一种计量监督用低压电流互感器
技术领域
本发明涉及电测量技术领域，并且更具体地，涉及一种计量监督用低压电流互感器。
背景技术
计量用低压电流互感器是安装在0.4kV及以下低压电力线路上，给电能表和其他类二次设备提供电流做计量用途的电流互感器，常用的准确度等级有：0.2、0.5S、0.2S等。随着我国电力行业的快速发展，计量用互感器的使用量同步上升。传统的手工方式检定电能计量器具，工作效率较低，运营成本较高，难以保证检定标准和检定结果的高度一致。目前国家电网公司已在全国27个省建设了172条计量设备自动化检定系统实现集库房、校验设备、物流设备为一体的标准化检定中心。
计量用低压电流互感器自动化检定系统集成了管理平台、自动传输设施和全自动互感器检定装置，能够依据生产调度平台下达的检定计划，完成自动传输、互感器自动化检定、数据处理和全程监控，其一般由预处理、上料、输送、识别定位、绝缘电阻测量、工频耐压试验、二次绕组匝间绝缘强度试验、基本误差测量、磁饱和裕度测量、分选贴标、下料、后处理等单元组成。
但随着各计量中心检测量的激增，生产线的复杂程度随之增加，电能计量器具的故障点分析和检定检测结论都是由系统自动生成，全程无人工干预，传统的人工监督管理方式存在着滞后性，当流水线上某一环节出现问题系统反应错误时，可能已有大批量问题产品通过了流水线完成检定过程，但是监督人员无法准确判断，这些可能存在故障的产品会影响电网安全或引起电费核算有误带来经济上的损失。
利用适用于低压电流互感器自动化检定系统的核查标准外观同一般检定试品一模一样均有标准化设计要求，可随检定试品一同进入自动化检定系统进行反复的测量，统计测量结果绘制控制线，使自动化检定系统的测量过程始终处于统计控制状态。核查标准做为自动化检定系统质量核查的重要工具，它一定要具备良好的复现性和稳定性，普通计量用低压电流互感器试品准确度等级一般为0.2级、0.5级，因此，需要一种技术，以提高低压电流互感器准确度提高至0.05级，使其具备良好的复现性和稳定性，其测量的数据可作为建立控制线的依据。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种计量监督用低压电流互感器，包括：铁芯、二次绕组和导磁环；
所述铁芯上绕制二次绕组，绕制二次绕组后的铁芯固化置于导磁环内；
所述二次绕组连接至计量用低压电流互感器自动化检定系统。
可选的，装置的变比尺寸要求，根据额定一次电流变换规格。
可选的，铁芯的初始导磁率大于180000，饱和磁通密度大于1.25T。
可选的，铁芯为使用退火工序炼制，预设材料配比的纳米晶软磁合金。
可选的，退火工序完成后，对铁芯进行浸渍纳米聚合漆。
可选的，铁芯表面包裹有弹性缓冲材料，所述弹性缓冲材料外使用皱纹纸进行包封定型。
可选的，固化使用环氧树脂浇筑进行固化。
本发明提供的低压电流互感器准确度等级高于一般的低压电流互感器，可达到0.02级或0.05级，且具备良好的复现性和稳定性及升降变差，可用于低压电流互感器自动化检定系统的期间核查与质量监控，使自动化检定系统的测量过程始终处于统计控制状态。
附图说明
图1为一种计量监督用低压电流互感器结构图。
图2为一种计量监督用低压电流互感器铁芯改进前后磁化曲线对比图；
其中，1-主铁芯、2-纳米聚合漆、3-二次绕组和4-导磁环。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
本发明提出了一种计量监督用低压电流互感器，如图1所示，包括：铁芯、二次绕组和导磁环；
所述铁芯上绕制二次绕组，绕制二次绕组后的铁芯固化置于导磁环内；
所述二次绕组连接至计量用低压电流互感器自动化检定系统。
其中，互感器变比尺寸要求，根据额定一次电流变换规格。
铁芯的初始导磁率大于180000，饱和磁通密度大于1.25T。
铁芯为使用退火工序炼制，预设材料配比的纳米晶软磁合金。
退火工序完成后，对铁芯进行浸渍纳米聚合漆。
铁芯表面包裹有弹性缓冲材料，所述弹性缓冲材料外使用皱纹纸进行包封定型。
固化使用环氧树脂浇筑进行固化。
本发明提供的准确度等级高于一般的低压电流互感器，可达到0.02级或0.05级，且具备良好的复现性和稳定性及升降变差，可用于低压电流互感器自动化检定系统的期间核查与质量监控，使自动化检定系统的测量过程始终处于统计控制状态。
本发明从优化铁芯磁性能(合金材料配方和工艺)、电气部分缓冲设计和增设电磁屏蔽三个方面着手，在外形尺寸不变的条件下，可提高低压电流互感器的准确度等级。
本发明各变比尺寸要求额定一次电流75A-150A时采用LMZ1D规格，200A-600A采用LMZ2D规格，600A-800A采用LMZ3D规格，600A-800A采用LMZ4D规格(规格详细尺寸参照国家电网公司企业标准Q/GDW1572-2014《计量用低压电流互感器技术规范》)。
现有低压电流互感器通常采用纳米晶软磁合金1K107配方生产的材料，初始磁导率一般在100000左右，饱和磁通密度在1.1T左右，无法满足0.05S级高准确度计量用低压电流互感器的需求，同时，在-25℃～40℃温度范围内，比值差变差：≤0.01﹪，相位差变差：≤0.3′，也不是现有纳米晶软磁合金配方和工艺可以达到的。
本发明中提供的铁芯采用含量配比特制的纳米晶软磁合金，通过采用真空冶炼技术，严格控制制带温度及后续带材退火工艺，实现提高铁磁材料的初始磁导率，同时，通过调节控制退火温度，更改退火工艺，降低铁芯对温度的敏感性，初始磁导率从100000提高到180000以上，饱和磁通密度从1.10T提高到1.25T以上。
铁芯材料及工艺改进前后，铁芯磁化曲线如图2所示。
现有技术中，除了选择合适的配方材质，合金铁芯的生产工艺也尤为重要，常规计量用低压电流互感器的铁芯通常采用DMC(玻璃纤维、树脂混合成材料)或金属材料护盒，内部装有超微晶合金铁芯，这种工艺对相对硅钢片铁芯及较软、较脆的合金铁芯是一种保护，但护盒的存在，使得铁芯总体尺寸偏大，在项目产品外形无法改变的情况下，将有效的利用铁芯尺寸。
本发明无需使用铁芯护盒，而是采用纳米聚合漆材料，在铁芯退火工序完成后，整体浸渍纳米聚合漆，具有产品磁性能记忆功能，能够保证固化后产品的磁性能保持不变，同时起到定型和保护作用，外部采用喷塑处理，再次加强了铁芯的机械强度和电气绝缘强度，可以不再采用外部的护盒，保证产品整体外形尺寸不变的前提下，适当增大铁芯的截面积，以满足对低压电流互感器高准确度的要求。
现有传统的计量用低压电流互感器对外部电磁干扰是非常敏感的，考虑到核查标准对低压电流互感器的准确度等级和变差有严格要求，而且低压电流互感器经环氧树脂浇注后，形成一个刚性的整体，环氧绝缘材料的膨胀系数相对于铁心和铜材的膨胀系数是偏大的，因此，浇注固化时的收缩以及随着环境温度变化形成的收缩应力等因素，都会对其准确度等级造成影响。
不饱和环氧树脂固化收缩率通常在6％左右，本发明装置根据产品结构计算出实际收缩量，在铁心表面包裹一层适量的弹性缓冲材料，再使用皱纹纸包封定型，然后均匀绕制导线。绕组绕制完成后，在外部套装金属导磁环，这一刚性整体一方面屏蔽外部部分电磁场的影响，尤其与低压电流互感器顶部电子的标签间形成电磁隔离，避免了相互影响，另一方面也起到缓冲作用。
采用上述绝缘和屏蔽结构，解决了外部主要电磁干扰对产品准确度的影响，尤其是与电子标签间的相互干扰问题；解决了产品环氧树脂固化收缩对产品准确度的影响以及环境温度变化引起环氧树脂膨胀收缩对产品准确度的影响，满足了产品全范围准确度的稳定性要求。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本申请实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
