低压户内母线型电流互感器的误差分析与调整分析

摘 要

本文主要浅谈低压户内母线型电流互感器的误差分析与调整。

【关键词】低压户内母线型电流互感器 误差分析 调整

目前市场上销售的电流互感器因厂家的材料来源参差不齐，所以铁芯（矽钢片）的型号较杂，有的利用边脚料，尺寸大小不一，有的为了省料任意的缩小铁芯，再加上加工工艺的缺陷和装配上的松动、虚焊等问题，因而带来了质量上的问题，检测结果不稳定，不规律，甚至有反常现象，现从以下几个方面浅析低压户内母线型电流互感器的误差来源与调整：

1 电流互感器的误差来源分析

电流互感器是按电磁变换原理工作的，它的一次线圈串联在电路中，二次线圈与电流表、电度表等仪表相连 ，一次线圈内的电流取决于线路的负载电流与二次负荷无关，二次线圈侧的电流表等二次仪表的线圈阻抗都是很小的，所以电流互感器在正常运行时，接近于短路状态，这是电流互感器与变压器的主要不同之处，电流互感器在正常运行时，磁势互相平衡：

I1 N1=I2 N2+I0 N1 其激磁安匝很小。

从公式看，I2 N2 < I1 N1 ，所以电流互感器在设计时都是设计成负比差，这样才有激磁电流，同时也有利于我们调整误差。如果一旦二次开路时 ，一次安匝全部用来激磁，此时铁芯处于高度饱和状态，导致铁芯损耗和温度剧增，而且二次线圈上会感出很高电压，危害操作人员，同时铁芯中的剩磁还会影响互感器的误差，所以我们对电流互感器在试验和运行中，必须避免二次线圈开路，检验时必须退磁。

让我们再看看电流互感器的矢量图和误差来源：

电流互感器的比差与角差的含义，让我们从电流互感器的矢量图来看，实际上一次电流与折算到一次测的二次电流在数值上与相位上都有不同的变化，所以也就存在着一次电流与二次电流的比值和相位差。如图1所示。

比值差f 就是折算到一次测的二次电流与实际一次电流间的差值，以一次电流的百分数表示，即：

式中Kn为额定电流比

当KnI2>I1 时，比差为正差，反之为负差。相角差δ是实际的一次电流矢量与转过180°后的二次电流矢量间的夹角，以分表示，当转180°后的二次电流矢量超前于一次电流的矢量时相角差为正值，反之为负值，由于相角差一般不超过2°，实际上以分表示：

1弧度=3438分

1分=0.00029弧度

由矢量图可以求得比值差与相角差的近似计算公式。

：

分

故然比差f与相角差δ对电流互感器的质量很重要，它是电流互感器的主要技术指标，那么决定f与δ 值的大小的因素又是什么呢？概括的讲，误差f 与δ 均与激磁安匝I0N1有关，但激磁安匝又取决于激磁电流I0，理想的I0越小越好，但实际做不到，只有用加大互感器的体积和高的钢片材质，才能办到。但另一方面与二次回路阻抗角Ψ和铁芯损耗θ有关，而激磁安匝又与磁通密度和硅钢片导磁率μ有关，同时，f和δ一次电流倍数和负荷都有一定的关系。电流互感器的导磁率和损耗角在额定负荷运行状态下，随一次电流增大而增大，当一次电流增大时，误差将减小，角差的减小量比比差的多，当负荷阻抗减小时，角差和比差亦同时减少。

2 解决电流互感器误差的途径

我们通过电流互感器误差由来的分析，欲使电流互感器比差和角差达到理想的精度，我们提出以下的途径，供生产者参考：

（1）铁芯的截面积A应当大，而磁路的平均长度应当短，即适当缩小铁芯内外径，加大铁芯宽度。

（2）付级的线圈匝数应当多，因为负极的额定电流为5安培，故而负极的安培匝数应当大些好。

（3）铁芯的导磁系数应当大，同时所用的磁通密度应当低，导磁系数与铁芯的选用材料有关，要使电流互感器之比差与角差值小，首先应当使激磁电流的有功分量和激磁电流的无功分量之值要小，欲达到此目的，必须采用导磁系数大的材料。一般电流互感器所常用的铁芯材料多为含砂4%的矽钢片，精密度较高的电流互感器亦有采用各种镍合金作为铁芯材料，因为它的导磁系数较矽钢片大得多，故利用此种材料，可大大改善其精度的特性。

3 校验过程中的电流互感器的几个误差类型的调.整

3.1 校验时极性指示灯发亮有以下几种情况

（1）校验线路接错和接线开路。

（2）标准互感器与被检互感器的变比不一致。

（3）被检互感器一次线圈短路极性指示灯亮，短路有两种情况，一种是一次线圈尾首短路，调压器升一点电流指示灯就亮，一种是调压器升到近额定满负荷时灯泡才发亮（这是指LQG―0.5型号）一次线圈短路就无法校验，即实际变比改变了。

（4）被检互感器二次线圈反接到校验仪器上指示灯亦亮，即极性反接，只要调换一下接头就行了。

3.2 下列几种情况的调整方法

（1）被检互感器的比角差同时特大，解决办法调整二次线圈安匝数，有调1/2匝，1/5 或 1/7匝的看具体误差大小情况来调。

（2）比差小，角差大的调整，取决铁芯的材质和加工工艺，所以我们生产电流互感器时选择铁芯材质特别重要，矽片的剪切，卷呀，退火，接头，整洁，都要一丝不苟的重视。

（3）满截100%时的角比差调试途径：

a.减少线圈，将比差调到负0.2左右的数值上，角差在10分左右。

b.适当增加磁分流片数至3圈3圈或3 圈。

c.绕紧主铁芯，并增加1圈左右的截面积。

d.严格掌握退火工艺要求。

（4）满载100%合格，而20%或10%不合格的调试途径：

a.适当增加磁分流片数至3圈。3圈或3圈。

b.绕紧主铁芯，并增加主铁芯一圈的截面积。

c.严格掌握退火工艺，烘漆温度。

d.严格做好二次线头的除漆层和搪锡工作及减小焊接的接触电阻，以免增加二次电阻，阻抗，电抗等。

e.严格掌握二次线圈的线号规格，不得增长或减少线号，以免增加电阻，阻抗，电抗等。

f.做好测试前的退磁处理。

作者单位

扬州市计量测试技术研究所 江苏省扬州市 225000