链形结构电流互感器一次电流在环形铁心中产生的磁场计算

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第38卷第5期查压嚣Vol38NO52001互5月^霉，兕强Mav2∞】链形结构电流互感器一次电流在环形铁心中产生的磁场计算刘玉凤，罗青林，王翠娟(1沈阳沈变互感器制造有限公司辽宁沈阳110135；2沈阳变压器有限责庄公乏，辽宁沈阳110025)摘要：舟绍了链形结构电流互感器一攻导体甲的电流在二坡绕组形铣Ⅲ。中产生的磁感应强度的*算方法并推导出计算曲式，碧出7改菩铁心士磷埒分布的方法，并通过实际产品神试验结晨证明了谪j『击的适一甭性关键谲：电流互感嚣；铁；磁场；计算中图分类号：TM4

2、52文献标识码：A文章编号：11001—8425{2001)05—0029—05l前言2计算模型的确定在电流互感器的设计计算中，一般均假设环形假设一次电流集中于导体中心线上，且处于导铁心的磁场是沿圆周均匀分布的．这在一次绕组通磁系数为的均匀介质中由于铁心径向厚度与环过铁心中心轴对称布置时是正确的。对于链形结构形平均直径之}匕值较小．忽略截面上磁场的径同不电流互感器，一次导体和二次绕组的布置如图1所均匀分布，可用铁心中心线代替铁心：考虑到一次导示：显然，这种结构的一次绕组在铁心中产生的磁体的不同形式，我们将一次导体看成是如图2所示感

3、应强度P点要高于P．点。在某些情况下，铁心在的长圆形：取一次导体下半圆中心为坐标原点。一次P点附近可能达到深度饱和，此时按通常的方法设导体产生的磁场由三部分构成：①上半圆产生的磁场．i②下半圆产生的磁场；③直线】和直线2计出的互感器，其实际误差超限。因此，准确计算一次导体在铁心中产生的磁感应强度，是解决该问题产生的磁场B。当一次导体为一匝或两匝u字形的关键所在。时(如图la所示)，由于一次导体端部弯曲部分较短且距二次绕组较远，因此可忽略该部分对二次绕组的影响，磁场仅由②、③两部分组成。当一次导体为多匝圆形时，磁场由①、②两部分组成

4、=当一次导体Zl。-／／J线：＼直线2·‘Jb国l一次导体和二次绕组的布置圈闰2一次导体和二次绕组的计算模型维普资讯http://www.cqvip.com壹压嚣第38卷为多匝长圆形时，磁场由①、②、⑤三部分组成不同的互感器，其二次绕组的铁心个数是不同的．当二次绕用X。和z。表示，X。在轴的坐标原点0的右侧取正值，反之取负值；当0．点位于P点以上，z。取JE值，反3磁感应强度B的计算根据毕奥萨瓦尔定律，上半圆上位于村点的电流元段df在铁心中心线上A点产生的磁感应强dB．=M．A：(。+ReosG．)i+(—Di)+z。一+c。s口

5、一(1+s0)]量J村．Al：(+c。s．)+(Dsjn。)+[一L了Dc。sⅡ一R(1+in)J磁感应强度相量B为、Y、z三个方向磁感应强度分量BBB的相量和。由于B与二次绕组所在的平面垂直，故不考虑B-bk~体上半圆在4点产生磁感应强度的y、z分量为：，，，；R一R(zo—L—R+-bos~)sin0【+肼0cosO【r吼乩=‘譬sin+胁观)+n。)+一+D⋯川+sIn01)nd．由于口．．B．的形式为十分复杂的定积分形式，不便求出数值，因此将它们化为求和的形式可方便地求出近似解。假设将一次导体的上半圆分成等份．则dO．={

6、一R(z。一L一月+⋯)sin+％c。sTT=：·竽n．；{(毛+c。s)+(导sinn)+【一+丁Dc。s。一(一+s·n害1)]维普资讯http://www.cqvip.com第5期刘玉凤、罗青林、王翠娟：链形结掏电流互感器一次电流在环形铁心中产生的磁场计算如图3所示，上半圆在A点处产生的总磁感应强度为Bj。VBI+BI，，在A点处沿铁心平均磁路长度的切线方向的磁感应强度分量为：B，=B，·cos／?，(3)其中⋯arctan套当巳知、R、D、L、z、。、a的数值后，按式(1)～式(3)．可借助计算机方便地求出A点处的。4磁感

7、应强度，的计算如图2所示，根据毕奥一萨瓦尔定律，下半圆上位于Ⅳ点的电流元段厶d在铁心中心线上^点产生的磁感应图3磁感应强度B的各分量示意图强度为：dB,：4ⅡlMAl其中，dl=(一RsinO—dO)i一(RcosO—dO)MA：(。一Rcos0)f+(了DsinⅡ)+(一月Dc。s口+Rsin0)IMAr=(一胁s+(D+一月Dc。s。+n)⋯趺导体下半圆在A产生碰感廊强摩的、z分量为：：+月(z。一R+罟eos)s一删sB1I·d0一胁：+(字s)+(+导cos。+心们sin0=胁+(导s卜(z。R+了Dc。s+Rs]将其化为

8、求和的形式R一÷[R。+n(z。一月+Dc。s)sin宰一删。c。s譬]{一4、=c。s警)+(导sin。)+(一+导c。s。+sin)]瓦：一／zs1~一学喜sin()’{胁s)+cos。+n]次导体下半圆在A点产生的总磁感应强度为：B=、目。在