电能表直流磁场发生装置及干扰试验装置的制造方法

电能表直流磁场发生装置及干扰试验装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及电能计量试验领域，特别地，涉及一种电能表直流磁场发生装置 及干扰试验装置。
【背景技术】
[0002] 在电能表的使用过程中，若有外界强磁场干扰，其会产生很大的计量误差。感应 式电能表由于其电磁感应的工作原理，在受到强磁场干扰时，其中一些磁性器件如阻尼磁 钢会出现退磁现象，造成永久性损坏；电子式电能表中常用的步进电机推动的字轮计度器 受到强磁的影响会停止滚动和翻转，从而停止电能值的累计，另外，采样互感器在磁通饱和 的状态下完全失效会导致很大的负误差。一些电力用户受利益的驱使，利用上述原理，通过 在电能表上施加强磁场，造成电能表少计费或者不计费，从而进行窃电，这给国家造成相当 大的经济损失，也妨害了计量的公正性。针对这一现象，国际法制计量组织电能表国际建议 R46要求电能表在计量试验时必须进行200mT直流强磁场干扰试验，而国家电网公司近期 制定的《智能电能表功能规范》也包含了该项试验内容，即给电能表施加200mT以内的直流 强磁场，测量其计量误差。
[0003] 参考图1，目前国内计量检定部门采用永磁体9作为直流磁场源，给干扰试验提供 所需要大小的磁场，这是因为采用永磁铁能产生满足电能表干扰试验所需的不小于200mT 磁场强度的直流磁场。采用永磁体作为磁场源通常存在如下问题：1、永磁铁的磁性会一直 保持，一般在永磁铁表面的磁场强度在500mT以上，这将产生非常大的吸力，导致存在安全 隐患，对永磁体的存储及应用要求也比较高；2、在靠近测试工作台、被测仪表、测试工具和 零部件等铁磁性物质时，若不采取任何保护措施，测试人员取拿操作容易造成夹伤，并且对 与永磁体表面接触的物体造成划痕，严重时可能造成损坏；3、永磁体工作环境的温度在一 定范围内变化时，磁体的磁性会有所下降，而回到一定温度时这种变化是不可完全恢复的， 且永磁体材料结构普遍脆弱，使用过程中又很难避免撞击，而撞击导致的损毁，会大大降低 永磁体横截面一定位置的磁场强度；4、永磁铁产生的磁场强度为一定值，导致在不同磁场 大小试验条件下的试验不够灵活。
[0004] 针对采用永磁体作为干扰磁场源的问题，可以采用电流控制的磁场发生装置解决 永磁铁作为磁场发生装置时出现的各种问题，但其代价是需要增加励磁电源功率或线圈匝 数来产生满足电能表干扰试验所需要的较大磁场，从而导致电能表直流磁场发生装置的励 磁机构庞大，成本昂贵。所以，亟需设计一种结构简单，成本低廉的能满足电能表干扰试验 所需磁场的电能表直流磁场发生装置。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型提供了一种电能表直流磁场发生装置及干扰试验装置，以解决现有通 过增加励磁电源功率或线圈匝数来产生满足电能表干扰试验所需磁场而导致电能表直流 磁场发生装置的励磁机构庞大，成本昂贵的技术问题。
[0006] 根据本实用新型的一个方面，提供一种电能表直流磁场发生装置，包括：
[0007] 励磁机构和用于给励磁机构提供励磁电流的电流装置；
[0008] 励磁机构包括条形结构的第一磁轭和缠绕在第一磁轭上的用于输入励磁电流的 线圈；
[0009] 励磁机构还包括沿垂直于第一磁轭轴向方向的平面上周向分布的至少一个用于 减少第一磁轭产生的磁通回路中的空气间隙的L型磁轭，L型磁轭的端部与第一磁轭的端 部连接构成U形结构。
[0010] 进一步地，L型磁轭的数量为四个，四个L型磁轭沿垂直于第一磁轭轴向方向的平 面上周向均匀分布。
[0011] 进一步地，电流装置为直流电流标准源。
[0012] 进一步地，电能表直流磁场发生装置还包括用于校准电能表直流磁场发生装置的 磁场校准装置。
[0013] 进一步地，磁场校准装置采用标准特斯拉计。
[0014] 进一步地，标准特斯拉计包括用于检测电能表直流磁场发生装置的磁场的霍尔探 头。
[0015] 进一步地，第一磁轭、L型磁轭均采用纯铁材料制成。
[0016] 根据本实用新型的另一方面，还提供了一种电能表直流磁场干扰试验装置，包 括：
[0017] 如上所述的电能表直流磁场发生装置、电能表检定装置和上位机；
[0018] 上位机用于给电能表检定装置发送检定点的参数设定值以及给电能表直流磁场 发生装置的电流装置发送干扰磁场强度设定值；
[0019] 电能表检定装置，用于与被检电能表连接，给被检电能表提供检定电流和检定电 压，并获取被检电能表的误差；
[0020] 电能表直流磁场发生装置用于给被检电能表提供干扰磁场强度设定值大小的干 扰磁场。
[0021] 进一步地，电能表检定装置和电流装置均包括用于与上位机通信的RS232通讯接
[0022] 本实用新型具有以下有益效果：
[0023] 本实用新型的电能表直流磁场发生装置，通过对励磁机构增加减小第一磁轭产生 的磁通回路中的空气间隙的L型磁轭，减小了第一磁轭产生的磁通回路中空气间隙的磁 阻，在相同的励磁电源功率或线圈匝数情况下能提供更大的磁场强度，从而不需要增加励 磁电源功率或线圈匝数来产生满足电能表干扰试验所需磁场，解决了现有电能表直流磁场 发生装置的励磁机构庞大、成本昂贵的技术问题，实现了电能表直流磁场发生装置中励磁 机构的简单设计，降低了电能表直流磁场发生装置的成本。
[0024] 本实用新型的电能表直流磁场干扰试验装置，通过上位机给电能表检定装置发送 检定点的参数设定值和给电能表直流磁场发生装置的电流装置发送干扰磁场设定值，解决 了现有电能表直流磁场干扰试验不能自动检定的技术问题，实现了干扰试验的自动检定， 提高了电能表直流磁场干扰试验的自动化和智能化。
[0025] 除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优 点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。
【附图说明】
[0026] 构成本申请 的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的 示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图 中：
[0027] 图1是现有技术采用永磁体作为直流磁场源的电能表干扰试验装置的结构示意 图；
[0028] 图2是本实用新型优选实施例的电能表直流磁场发生装置的结构示意图；
[0029] 图3是本实用新型优选实施例的电能表直流磁场干扰试验装置的结构框图。
[0030] 附图标记：
[0031] 1、第一磁轭；2、L型磁轭；3、直流电流标准源；4、线圈；5、被检电能表；6、电能表 检定装置；7、励磁机构；8、上位机；9、永磁铁。
【具体实施方式】
[0032] 以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利 要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0033] 参照图2,本实用新型的优选实施例提供了一种电能表直流磁场发生装置，包括： 励磁机构7和用于给励磁机构7提供励磁电流的电流装置；励磁机构7包括条形结构的第 一磁轭1和缠绕在第一磁轭1上的用于输入励磁电流的线圈4 ;励磁机构7还包括沿垂直 于第一磁轭1轴向方向的平面上周向分布的至少一个用于减少第一磁轭1产生的磁通回路 中的空气间隙的L型磁轭2, L型磁轭2的端部与第一磁轭1的端部连接构成U形结构。
[0034] 本实用新型的电能表直流磁场发生装置，通过对励磁机构增加减小第一磁轭产生 的磁通回路中的空气间隙的L型磁轭，减小了第一磁轭产生的磁通回路中空气间隙的磁 阻，在相同的励磁电源功率或线圈匝数情况下能提供更大的磁场强度，从而不需要增加励 磁电源功率或线圈匝数来产生满足电能表干扰试验所需磁场，解决了现有电能表直流磁场 发生装置的励磁机构庞大、成本昂贵的技术问题，实现了电能表直流磁场发生装置中励磁 机构的简单设计，降低了电能表直流磁场发生装置的成本。
[0035] 为近似模拟永磁体磁场分布，达到试验干扰磁场强度要求，本实施例的L型磁轭2 的数量为四个，四个L型磁轭2沿垂直于第一磁轭1轴向方向的平面上周向均匀分布。采 用包括用于减小第一磁轭1产生的磁通回路中的空气间隙的L型磁轭2的励磁机构7,满足 在相同的励磁电源功率或线圈匝数情况下能提供更大的磁场强度的原理如下：
[0036] 根据电流与磁场关系，可以得到磁通与电流的关系为：
[0037]
【主权项】
1. 一种电能表直流磁场发生装置，其特征在于，包括： 励磁机构（7)和用于给所述励磁机构（7)提供励磁电流的电流装置； 所述励磁机构（7)包括条形结构的第一磁轭（1)和缠绕在所述第一磁轭（1)上的用于 输入所述励磁电流的线圈（4);其特征在于， 所述励磁机构（7)还包括沿垂直于所述第一磁轭（1)轴向方向的平面上周向分布的至 少一个用于减少所述第一磁轭（1)产生的磁通回路中的空气间隙的L型磁轭（2)，所述L型 磁轭（2)的端部与所述第一磁轭（1)的端部连接构成U形结构。
2. 根据权利要求1所述的电能表直流磁场发生装置，其特征在于， 所述L型磁轭（2)的数量为四个，四个所述L型磁轭（2)沿垂直于所述第一磁轭（1) 轴向方向的平面上周向均匀分布。
3. 根据权利要求2所述的电能表直流磁场发生装置，其特征在于， 所述电流装置为直流电流标准源（3)。
4. 根据权利要求3所述的电能表直流磁场发生装置，其特征在于， 所述电能表直流磁场发生装置还包括用于校准所述电能表直流磁场发生装置的磁场 校准装置。
5. 根据权利要求4所述的电能表直流磁场发生装置，其特征在于， 所述磁场校准装置采用标准特斯拉计。
6. 根据权利要求5所述的电能表直流磁场发生装置，其特征在于， 所述标准特斯拉计包括用于检测所述电能表直流磁场发生装置的磁场的霍尔探头。
7. 根据权利要求6所述的电能表直流磁场发生装置，其特征在于， 所述第一磁轭（1)、所述L型磁轭（2)均采用纯铁材料制成。
8. -种电能表直流磁场干扰试验装置，其特征在于，包括： 如权利要求1-7任一所述的电能表直流磁场发生装置、电能表检定装置（6)和上位机 (8)； 所述上位机（8)用于给所述电能表检定装置（6)发送检定点的参数设定值以及给所述 电能表直流磁场发生装置的电流装置发送干扰磁场强度设定值； 所述电能表检定装置（6)，用于与被检电能表（5)连接，给所述被检电能表（5)提供检 定电流和检定电压，并获取所述被检电能表（5)的误差； 所述电能表直流磁场发生装置用于给所述被检电能表（5)提供所述干扰磁场强度设 定值大小的干扰磁场。
9. 根据权利要求8所述的电能表直流磁场干扰试验装置，其特征在于， 所述电能表检定装置（6)和所述电流装置均包括用于与所述上位机（8)通信的RS232 通讯接口。
【专利摘要】本实用新型公开了一种电能表直流磁场发生装置及干扰试验装置，电能表直流磁场发生装置包括励磁机构和用于给励磁机构提供励磁电流的电流装置；励磁机构包括：条形结构的第一磁轭、缠绕在第一磁轭上的用于输入励磁电流的线圈、沿垂直于第一磁轭轴向方向的平面上周向分布的至少一个用于减少第一磁轭产生的磁通回路中的空气间隙的L型磁轭。干扰试验装置包括：如上所述的电能表直流磁场发生装置、电能表检定装置和上位机。本实用新型的电能表直流磁场发生装置及干扰试验装置解决了现有电能表直流磁场发生装置的励磁机构庞大、成本昂贵的技术问题，实现了电能表直流磁场发生装置中励磁机构的简单设计，降低了电能表直流磁场发生装置的成本。
【IPC分类】G01R35-04, H01F7-00
【公开号】CN204614578
【申请号】CN201520110892
【发明人】周新华, 宋文涛, 邹学良, 曾凯, 陈北强
【申请人】长沙天恒测控技术有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年2月15日