一种宽量程标准电流互感器的误差溯源装置及其方法

技术领域

本发明涉及宽量程标准电流互感器领域，特别是一种宽量程标准电流互感器的误差溯源装置及其方法。

背景技术

随着城镇居民人数的高度激增和城市工业的飞速发展，城镇电网的用电负荷逐年增加，目前电力系统中采用的计量用电流互感器最高准确级为0.2S级，而实际上，很多用户负荷的变化范围非常大，电流互感器经常在极小电流和超载电流下工作，无法同时满足大电流信号和小电流信号的测量需求，互感器二次感应电流远小于应该用于计量的电流值，造成电费计量偏差；

《Q/GDW10572.1—2020 计量用互感器技术规范第1部分：低压电流互感器》中新增了宽量程电流互感器的准确级0.5SS和0.2SS级在0.1％～200％额定电流情况下内误差限值范围；但目前受到误差检定系统的量程限制，宽量程电流互感器的准确计量是本领域亟待解决的问题。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有的宽量程电流互感器的计量问题存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明所要解决的问题在于为检定宽量程低压电流互感器，提供一种宽量程标准电流互感器的误差溯源装置，并且给出溯源方法。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种宽量程标准电流互感器的误差溯源装置，该装置设置于宽量程标准电流互感器T

本发明的另一个目的是提供了一种宽量程标准电流互感器的误差溯源方法，包括：采用分段式溯源测量额定电流情况下的误差，包括，测量0.1%～120%额定电流情况下的误差和测量120%～200%额定电流情况下的误差。

作为本发明所述宽量程标准电流互感器的误差溯源方法的一种优选方案，其中：测量0.1%～120%额定电流情况下的误差的连接，包括，补偿式电流比较仪T

作为本发明所述宽量程标准电流互感器的误差溯源方法的一种优选方案，其中：测量0.1%～120%额定电流情况下的误差的操作步骤，包括，通过调节调压器T

作为本发明所述宽量程标准电流互感器的误差溯源方法的一种优选方案，其中：测量120%～200%额定电流情况下的误差的连接，包括，通过高精度双级电流互感器

作为本发明所述宽量程标准电流互感器的误差溯源方法的一种优选方案，其中：测量120%～200%额定电流情况下的误差的操作步骤，包括，通过调压器T

作为本发明所述宽量程标准电流互感器的误差溯源方法的一种优选方案，其中：补偿式电流比较仪T

本发明有益效果为：本发明提出的宽量程标准电流互感器的误差溯源装置及其方法，一方面是屏蔽宽量程标准电流互感器的整个二次线圈，另一方面是在调压器T

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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它的附图。其中：

图1为实施例1中宽量程标准电流互感器T

图2为实施例1中宽量程标准电流互感器T

图3为实施例1中宽量程标准电流互感器T

图4为实施例1中宽量程标准电流互感器T

图5为实施例1中宽量程标准电流互感器T

图6为实施例2中用宽量程标准电流互感器T

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

实施例1

参照图1~图5，为本发明第一个实施例，该实施例提供了一种宽量程标准电流互感器的误差溯源装置，其中，宽量程标准电流互感器包括：铁芯、线圈组件、屏蔽层、绝缘层和箱体。

其中，所述铁芯包括主铁芯和屏蔽铁芯，所述屏蔽铁芯设置于所述主铁芯外侧，其包括内屏蔽铁芯、外屏蔽铁芯、上屏蔽铁芯以及下屏蔽铁芯；所述线圈组件包括均匀绕制于所述主铁芯上的补偿线圈、缠绕在所述屏蔽铁芯上的一次线圈，和缠绕在所述一次线圈上的二次线圈，如图 2 所示，补偿线圈的极性端B

进一步的，本发明把宽量程标准电流互感器T

进一步的，一次线圈的抽头

其中，宽量程标准电流互感器的误差溯源装置，包括，调压器T

升流器T

宽量程标准电流互感器T

参照图3和图4，本实施例还提供一种宽量程标准电流互感器的误差溯源方法，包括采用分段式溯源测量额定电流情况下的误差，该步骤包括测量0.1%～120%额定电流情况下的误差和测量120%～200%额定电流情况下的误差。

其中，测量0.1%～120%额定电流情况下的误差时，采用如图3所示的试验接线图。

选用0.001级补偿式电流比较仪作标准，宽量程标准电流互感器的一次线圈极性端与补偿式电流比较仪T

补偿式电流比较仪T

补偿式电流比较仪T

宽量程标准电流互感器T

补偿式电流比较仪T

进一步的，补偿式电流比较仪T

进一步的，测量0.1%～120%额定电流情况下的误差操作步骤包括：

通过调节调压器T

测试时调节二次补偿线圈回路中的电压源调零装置 S，使得补偿式电流比较仪T3在相应的工作电流测试点下指零线圈上的电压为零，此时误差测量装置 HE 中的读数即为宽量程标准电流互感器 T

现常用的电流互感器检定线路中，由于电流互感器各绕组匝间、层间和整个测试系统均存在杂散电容，当一次回路处于正常工作状态时，杂散电容的两端就有了电压差，从而引起泄漏电流，如果这一电流进入到测差回路中即会对误差测量结果造成影响，影响量的大小与一次回路上的电压值有关，这一影响量在 0.1%额定电流下测量时非常明显。

进一步的，调压器T

如图3所示的检定接线图中，在调压器T

当升流器T

进一步的，由于空间电压差及杂散电容不变，产生的泄漏电流保持不变。

根据误差测量装置HE的工作原理，宽量程标准电流互感器T

在升流器T

泄漏电流

根据比例关系，工作电流越小，泄漏电流对误差数据的影响量越大，因此在0.1%和0.5%检定点的引起的测量误差不容忽视。

在如图3所示的一次线圈回路和二次线圈回路之间存在杂散电容C，若此时两者之间存在电压差，杂散电容会产生泄漏电流，如果这一电流进入到测差回路中即会对误差测量结果造成影响，工作电流越小，这一影响量越大，在0.1%额定电流时影响量最大。

进一步的，为了降低泄漏电流对宽量程标准电流互感器的误差测量的影响，宽量程标准电流互感器的整个二次线圈都采取了屏蔽措施，泄漏电流绝大多数都经过屏蔽流入到地，进入差流回路中的泄漏电流微乎其微，这样进一步地降低了由于杂散电容引起泄漏电流对测量误差的影响量。

为了验证屏蔽层对0.01SS级宽量程标准电流互感器的影响，可在小电流检定点时分别测试升流器T

此方法同样适用于基于用本发明的宽量程标准电流互感器作标准检定电流互感器的测试线路中。

更进一步的，测量120%～200%额定电流情况下的误差时，采用如图4所示的试验接线图。

进一步的，补偿式电流比较仪T

通过高精度双级电流互感器

双级电流互感器

现有的误差测量系统基本按照120%额定电流设计的，在150%和200%检定点时会出现因电流过载而影响测量精度甚至损坏设备的情况。

因此在溯源方法中采用乘法线路，即用宽量程标准电流互感器级联双级电流互感器，双级电流互感器

这样标准设备和被检设备的变比值相同，宽量程标准电流互感器通过级联双级电流互感器的方式减小了二次回路电流，此时误差测量装置HE及补偿式电流比较仪T

例如与宽量程标准电流互感器级联的双级电流互感器的变比为10A/5A，即

由于级联的双级电流互感器本身存在误差，所以需要考虑双级电流互感器的准确级。假设宽量程标准电流互感器的电流比为

；

其中，

；

其中，把宽量程标准电流互感器的二次电流

可得到：

；

因此整个级联线路的电流比为

为了保证检定准确度，双级电流互感器准确级比宽量程标准电流互感器高两个等级即可忽略不计。

所以双级电流互感器可以选用0.001S级及以上的双级电流互感器。

综上，本发明提出的宽量程标准电流互感器的误差溯源装置及其方法，一方面是屏蔽宽量程标准电流互感器的整个二次线圈，另一方面是在调压器T

实施例2

参照图6和表1及表2，为本发明第二个实施例，在第一个实施例的基础之上，为了验证其有益效果，提供了与HLS-20G2精密电流互感器的误差数据对比说明，包括，基于用本发明的宽量程标准电流互感器作标准检定电流互感器的测试线路进行实验并与HLS-20G2精密电流互感器进行对比。

在采用如图6所示的试验接线图进行电流互感器检定时，宽量程标准电流互感器T

进一步的，图6中被检电流互感器

宽量程标准电流互感器T

二次线圈极性端相接后，从被检电流互感器

被检电流互感器

下表为检定额定电流比为300A/5A的宽量程电流互感器的误差数据，额定负载为5VA，功率因数0.8。

表1采用HLS-20G2精密电流互感器检定宽量程电流互感器的误差数据

表2采取本发明的宽量程标准电流互感器检定宽量程电流互感器的误差数据

对比数据可以明显看出，泄漏电流对宽量程电流互感器的比值差的测量产生较大影响，在使用本发明宽量程标准电流互感器后，泄漏电流对误差测量的影响量明显降低。

表1可以看出HLS-20G2精密电流互感器在0.1%额定电流比测量点，由泄漏电流引起的附加比值误差为-0.022%，对误差测量的影响量较大。

而随着一次电流值增大，由于泄漏电流基本保持不变，因此其引起的附加误差呈比例关系下降，在1%测量点基本忽略不计。

使用本发明的宽量程标准电流互感器，并在检定线路中调压器

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。