[實(shí)用新型]脈沖電流傳感器

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201020163387.X
• 申請(qǐng)日: 2010-04-20
• 公開（公告）號(hào): CN201654099U
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁懷均;袁英
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安陽安科電器股份有限公司;梁懷均;袁英
• 主分類號(hào): G01R15/00
• 分類號(hào): G01R15/00
• 代理公司: 鄭州中原專利事務(wù)所有限公司 41109
• 代理人: 張春

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種脈沖電流傳感器，尤其是能夠防止傳感器磁芯磁路飽和的脈沖電流傳感器。

背景技術(shù)

目前，公知的電流傳感器有兩種，一種是在磁性材料制成的圓環(huán)上均勻繞上線圈，導(dǎo)線穿過磁性圓環(huán)，此時(shí)導(dǎo)線相當(dāng)于變壓器的一次線圈繞組，圓環(huán)上的線圈相當(dāng)于二次線圈繞組，當(dāng)電流通過導(dǎo)線時(shí)，在圓環(huán)上的二次線圈繞組就會(huì)感應(yīng)出電壓，對(duì)這個(gè)電壓積分即可還原出被測電流。另一種是在磁鋼棒上繞有二次線圈線圈，把帶有線圈的磁鋼棒垂直靠近導(dǎo)線，二次線圈繞組兩端也會(huì)感應(yīng)出電壓，對(duì)這個(gè)電壓積分也可還原出被測電流。但是，無論是圓環(huán)形磁環(huán)還是直磁鋼棒都存在磁路飽和和輸出范圍窄的缺點(diǎn)，只能在很小的范圍內(nèi)進(jìn)行有效輸出。如果圓環(huán)形磁環(huán)或直磁鋼棒體積尺寸太小，二次線圈只能感應(yīng)出小的脈沖電流，對(duì)大的脈沖電流產(chǎn)生的磁場會(huì)使圓環(huán)形磁環(huán)和直磁鋼棒飽和，導(dǎo)致輸出無效。如果圓環(huán)形磁環(huán)或直磁鋼棒體積尺寸太大，二次線圈又不能感應(yīng)出小的脈沖電流，也會(huì)導(dǎo)致輸出無效，此時(shí)仍會(huì)存在磁路飽和現(xiàn)象。脈沖電流是不規(guī)則的雜亂電涌波，強(qiáng)度差別較大，由于傳感器的會(huì)出現(xiàn)磁路飽和，這樣無論是圓環(huán)形磁環(huán)還是直磁鋼棒都無法滿足在大的量程范圍內(nèi)對(duì)脈沖電流的有效測量，導(dǎo)致測試靈敏度低，測量誤差大。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有電流傳感器易出現(xiàn)磁路飽和現(xiàn)象，本實(shí)用新型提供一種防止磁路飽和的脈沖電流傳感器，該脈沖電流傳感器具有使磁路不發(fā)生飽和的功能，可使測量量程提高。

為解決上述問題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：

本實(shí)用新型包括：一對(duì)相對(duì)設(shè)置的半圓弧磁芯，兩個(gè)半圓弧磁芯之間是氣隙，氣隙外套無磁性金屬導(dǎo)電環(huán)，所述無磁性金屬導(dǎo)電環(huán)的內(nèi)孔軸線與半圓弧磁芯的磁力線一致；在所述的半圓弧磁芯上纏繞設(shè)置線圈，從線圈上引出輸出端子。

所述的半圓弧磁芯設(shè)置在絕緣機(jī)座與帶磁屏蔽外殼所形成的腔體內(nèi)。

在所述的絕緣機(jī)座上設(shè)置導(dǎo)電柱。

采用上述技術(shù)方案的本實(shí)用新型，在兩個(gè)圓弧形磁芯對(duì)稱的兩個(gè)間隙中分別安裝了兩個(gè)無磁金屬導(dǎo)電環(huán)，使兩個(gè)半圓形磁芯兩端的間隙中形成氣隙磁場，穿過兩個(gè)無磁金屬導(dǎo)電環(huán)并被兩個(gè)無磁金屬導(dǎo)電環(huán)包圍，兩個(gè)無磁金屬導(dǎo)電環(huán)中就會(huì)產(chǎn)生徑向環(huán)電流，兩個(gè)無磁金屬導(dǎo)電環(huán)通過電流后會(huì)產(chǎn)生焦耳熱，使兩個(gè)氣隙磁場中的磁場能量通過這兩個(gè)無磁金屬導(dǎo)電環(huán)轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽虼藘蓚€(gè)半圓形磁芯不會(huì)出現(xiàn)磁路飽和現(xiàn)象，提高了脈沖電流傳感器的輸出精度和輸出范圍，提高了測試靈敏度，減小了測量誤差。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型中脈沖電流傳感器的電氣原理結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本實(shí)用新型中脈沖電流傳感器的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖2的A-A向剖視圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本實(shí)施例中的脈沖電流傳感器是指：包括一對(duì)相對(duì)設(shè)置的半圓弧磁芯22，兩個(gè)半圓弧磁芯22之間是氣隙30，氣隙30外套無磁性金屬導(dǎo)電環(huán)29，無磁性金屬導(dǎo)電環(huán)29的內(nèi)孔軸線與半圓弧磁芯22的磁力線一致；在半圓弧磁芯22上纏繞設(shè)置線圈23，從線圈23上引出輸出端子31。需要指出的是，本實(shí)用新型中的半圓弧磁芯22是指類似于半圓的形狀，即：它既可以是兩個(gè)規(guī)則的半圓，且中間留有氣隙30；也可以是比半圓略小的一對(duì)圓弧，兩個(gè)圓弧中間是氣隙30。

該脈沖電流傳感器是對(duì)羅氏線圈的改進(jìn)，其具體的消磁原理是：

首先，將原本封閉的整圓磁芯改變?yōu)閮蓚€(gè)半圓弧磁芯22，并使兩個(gè)半圓弧磁芯22和兩個(gè)氣隙30共同構(gòu)成磁路，由于氣隙30的磁阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于兩個(gè)半圓弧磁芯22磁性材料的磁阻，使大部分磁場能量聚在氣隙30中，從而比原磁場能夠承受更大的磁場強(qiáng)度；其次，當(dāng)兩個(gè)半圓弧磁芯22和兩個(gè)氣隙30共同構(gòu)成磁路上產(chǎn)生磁場的同時(shí)，由于氣隙30沿磁路中心線通過兩個(gè)無磁性金屬導(dǎo)電環(huán)29并被其徑向包圍，這樣就會(huì)在兩個(gè)無磁性金屬導(dǎo)電環(huán)29中產(chǎn)生徑向環(huán)電流，而兩個(gè)無磁性金屬導(dǎo)電環(huán)29上環(huán)電流產(chǎn)生的磁場與原磁場方向相反，也可抵消磁路的磁場強(qiáng)度；最后，由于兩個(gè)無磁性金屬導(dǎo)電環(huán)29中產(chǎn)生有徑向環(huán)電流，而兩個(gè)氣隙30本身存在電阻，通過電流后會(huì)產(chǎn)生焦耳熱，焦耳熱使兩個(gè)無磁性金屬導(dǎo)電環(huán)29溫度升高，即兩個(gè)氣隙磁場中的磁場能量通過這兩個(gè)無磁性金屬導(dǎo)電環(huán)29轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽@樣比原磁場能夠承受更大的磁場強(qiáng)度。因此，在兩個(gè)圓弧磁芯22、兩個(gè)氣隙30和兩個(gè)氣隙30的作用下，在設(shè)定的范圍內(nèi)磁場不會(huì)出現(xiàn)磁路飽和現(xiàn)象，從而提高了脈沖電流傳感器的輸出精度和輸出范圍，提高了測試靈敏度，減小了測量誤差，進(jìn)而能夠采集到電流峰值及各個(gè)實(shí)時(shí)點(diǎn)的電流值，為實(shí)現(xiàn)輸出整個(gè)電壓電流波形的寬度、形狀、大小、能量和發(fā)生的時(shí)間奠定了基礎(chǔ)。