| 3微磁通电流互感器的设计
根据上述微磁通无源补偿原理，我们设计了双铁芯双绕组单匝穿式电流互感器CT19-5A/5mA，互感器内径4mm，外径19mm，铁芯高度16mm，重量12g。为了测量mA级电流，希望次级匝数越少越好。经实验,导线规格为Φ0.1mm，主绕组N取1000T，副绕组N取1000T，双铁芯采用双层叠加。在检测微弱磁通情况下，为了实现空间杂散电场屏蔽和磁场屏蔽，外部可以使用磁导率与电导率都很高的1mm厚低碳钢板制成的屏蔽外壳。
4微磁通电流互感器的精度等级测试数据
高精度电流互感器在检测方面存在难题，高精度电流互感器的检测装备难于实现。可以采用比较法：用一个0.005级超高精度的标准电流互感器（标准器应比被检电流互感器高两个准确等级；其实际误差应不超过被检电流互感器误差限值的1/5）与被检电流互感器并列，施加相同的标准正弦波电流信号，然后比较它们的输出差值即为绝对误差。额定初级电流为5A，初级电流范围为250～6000mA，次级负载1Ω，实验温度为室温26度，相对湿度46%，检定场所周围没有与检定工作无关的电磁场，山西互感器电测设备有限公司mA级互感器校验仪。抽样数：微磁通电流互感器CT19与CT04（单铁芯）各5个，取一组比差和角差测试，数据详见表1，比差、角差曲线如图3、图4所示。
表1CT19与CT04电流互感器测试数据表
Tab1TestdatasheetofCT19andCT04currenttransformer
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一次电流( %)
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5
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20
|
50
|
100
|
120
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|
CT19
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比差(%)
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0.029
|
0.007
|
0.000
|
-0.001
|
-0.001
|
|
角差(′)
|
-1.3
|
-0.6
|
-0.3
|
0.0
|
0.1
|
|
CT04
|
比差(%)
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0.480
|
0.380
|
0.300
|
0.280
|
0.290
|
|
角差(′)
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18.0
|
18.0
|
12.6
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7.4
|
6.3
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图3电流互感器比差曲线
Fig3Ratiodiaplacementcurvesofcurrenttransformers
图4电流互感器角差曲线
Fig4Phasedisplacementcurvesofcurrenttransformers
对比微磁通电流互感器CT19与单铁芯电流互感器CT04测试数据与曲线图，可以看出，采用微磁通无源补偿后达到设计效果，测量精度大大提高，达到0.02级（比差：≤±0.02%；角差：≤±0.6分，执行国家标准GB1208-2006）。
5微磁通电流互感器的带负载能力测试
通过带负载能力测试，绘制在不同负载下CT04-5/5和CT19-5/5的误差曲线，图5、图6所示。
 
图5电流互感器10Ω负载下误差曲线
Fig5Errorcurveof10Ωloadcurrenttransformer
 
图6电流互感器20Ω负载下误差曲线
Fig6Errorcurveof20Ωloadcurrenttransformer
带负载测试可见，CT19负载为10Ω时，最大比差﹣0.04%，最大角差为7.4′；负载为20Ω时，最大比差﹣0.078%，最大角差为12.6′，随着负载的增大测量精度相对变差。
带负载能力测试比较结论：负载≤20Ω时，不同额定电流下CT19的角差明显小于CT04，相对线性好，CT19的比差线性好于CT04。
6结论
本项目采用微磁通无源补偿原理，成功研发了高精度电流互感器，专为高精度仪表设计的前级取样互感器，不需要电子补偿，精度高，数据长期稳定可靠，适用于关口电能表、电量变送器等仪器仪表。测试数据表明，高精度微磁通电流互感器具有很好的比差和角差特性，大幅度提高了互感器的精度。具有体积小、结构简单、精度高、便于工程生产的优点，为企业节省大量高级技工装机后整体统调的工时成本。
参考文献
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5 杨玉刚.现代电子电力的磁技术 [M]. 北京:科学出版社,2006.152—195.
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