零通量电流互感器，您知道多少？

零磁通电流互感器又称磁平衡电流互感器，也是基于电磁感应原理，零磁通电流互感器的理论误差为零，没有比率差和角度差.

为了消除励磁电流对测量精度的影响，零磁通电流互感器使用补偿绕组，该绕组专门用于提供励磁电流，因此测量绕组不会受到励磁的影响. 电流，并且没有比率差和角度差，从而实现高精度测量.

首先电流互感器测试备用，零磁通电流传感器的工作原理

图1: 电流互感器原理电路图图2: 次级等效电路图

穿心式电流互感器的原理电路如图1所示，图2是其次级等效电路图. I1是电流互感器的一次侧电流，I2是二次侧电流，I0是励磁电流. N1和N2分别是初级绕组匝数和次级绕组匝数. 因此，电流互感器的磁势平衡方程为:

当励磁安匝数I0N1为零时，I1N1 = -I2N2，即次级安匝数的变化可以完全反映初级安匝数的变化，误差为零. 通常，将I0N1称为绝对误差，将I0N1 / I1N1称为相对误差. 电流互感器的误差是一个复数误差，可以用比率差f和角度差δ表示.

其中:

δ是逆时针旋转180°后I2和I1之间的角度，如图3所示.

图3: 电流互感器矢量图

可以看出，由于存在I0N1，因此I2N2与I1N1之间存在角度差δ和比率差f. 如果I0 = 0，则激发磁势为0，误差为0. 磁势的核心处于“零磁通”状态，并且在磁化曲线的开始（线性段）工作. 此时，电流互感器的输出波形将不会失真，并保持良好的线性段. 这就是“零通量原理”. 因此，如果变压器的芯始终可以处于零磁通状态，则可以从根本上消除电流互感器的误差. 但是，根据变压器的工作原理电流互感器测试备用，不可能通过变压器本身实现零磁通，而必须依靠补偿或外部条件的调整. 为此，使用动态平衡电子电路对其进行动态调节，以使铁芯始终处于“动态零磁通状态”.

二，零通量电流互感器的组成和工作原理

图4: 电流互感器的功能框图

零磁通电流传感器的原始框图如图4所示. 其中，ND是检测绕组，D是动态检测单元，C是产生次级电流的有源网络. 该回路的磁平衡方程为:

由I1产生的励磁磁通在ND的两端产生感应电势，并被加到动态检测单元D的输入端. 由G产生二次电流并提供给二次绕组. I2产生的磁通量到达磁芯，从而使铁芯达到磁势平衡. 因此，在理想状态下，传感器的次级绕组电流I2全部由有源网络G提供，而无需从感应电势中获取电流. 高速动态检测ND两端的电势差，当电势差足够小（大约零容许值）时，铁芯中的磁通量大约为零磁通量. 如果检测值偏离允许值，G会自动自动高速调整. 这种高速跟踪调节使铁芯始终保持接近零磁通的状态，并且传感器实现了高精度.

三，零磁通电流互感器误差分析

零通量电流互感器的误差包括三部分: 电容误差，磁误差和检测与调节电子电路的灵敏度误差. 所谓电容误差是指由各侧线圈自身与线圈之间的电容泄漏电流引起的测量误差. 对于工业频率信号，当N2 <1000时，此误差可以控制在10 ^ 5之内.

在本文中，零磁通电流互感器的原边和副边绕组数量很少，因此可以忽略电容误差. 尽管检测绕组的匝数相对较多，但其电势差动态地趋近于零，因此其电容误差仍然可以忽略.

在对电流传感器I0-0进行高速动态调整之后，铁芯的磁通量接近零，并且磁误差非常小. 但是实际上，不能达到完全为零的磁通状态，并且铁芯中必须有一点微弱的磁通才能使G输出I2，这使得磁误差仍然存在. 从电流互感器的磁势平衡方程可以看出，磁误差主要由两部分组成: 一是由I0带来的参与磁势引起的误差，另一是由附加磁势引起的误差. 由检测绕组ID带来，即:

其中: ED是ND的感应电势，l是磁路的长度，S是磁芯的横截面积，u0是磁芯的初始磁导率，Ri是输入阻抗检测单元的由此可见，为减少磁误差，应选择具有较高u0值和适当数量的检测绕组匝数的磁芯. 该传感器选择u0为6 * 10 ^ 4的超微晶核，ND为100〜500匝. 第二个是具有较大的检测单元输入阻抗，可通过以下方式将ED和I2控制在所需范围内: 主动动态平衡网络. 另外，可以使用高导电率和高磁导率的材料作为屏蔽层来消除电磁场干扰，还可以使用超微晶合金作为屏蔽层.

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