复合铁芯及其制备方法、零磁通电流互感器技术

本发明专利技术公开了一种复合铁芯及其制备方法、零磁通电流互感器，复合铁芯包括沿着厚度方向依次层叠固定在一起的第一硅钢片、铁基非晶纳米晶合金片和第二硅钢片；所述第一硅钢片、所述铁基非晶纳米晶合金片和所述第二硅钢片的厚度比为2～10：14：2～10。本发明专利技术的这种复合铁芯包括沿着厚度方向依次层叠固定在一起的第一硅钢片、铁基非晶纳米晶合金片和第二硅钢片，本发明专利技术对零磁通电流互感器的铁芯结构进行优化，采用三明治状的复合铁芯来改善铁芯的误差性能，从而进一步提高零磁通电流互感器的测量精度。量精度。量精度。

【技术实现步骤摘要】
复合铁芯及其制备方法、零磁通电流互感器


[0001]本专利技术涉及电流互感器领域，特别是涉及一种复合铁芯及其制备方法、零磁通电流互感器。

技术介绍

[0002]电流互感器是由闭合的铁芯、一次绕组和二次绕组组成，一次绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中，二次绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中。电流互感器的作用是可以把数值较大的一次电流通过一定的变比转换为数值较小的二次电流，用来进行保护、测量等用途。
[0003]随着用电量的逐年飞升，电流互感器计量的准确性显得尤为重要，电流互感器的精度直接影响了电能计量的准确性。在实际的生产生活中，很多用户的负荷随着时间而变化，而且变化范围很大。例如，一些工厂加速生产的时候，负荷较大，电流互感器的一次电流可能远远高于额定电流，甚至达到额定电流的200％。而在停工或者不生产的时候，几乎没有负荷，一次电流远远小于额定电流，甚至只为额定电流的0.1％。常用的电磁感应式电流互感器在一次电流小于额定电流的5％以及大于150％时，测量误差会加速变大，使得计量不准确，从而产生损失。
[0004]研究表明，在一次电流比较小的情况下，误差变大是由于铁芯材料的初始磁导率不够大的原因，而在一次电流比较大的情况下，铁芯饱和是其主要原因。为了使电流互感器的测量精度能够在宽量程的测量范围内满足要求，并将测量误差保持在可控范围内，如小于0.2％，需要进一步提高电流互感器的测量精度。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要提供一种可以解决上述问题的复合铁芯。
[0006]此外，还有必要提供一种上述复合铁芯的制备方法。
[0007]此外，还有必要提供一种包括上述复合铁芯的零磁通电流互感器。
[0008]一种复合铁芯，包括沿着厚度方向依次层叠固定在一起的第一硅钢片、铁基非晶纳米晶合金片和第二硅钢片；
[0009]所述第一硅钢片、所述铁基非晶纳米晶合金片和所述第二硅钢片的厚度比为2～10：14：2～10。
[0010]在一个实施例中，所述第一硅钢片、所述铁基非晶纳米晶合金片和所述第二硅钢片均为环状。
[0011]在一个实施例中，所述第一硅钢片、所述铁基非晶纳米晶合金片和所述第二硅钢片均为圆环状，并且所述第一硅钢片、所述铁基非晶纳米晶合金片和所述第二硅钢片的内径和外径均相同，并且所述第一硅钢片的厚度与所述第二硅钢片的厚度相同。
[0012]在一个实施例中，所述第一硅钢片的厚度为6mm，所述第一硅钢片的内径为30mm，所述第一硅钢片的外径为40mm，所述铁基非晶纳米晶合金片的厚度为14mm。
[0013]在一个实施例中，所述铁基非晶纳米晶合金片为铁基非晶纳米晶合金薄带卷绕制得，所述铁基非晶纳米晶合金薄带的宽度即为所述铁基非晶纳米晶合金片的厚度。
[0014]在一个实施例中，所述铁基非晶纳米晶合金薄带的厚度为10μm～100μm。
[0015]一种上述的复合铁芯的制备方法，包括如下步骤：
[0016]所述第一硅钢片、所述铁基非晶纳米晶合金片和所述第二硅钢片沿着厚度方向依次层叠得到叠压组合体；
[0017]对所述叠压组合体依次进行预压、第一次终压和第二次终压，得到半成品；
[0018]对所述半成品进行热处理，空冷后得到所需要的复合铁芯。
[0019]在一个实施例中，所述预压的压力为2Mpa，所述预压的时间为3min～10min；
[0020]所述第一次终压的压力为3.5Mpa，所述第一次终压的时间为5min～20min；
[0021]所述第二次终压的压力为1.5Mpa，所述第二次终压的时间为10min～30min；
[0022]所述热处理的温度为450℃～610℃，所述热处理的时间为30min～70min。
[0023]在一个实施例中，所述铁基非晶纳米晶合金片通过如下操作制备得到：提供铁基非晶纳米晶合金薄带，将所述铁基非晶纳米晶合金薄带卷绕得到环状半成品，将所述环状半成品在压强为0.01Mpa～5Mpa的真空环境下以15℃/min的加热速率升温至420℃，并保温0.5h，最后随炉冷却至室温，得到所述铁基非晶纳米晶合金片。
[0024]一种零磁通电流互感器，包括第一铁芯、第二铁芯、一次电流导线和二次电流导线；
[0025]所述第一铁芯和所述第二铁芯均为上述的复合铁芯，所述第一铁芯和所述第二铁芯平行且间隔设置从而组成铁芯组；
[0026]所述一次电流导线缠绕在所述铁芯组外，所述二次电流导线穿过所述铁芯组的中心。
[0027]本专利技术的这种复合铁芯包括沿着厚度方向依次层叠固定在一起的第一硅钢片、铁基非晶纳米晶合金片和第二硅钢片，本专利技术对零磁通电流互感器的铁芯结构进行优化，采用三明治状的复合铁芯来改善铁芯的误差性能，从而进一步提高零磁通电流互感器的测量精度。
[0028]结合说明书具体实施例部分的数据，包括本专利技术的这种复合铁芯的零磁通电流互感器，在0.1％～200％额定电流下误差最大不超过
‑
0.2％，测量精度较高，满足了宽量程零磁通电流互感器的要求，为在复杂的负荷变化下电力计量工作的准确性提供了技术支撑，有利于减少因电力计量不准造成的经济损失。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]其中：
[0031]图1为一实施方式的复合铁芯的结构示意图。
[0032]图2为如图1所示的复合铁芯的爆炸结构示意图。
[0033]图3为如图1所示的复合铁芯的制备方法的流程图。
[0034]图4为一实施方式的零磁通电流互感器的结构示意图。
[0035]图5为如图4所示的零磁通电流互感器的无源零磁通CT原理图。
具体实施方式
[0036]下面将结合本专利技术具体实施例，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0037]需要说明，本专利技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态下各件之间的相对位置关系、运动情况等，如果所述特定姿态发生改变时，则所述方向性指示也相应地随之改变。
[0038]另外，在本专利技术中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个所述特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合铁芯，其特征在于，包括沿着厚度方向依次层叠固定在一起的第一硅钢片、铁基非晶纳米晶合金片和第二硅钢片；所述第一硅钢片、所述铁基非晶纳米晶合金片和所述第二硅钢片的厚度比为2～10：14：2～10。2.根据权利要求1所述的复合铁芯，其特征在于，所述第一硅钢片、所述铁基非晶纳米晶合金片和所述第二硅钢片均为环状。3.根据权利要求2所述的复合铁芯，其特征在于，所述第一硅钢片、所述铁基非晶纳米晶合金片和所述第二硅钢片均为圆环状，并且所述第一硅钢片、所述铁基非晶纳米晶合金片和所述第二硅钢片的内径和外径均相同，并且所述第一硅钢片的厚度与所述第二硅钢片的厚度相同。4.根据权利要求3所述的复合铁芯，其特征在于，所述第一硅钢片的厚度为6mm，所述第一硅钢片的内径为30mm，所述第一硅钢片的外径为40mm，所述铁基非晶纳米晶合金片的厚度为14mm。5.根据权利要求2～4中任意一项所述的复合铁芯，其特征在于，所述铁基非晶纳米晶合金片为铁基非晶纳米晶合金薄带卷绕制得，所述铁基非晶纳米晶合金薄带的宽度即为所述铁基非晶纳米晶合金片的厚度。6.根据权利要求5所述的复合铁芯，其特征在于，所述铁基非晶纳米晶合金薄带的厚度为10μm～100μm。7.一种权利要求1～6中任意一项所述的复合铁芯的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：所述第一硅钢片、所述铁基非晶纳米晶合金片和所述第二硅钢片沿着厚...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟少磊，赵元，屈泽庆，裴建昀，崔野，王达达，王进，曹宇，钱国超，魏龄，万磊，李星达，李萍，张林山，唐立军，杨宇韬，孟江涛，甘一君，吕静婷，董曦，严峰，王清，田野，刘芮含，廖楠，刘红文，杨金东，邓云坤，焦宗寒，袁明，李浩涛，张锡然，袁明良，鲁建平，高琴，李树斌，钱雨，侯银芳，陈应辉，赵晓玉，李辰，宪永涛，杨未林，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司昆明供电局，
类型：发明
国别省市：