微型电流互感器常用铁芯材料的性能分析与应用
微型电流互感器常用铁芯材料的性能分析与应
用
引言
计量用微型电流互感器作为信号源器件，广泛应用于电力计量各种装置中，其性能的优劣
直接影响计量的准确性，也直接影响电力仪器仪表的测量精度[1]。而铁芯材料又是决定微型电
流互感器精度的关键所在。微型电流互感器目前常用的三种铁芯材料有硅钢铁芯、超微晶铁
芯、坡莫合金铁芯，材料特性及应用在此做一个详细的分析，供工程技术人员参考。
1 微型电流互感器传变特性的误差分析
微型电流互感器的传变特性用角差 f与比差 δ来衡量的，依据文献[2]有其中：I1 分别为一
次线圈电流、？渍为铁芯损耗角、α为二次负载的阻抗角、N1 为一次线圈的匝数、I0 为铁芯中
的激磁电流。
由上式中可以看出，微型电流互感器的误差主要是由提供磁通的励磁电流产生，而励磁电
流主要决定因数是铁芯材料的性能。
2 微型电流互感器常用铁芯材料的性能分析
2.1 硅钢铁芯材料的性能
硅钢铁芯材料饱和磁密度 Bs/T 在2.1T 左右[3]，矩形比 Br/BS 较低，初始磁导率 μi 在1K
左右，最大磁导率 μm 在40K 左右，矫玩力 HC 为30A/m，铁芯损耗 PFe 为50HZ/1.7T-10
mW/cm3，密度 d为7.65 g/cm3。硅钢铁芯材料价格低廉，适用于微型电流互感器，精度一般
不超 0.5 级[4]，精度再高就难于实现了。
2.2 超微晶铁芯的性能
超微晶铁芯材料饱和磁密度 Bs/T 在1.23T 左右，矩形比在 Br/BS 低中高，初始磁导率 μi 在
3M 左右，最大磁导率 μm 在4M 左右，矫玩力 HC 为064A/m，铁芯损耗 PFe 为20kHZ0.5T-
140mW/cm3、40kHZ0.3T-180mW/cm3、100kHZ0.3T-900mW/cm3，密度 d为7.25g/ cm3。超微
晶铁芯材料价格较硅钢贵些，适用于微型电流互感器，精度可达到 0.2 级。
2.3 坡莫合金铁芯材料的性能
坡莫合金铁芯材料饱和磁密度 Bs/T 在1.6T 左右，矩形比 Br/BS 在低中高，初始磁导率 μi
在3M 左右，最大磁导率 μm 在4M 左右，矫玩力 HC 为064A/m，铁芯损耗 PFe 为10kHZ0.5T-
270mW/cm3，密度 d为8.25g/cm3。坡莫合金铁芯材料价格较超微晶更贵些，适用于微型电流
互感器，精度可达到 0.1 级。
3 微型电流互感器常用铁芯材料的实验数据分析
3.1 微型电流互感器的设计制作及测试
在广东省智能电力测控仪表工程技术研发中心广东雅达电子股份有限公司设计制作了 3种
铁芯材料（硅钢铁芯尺寸 10*15*10（mm）、超微晶铁芯尺寸为 9.5*13*5（mm）、坡莫合金铁
芯尺寸 9.5*13*5（mm））单匝穿芯式单铁芯结构微型电流互感器各 3个并进行测试，变比
5A/2.5mA，次级匝数设计为 2000T。设备厂家/型号/名称：沈阳中川/HESE/互感器校验装置一
套，精度为 0.005 级，试验线路图见图 1，测试环境
25℃，41%RH。三种材料各抽样 3个进行
测试，在电流互感器一次侧依次施加（0.25A、1A、2.5A、5A、6A）标准正弦波电流信号[5]，
负载均为 20Ω，测量微型电流互感器的比差和角差，各取 1个样品的数据来分析。
3.2 试验数据
标签： #性能分析
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微型电流互感器常用铁芯材料的性能分析与应用 引言 计量用微型电流互感器作为信号源器件，广泛应用于电力计量各种装置中，其性能的优劣直接影响计量的准确性，也直接影响电力仪器仪表的测量精度[1]。而铁芯材料又是决定微型电流互感器精度的关键所在。微型电流互感器目前常用的三种铁芯材料有硅钢铁芯、超微晶铁芯、坡莫合金铁芯，材料特性及应用在此做一个详细的分析，供工程技术人员参考。 1 微型电流互感器传变特性的误差分析 微型电流互感器的传变特性用角差f与比差δ来衡量的，依据文献[2]有其中：I1分别为一次线圈电流、？渍为铁芯损耗角、α为二次负载的阻抗角、N1为一次线圈的匝数、I0为铁芯中的激磁电流。 ...
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作者：闻远设计
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