一种电流互感器高精度测试设备

技术领域

本发明涉及互感器测试技术领域，具体是一种电流互感器高精度测试设备。

背景技术

常规的测量用电流互感器由于材料和制造工艺的原因，在低额定电流(低于20％)的工作条件下，比差会急剧增高、误差会变得更大；甚至在远低于额定电流时完全没有二次电流输出。

在电流互感器的国家标准技术要求GB 20840.2-2014中5.6节中，规定了电流互感器的比差限值，以最优的0.1级电流互感器为例，在100％额定的情况下规定比差限值为0.1，但在20％额定时比差限值为0.2，在5％额定时比差限值为0.4。但是在一些需要精确测量和低电流测量的场合，这些电流互感器并不适用。例如，在配电网小电流接地选线系统中，高阻接地的场景下，需要能准确判定低于1％的额定电流，目前市面的CT都不适用。

所以申请人研发了新型的电流互感器，可以精确的测量到最低0.01A的一次电流。但对CT进行测试有以下难点：

1、量程太大、范围太宽，最大测量电流是最小测量电流的120000倍，常规的测试方法不能满足需求。

2、在最小电流的情况下，一次CT输出电流为微安级别，二次CT本身的铁损和励磁原因，基本没有输出或者精度严重超差，造成测试结果的偏差。

所以常规的测试方法难以对该电流互感器进行测试，需要设计一款新的电流互感器测试设备。

发明内容

本发明为克服上述情况不足，旨在提供一种能解决上述问题的技术方案。

一种电流互感器高精度测试设备，包括数据处理模块、前端处理模块，数据处理模块包括中央控制器以及与中央控制器连接的存储器、模拟数字转换器，前端处理模块包括择一与受测试品连接的低电流测量通道、大电流测量通道，中央控制器与受测试品之间接入电流源；

其中，低电流测量通道包括运算放大器U1，大电流测量通道包括运算放大器U2，运算放大器U1、运算放大器U2的正极端、负极端之间分别互感器CT1、互感器CT2，运算放大器U1、运算放大器U2的正极端、负极端之间还分别接入一对反向并联的二极管，运算放大器U1、运算放大器U2的输出端与模拟数字转换器连接。

进一步的，运算放大器U1、运算放大器U2的负极端、输出端之间分别接入电容C1、电容C2，电容C1、电容C2的两端分别连接有电阻R1、电阻R2。

进一步的，互感器CT1、互感器CT2均为电磁式互感器。

进一步的，中央控制器连接有频率测量模块并通过频率测量模块分别与低电流测量通道、大电流测量通道连接。

进一步的，数据处理模块还连接有人机交互模块，人机交互模块包括与中央控制器连接的触摸屏、显示器、键盘、鼠标。

与现有技术相比，本发明取得的有益效果为：前端处理模块部分使用了双通道的设计，大电流测量通道检测1A～1200A的一次电流，低电流测量通道检测10mA～10A的一次电流，以最大范围的利用模拟数字转换器的量程，达到了测量极宽测量范围的目的。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中前端处理模块的电路原理图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，一种电流互感器高精度测试设备，包括数据处理模块1、前端处理模块2，数据处理模块1包括中央控制器3以及与中央控制器3连接的存储器4、模拟数字转换器5，前端处理模块2包括择一与受测试品01连接的低电流测量通道6、大电流测量通道7，中央控制器3与受测试品01之间接入电流源8，低电流测量通道6的量程为10mA～10A，大电流测量通道7的量程为1A～1200A；

其中，低电流测量通道6包括运算放大器U1，大电流测量通道7包括运算放大器U2，运算放大器U1、运算放大器U2的正极端、负极端之间分别互感器CT1、互感器CT2，运算放大器U1、运算放大器U2的正极端、负极端之间还分别接入一对反向并联的二极管，在运算放大器U1、U2不上电时保证互感器CT1、CT2不会开路并起到线路保护作用，运算放大器U1、运算放大器U2的输出端与模拟数字转换器5连接。前端处理模块2部分使用了双通道的设计，大电流测量通道7检测1A～1200A的一次电流，低电流测量通道6检测10mA～10A的一次电流，以最大范围的利用模拟数字转换器的量程，达到了测量极宽测量范围的目的。进一步的，运算放大器U1、运算放大器U2的负极端、输出端之间分别接入电容C1、电容C2，电容C1、电容C2的两端分别连接有电阻R1、电阻R2。电流源的主体为独立的继保仪、电流发生器等设备，它可以通过以太网、串口的方式被本申请的设备控制，生成一个人为设定的电流，在理想情况下，生成多少电流，在经过两级CT和内部处理后计算的电流值应该与之相等，但是实际上由于转换损耗等各种参数影响而存在差异，这个差异就是比差，而本申请提供的设备对基于设备的误差进行校准，让误差源尽量的来自于受测试品，达到测试受测试品的目的。

进一步的，互感器CT1、互感器CT2均为电磁式互感器。互感器CT1、互感器CT2的磁芯采用坡莫合金，具有很高的弱磁场导磁率，还具有抗磁饱和强度高、铁损低的特点，所以一方面可以很灵敏的检测到微弱的电流，另一方面可以很准确的复制二次电流的变化曲线，在电流突变时也很难发生形变。

具体的，如图2所示，电流源8的输出电流为I

其中，Kr2、Kr3基于本设备进行了固有误差校准，因此，V

进一步的，中央控制器3连接有频率测量模块9并通过频率测量模块9分别与低电流测量通道6、大电流测量通道7连接。

进一步的，数据处理模块1还连接有人机交互模块10，人机交互模块10包括与中央控制器3连接的触摸屏101、显示器102、键盘103、鼠标104。本设备提供了人机交互界面，只要输入测试电流即能够反馈受测试品的角差、频差，直观的反馈测试结果。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。