[发明专利]一种基于空心线圈的电流互感器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及电流互感器的设计，尤其涉及一种用于三相电能计量的基于空心线圈的电流互感器及其制造方法。

背景技术

随着用电负荷越来越大，负荷类型越来越复杂，谐波成分越来越丰富，电能表对谐波计量的要求也越来越高。传统的带磁芯的电流传感器因为磁芯会饱和，难以适应电流大、谐波多的场合。环形空心线圈是一个线性电感，它具有抗饱和、抗强磁场、动态范围宽、良好的电气隔离等一系列优点，多方面性能比普通电流传感器更优越，非常适合在谐波测量、抗强磁场等场合应用，已越来越广泛地应用。

但由于环形空心线圈通常是将线绕在一圆环上，穿环加工效率低，且因为内外径差别明显，使得均匀分布绕线较困难，因而会造成环形空心线圈的对称感应能力减弱，从而降低其信噪比。而采用平板空心线圈时，由于平板空心线圈厚度小，导致线圈截面积太小，单线圈输出电压非常小，在应用上也受到限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种宽动态范围、高精度的基于空心线圈的电流互感器。

本发明的另一目的在于提供一种宽动态范围、高精度的基于空心线圈的电流互感器的制造方法。

为了实现上述第一目的，本发明采取如下的技术解决方案：

一种基于空心线圈的电流互感器，包括：外壳；设置于所述外壳内的N个线圈骨架，所述线圈骨架依次相连呈多边环形，N为偶数且N≥4；所述每一线圈骨架上从里向外依次缠绕有内层屏蔽绕线、M层信号绕线及外层屏蔽绕线，M为偶数且M≥2；其中，所述内层屏蔽绕线从第一线圈骨架的第一接线端子处开始，连续依次缠绕于所述第一至第N线圈骨架上，所述内层屏蔽绕线的末端留置于第N线圈骨架出线处，所述内层屏蔽绕线的起始端保持电气悬空、末端与第三接线端子相连；所述M层信号绕线包括数量相等且间隔设置的正绕感应线圈和回绕感应线圈，所述正绕感应线圈从第一线圈骨架开始，连续依次缠绕于所述第一至第N线圈骨架上，所述回绕感应线圈从第N线圈骨架开始，连续依次缠绕于所述第N至第一线圈骨架上，所述正绕感应线圈和所述回绕感应线圈首尾相连；所述信号绕线的起始端与第一接线端子相连、末端与第二接线端子相连；所述外层屏蔽绕线从第一线圈骨架的第一接线端子处开始，连续依次缠绕于所述第一至第N线圈骨架上，所述外层屏蔽绕线的起始端保持电气悬空、末端与内层屏蔽绕线末端一起相接于第三接线端子上。

为了实现上述第二目的，本发明采取如下的技术解决方案：

一种电流互感器的制造方法，包括以下步骤：

提供N个依次相连成多边环形的线圈骨架；

从第一线圈骨架的第一接线端子处开始缠绕屏蔽线，将屏蔽线连续依次缠绕在第一至第N线圈骨架上，形成内层屏蔽绕线，内层屏蔽绕线的末端留置于第N线圈骨架出线处，所述内层屏蔽绕线的起始端保持电气悬空、末端与第三接线端子相连；

在内层屏蔽绕线的外层开始缠绕信号线，将信号线连续依次缠绕在第一至第N线圈骨架上形成正绕感应线圈后，再将信号线往回连续依次缠绕在第N至第一线圈骨架上形成回绕感应线圈，再将信号线正向连续依次缠绕在第一至第N线圈骨架上，重复正绕和回绕，形成M层信号绕线，所述M层信号绕线包括数量相等且间隔设置的正绕感应线圈和回绕感应线圈，所述正绕感应线圈和回绕感应线圈首尾相连，信号绕线的起始端与第一接线端子相连、末端与第二接线端子相连；

在信号绕线的外层开始缠绕屏蔽线，从第一线圈骨架的第一接线端子处开始，将屏蔽线连续依次缠绕在第一至第N线圈骨架上，形成外层屏蔽绕线，外层屏蔽绕线的末端留置于第N线圈骨架出线处，外层屏蔽绕线的起始端保持电气悬空、末端与内层屏蔽绕线末端一起相接于第三接线端子上；

将信号线和屏蔽线从第一接线端子、第二接线端子、第三接线端子处引出；

将线圈骨架整形成对称的多边形结构，固定安装在外壳内。

进一步的，所述外壳内设置有四个线圈骨架，每一线圈骨架上从里向外依次缠绕有内层屏蔽绕线、四层信号绕线及外层屏蔽绕线；

其中，信号线连续依次缠绕在第一至第四线圈骨架上形成第一层信号绕线，再往回连续依次缠绕在第四至第一线圈骨架上形成第二层信号绕线，再正向连续依次缠绕在第一至第四线圈骨架上形成第三层信号绕线，再往回连续依次缠绕在第四至第一线圈骨架上形成第四层信号绕线。

进一步的，所述信号线从最后一个线圈骨架的中心开始，倒着依次穿过其余每一个线圈骨架的中心，形成骨架穿心回绕线，再连接于第二接线端子上。