全文摘要
本实用新型提供了一种电流互感器，电流互感器用于检测的二次检测线圈绕组和二次补偿线圈绕组与放大器和负载电阻之间只需要3根连接线进行连接，相比传统4根线连接，达到了降低电流互感器的成本的目的。
主设计要求
1.一种电流互感器，其特征在于，包括：磁芯、一次线圈绕组、二次检测线圈绕组、二次补偿线圈绕组、放大器；所述一次线圈绕组、所述二次检测线圈绕组、所述二次补偿线圈绕组绕制在所述磁芯上；所述放大器的输入端的正端与所述二次检测线圈绕组的同名端相连接，所述放大器的输入端的负端与所述二次检测线圈绕组的非同名端相连接，所述放大器的输出端与所述二次补偿线圈绕组的非同名端相连接；所述二次检测线圈绕组的同名端与所述二次补偿线圈绕组的同名端相连接，或者，所述二次检测线圈绕组的非同名端与所述二次补偿线圈绕组的非同名端相连接；所述一次线圈绕组的两端为零磁通电流互感器的输入端；所述二次补偿线圈绕组的同名端和所述放大器的电源地为零磁通电流互感器的输出端。
设计方案
1.一种电流互感器，其特征在于，包括：磁芯、一次线圈绕组、二次检测线圈绕组、二次补偿线圈绕组、放大器；
所述一次线圈绕组、所述二次检测线圈绕组、所述二次补偿线圈绕组绕制在所述磁芯上；
所述放大器的输入端的正端与所述二次检测线圈绕组的同名端相连接，所述放大器的输入端的负端与所述二次检测线圈绕组的非同名端相连接，所述放大器的输出端与所述二次补偿线圈绕组的非同名端相连接；
所述二次检测线圈绕组的同名端与所述二次补偿线圈绕组的同名端相连接，或者，所述二次检测线圈绕组的非同名端与所述二次补偿线圈绕组的非同名端相连接；
所述一次线圈绕组的两端为零磁通电流互感器的输入端；
所述二次补偿线圈绕组的同名端和所述放大器的电源地为零磁通电流互感器的输出端。
2.根据权利要求1所述的一种电流互感器，其特征在于，所述在二次补偿线圈绕组的同名端和放大器的电源地连接上负载电阻。
3.根据权利要求1或2所述的一种电流互感器，其特征在于，所述二次检测线圈绕组和二次补偿线圈绕组采用双线并绕或分开绕设的方式绕在所述磁芯上。
4.一种电流互感器，其特征在于，包括：磁芯、一次线圈绕组、二次检测线圈绕组、二次补偿线圈绕组；
所述一次线圈绕组、所述二次检测线圈绕组、所述二次补偿线圈绕组绕制在所述磁芯上；
所述二次检测线圈绕组的同名端与所述二次补偿线圈绕组的同名端相连接，所述二次补偿线圈绕组的两端和所述二次检测线圈绕组的非同名端为电流互感器的输出端；或者，所述二次检测线圈绕组的非同名端与所述二次补偿线圈绕组的非同名端相连接，所述二次补偿线圈绕组的两端和所述二次检测线圈绕组的同名端为电流互感器的输出端；
所述一次线圈绕组的两端为电流互感器的输入端。
5.根据权利要求4所述的一种电流互感器，其特征在于，所述二次检测线圈绕组和二次补偿线圈绕组采用双线并绕的方式绕在磁芯上。
设计说明书
技术领域
本实用新型属于电流测量技术领域，具体涉及一种电流互感器。
背景技术
电流互感器广泛应用于工业现场设备和电力系统一次保护及控制回路中，用于测量线路中的电流，电流互感器基本的性能要求之一是具有低的测量误差，但是在进行电能量计量时要求电流互感器有尽可能低的测量误差。
参见图1，常规的电流互感器由磁芯1、一次线圈2和二次线圈4构成，标有“*”的线圈端子为一次线圈2或二次线圈4的同名端。当一次线圈2中流过电流时，由于电磁感应，在二次线圈4中就会感应出电势，在二次线圈4上连接有负载电阻6，则在二次线圈4中产生二次电流，二次电流正比于流过一次线圈 2中的电流。由于磁芯磁阻的存在，电流互感器在转变电流的过程中，必须消耗一小部分电流用于励磁，使磁芯磁化，从而在二次线圈产生感应电势和二次电流，电流互感器的测量误差就是由于磁芯所消耗的励磁电流引起的,电流互感器的测量误差为：
e1＝[(R0+RL)\/Zm]\/[1+(R0+RL)\/Zm]
其中：
Zm：磁芯1的励磁阻抗；
R0：二次线圈4的阻抗值；
RL：负载电阻6的阻阬值；
为降低电流互感器的测量误差，采用有源补偿式电流互感器能够有效地降低电流互感器的测量误差，补偿式的电路形式有单铁芯式和双铁芯式。申请号为 201110334904.4的中国专利：“用于汽车的基于零磁通补偿的电流传感器”公开了一种技术方案，如图2所示，包含磁芯T、二次绕组N2、检测绕组ND、磁通量补偿装置210、测量单元220，磁通量补偿装置210根据检测绕组ND两端的电势差向二次绕组N2提供补偿电流，以使得检测绕组ND两端的电势差趋于零，从而达到零磁通的效果，降低电流互感器的测量误差。但是需要将二次绕组N2的两根输出线和检测绕组ND的两根输出线接到磁通量补偿装置210及测量单元 220，有些应用环境条件下，将磁芯T、二次绕组N2、检测绕组ND制造成一个检测组件，而将磁通量补偿装置210及测量单元220组合成一个处理组件，但该方案的电流传感器在检测组件和处理组件之间需要有4根连接线：二次绕组N2的两根输出线和检测绕组ND的两根输出线，输出线较多就导致电流互感器成本较高。
发明内容
本实用新型提供了了一种电流互感器，利用二次检测线圈绕组和二次补偿线圈绕组与放大器和负载电阻之间只需要3根连接线进行连接，从而达到了降低电流互感器的成本的目的。
本实用新型采用如下两种技术方案：
技术方案一
一种电流互感器，包括：磁芯、一次线圈绕组、二次检测线圈绕组、二次补偿线圈绕组、放大器；
所述一次线圈绕组、所述二次检测线圈绕组、所述二次补偿线圈绕组绕制在所述磁芯上；
所述放大器的输入端的正端与所述二次检测线圈绕组的同名端相连接，所述放大器的输入端的负端与所述二次检测线圈绕组的非同名端相连接，所述放大器的输出端与所述二次补偿线圈绕组的非同名端相连接；
所述二次检测线圈绕组的同名端与所述二次补偿线圈绕组的同名端相连接，或者，所述二次检测线圈绕组的非同名端与所述二次补偿线圈绕组的非同名端相连接；
所述一次线圈绕组的两端为零磁通电流互感器的输入端；
所述二次补偿线圈绕组的同名端和所述放大器的电源地为零磁通电流互感器的输出端。
进一步，所述在二次补偿线圈绕组的同名端和放大器的电源地连接上负载电阻。
进一步，所述二次检测线圈绕组和二次补偿线圈绕组采用双线并绕或分开绕设的方式绕在所述磁芯上。
采用本方案的电流互感器，待测电流通过一次线圈绕组时所产生的激磁磁通在二次检测线圈绕组两端产生感应电势并输入到放大器，放大器的输出电流提供给二次补偿线圈绕组对铁芯去磁，使电流互感器的磁芯近似为“零磁通”状态，从而降低了电流互感器的测量误差。
技术方案二
一种电流互感器，包括：磁芯、一次线圈绕组、二次检测线圈绕组、二次补偿线圈绕组；
所述一次线圈绕组、所述二次检测线圈绕组、所述二次补偿线圈绕组绕制在所述磁芯上；
所述二次检测线圈绕组的同名端与所述二次补偿线圈绕组的同名端相连接，所述二次补偿线圈绕组的两端和所述二次检测线圈绕组的非同名端为零磁通电流互感器的输出端；或者，所述二次检测线圈绕组的非同名端与所述二次补偿线圈绕组的非同名端相连接，所述二次补偿线圈绕组的两端和所述二次检测线圈绕组的同名端为零磁通电流互感器的输出端；
所述一次线圈绕组的两端为零磁通电流互感器的输入端。
进一步，所述二次检测线圈绕组和二次补偿线圈绕组采用双线并绕的方式绕在磁芯上。
本实用新型的电流互感器与申请号为201110334904.4的专利：“用于汽车的基于零磁通补偿的电流传感器”的技术方案相比较，二次检测线圈绕组和二次补偿线圈绕组与放大器和负载电阻只需要3根连接线，少用了1根连接线，降低了电流互感器的成本的目的，成本更低。
附图说明
图1是常规电流互感器的原理框图。
图2是申请号为201110334904.4的中国专利的原理框图。
图3至图6是本实用新型实施例1的原理图。
图7是本实用新型实施例2的原理图。图8 是本实用新型实施例3的原理图。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步的说明，使得本实用新型更加清楚、明白。
各图中，线圈标有“*”的端为同名端，另一端为非同名端。
实施例1：
如图3所示，一种零磁通电流互感器，包括：磁芯1、一次线圈绕组2、二次检测线圈绕组3、二次补偿线圈绕组4、放大器5；
一次线圈绕组2、二次检测线圈绕组3、二次补偿线圈绕组4绕制在磁芯1 上；
二次检测线圈绕组3的非同名端与二次补偿线圈绕组4的非同名端相连接；
放大器5的输入端的正端与二次检测线圈绕组3的同名端相连接，放大器5 的输入端的负端与二次检测线圈绕组3的非同名端相连接以及放大器5的输出端相连接；
一次线圈绕组2的两端为零磁通电流互感器的输入端；
二次补偿线圈绕组4的同名端和放大器5的电源地为零磁通电流互感器的输出端。
使用时，在二次补偿线圈绕组4的同名端和放大器5的电源地连接上负载电阻6,则有以下方程式：
Np*Ip-Ns*Is-Ns*Im＝0
Im＝E\/Zm
K*(Nf\/Ns)*E+E＝Is*R0+Is*RL
其中：
Np：一次线圈绕组2的匝数
Ns：二次补偿线圈绕组4的匝数
Nf:二次检测线圈绕组3的匝数
Is：二次补偿线圈绕组4中的电流
Im：磁芯1的励磁电流
E：二次补偿线圈绕组4上的感应电势
Zm：磁芯1的励磁阻抗
R0：二次补偿线圈绕组4的阻抗值
RL：负载电阻6的阻抗值
K：放大器5的放大倍数
求解以上方程式，可近似得到：
e≈e1\/[1+K*(Nf\/Ns)]
其中：
e1＝[(R0+RL)\/Zm]\/[1+(R0+RL)\/Zm]
本实用新型的零磁通电流互感器的测量误差比常规电流互感器的测量误差e1还低了[1+K*(Nf\/Ns)]倍，降低了电流互感器的测量误差，二次检测线圈绕组 3和二次补偿线圈绕组4与放大器5和负载电阻6之间只需要3根连接线进行连接，从而达到了降低了电流互感器的成本的目的。
具体实验数据方案如下：
1、采用传统电流互感器的技术方案，如图1所示：
电流互感器的最大电流为10A，额定电流为1A；
磁芯1采用超微晶铁芯，规格为：Φ14XΦ19X6.5；
一次线圈绕组2的匝数为1匝，线径:2mm；
二次线圈绕组4的匝数为500匝，线径:0.12mm；
负载电阻6的阻抗值为5欧时的电流互感器误差测试数据如下：
申请码:申请号:CN201920013156.1 申请日:2019-01-04 公开号:公开日:国家:CN 国家/省市:86(杭州) 授权编号:CN209656769U 授权时间:20191119 主分类号:G01R 19/00 专利分类号:G01R19/00 范畴分类:31F; 申请人:陈德才 第一申请人:陈德才 申请人地址:310000 浙江省杭州市拱墅区祥符街道阮家桥申请西铭苑小区7幢3单元402 发明人:陈德才 第一发明人:陈德才 当前权利人:陈德才 代理人:周希良 代理机构:33246 代理机构编号:浙江千克知识产权代理有限公司 33246 优先权:关键词:当前状态:审核中 类型名称:外观设计
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