂移盡可能小，開環(huán)放大倍數(shù)大，頻帶寬。本樣品中運(yùn)放失調(diào)電壓為0.15mV ，失調(diào)電流為1μA ，交流零電壓< 100μV 。也就是說這時的互感器將設(shè)有誤差，這就是通常所說的零磁通原理。

靠自身實現(xiàn)零磁通是不可能的，必須靠外界條件的補(bǔ)償才能達(dá)到。本設(shè)計中采用自平衡電子補(bǔ)償?shù)脑?。運(yùn)放輸出電壓與二次繞組串聯(lián)產(chǎn)生電流所產(chǎn)生的磁通對鐵心去磁，使鐵心達(dá)到平衡。

在理想狀態(tài)時，運(yùn)放的放大倍數(shù)為鐵心接近于零磁通狀態(tài)。由于這類互感器的二次電流幾乎全部由外電源通過運(yùn)放供給，不從二次繞組的感應(yīng)電勢取電流，因而自平衡電子補(bǔ)償式電流互感器可達(dá)到很高的精度。事實上完全的零磁通狀態(tài)是達(dá)不到的，鐵心中必須有一點(diǎn)微弱的剩余磁通才能使放大器輸出二次電流。放大器的放大倍數(shù)越大，補(bǔ)償效果越好，但太大了會引起振蕩，使系統(tǒng)工作不穩(wěn)定，這兩者是相互制約的。

運(yùn)放開環(huán)放大倍數(shù)一般很大，因此輸入端可視為虛地點(diǎn)，互感器二次工作在短路狀態(tài)，可視為空載，因而放大器對鉗形互感器的影響極小。經(jīng)多次實測也證明這樣構(gòu)成的電流/電壓轉(zhuǎn)換器仍可達(dá)到0.1級的準(zhǔn)確度 。

人們越來越關(guān)注現(xiàn)場電流、相位、功率、電能的高準(zhǔn)確度測量。為了達(dá)到這一目的，往往需要通過反復(fù)拆、接線將高精度測量儀表的電流互感器串入電路，這既不安全又費(fèi)時。用現(xiàn)有的鉗形電流電流互感器由于其準(zhǔn)確度等級低，極大地限制了測量準(zhǔn)確度的提高。解決這一問題的關(guān)鍵是研制出高精度的鉗形電流互感器，這里簡稱為(電流夾鉗) 。

依據(jù)《JJ G313 - 94測量用電流互感器國家計量檢定規(guī)程》、《GB1208 - 1997 電流互感器國家標(biāo)準(zhǔn)》、《ZBN21007 - 88鉗形電流形國家專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》，制定了如下測試考核項目即: 考核驗證比差、角差的線性，升降變差，被測載流導(dǎo)線的位置相關(guān)性，鉗口開、合變差，短期穩(wěn)定性，頻率特性，電磁干擾試驗，溫度特性試驗，以及與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字功率電能表結(jié)合的整體性能測試，與有源負(fù)載構(gòu)成精密鉗形電流/電壓轉(zhuǎn)換器的性能測試等項目。在我所互感器試驗室用由BL 3401型電流比例標(biāo)準(zhǔn)(精度為0.0005級)和HEG5型互感器校驗儀組成的互感器校驗裝置對ECCT-1型鉗形電流互感器進(jìn)行反復(fù)多次的全性能考核，測試結(jié)果表明所研制的兩個樣品，其線性和變差均優(yōu)于0.1級電流互感器的技術(shù)指標(biāo)，其中NO∶1號夾鉗的非線性可達(dá)0.015 %。

經(jīng)過兩年的艱苦努力，在提高小電流鉗形電流互感器的精度方面作了一些初步的嘗試，取得了一些進(jìn)步，但由于經(jīng)驗和時間所限深感在本次研制中還存在一些不足，無論在結(jié)構(gòu)設(shè)計和加工工藝等方面都還加以改進(jìn)。我們將不斷地努力探索、改進(jìn)，在今后的試驗研究中一定能夠制造出性能更好、精度更高的各類鉗形電流互感器，爭取批量生產(chǎn)，擴(kuò)大應(yīng)用范圍 。