[實(shí)用新型]零磁通電流傳感器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201020171698.0
• 申請(qǐng)日: 2010-04-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201689125U
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓連生
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 韓連生
• 主分類(lèi)號(hào): G01R19/00
• 分類(lèi)號(hào): G01R19/00;H01F38/32
• 代理公司: 南京天翼專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 32112
• 代理人: 湯志武;李海濤

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型有關(guān)于一種電流傳感器，且特別是有關(guān)于一種零磁通電流傳感器。

背景技術(shù)

普通單匝電流傳感器的二次匝數(shù)一般在2000匝以上時(shí)精度才能達(dá)到測(cè)量用要求，但是電氣設(shè)備的接電線(xiàn)電流和泄漏電流只有幾微安到幾百毫安，普通互感器難以測(cè)量。再加上外界強(qiáng)電磁干擾的環(huán)境，感應(yīng)出的二次信號(hào)太小會(huì)使得信號(hào)淹沒(méi)在噪聲中。為了測(cè)得毫安級(jí)微電流，希望電流互感器的二次匝數(shù)越小越好。但匝數(shù)太少互感器的誤差就會(huì)增大，因此設(shè)計(jì)出二次匝數(shù)少同時(shí)又保證電流傳感器精度是設(shè)計(jì)測(cè)量泄漏電流傳感器的關(guān)鍵。

電流傳感器的誤差很大程度上來(lái)自激磁電流I₀，當(dāng)I₀＝0即所謂“零磁通”狀態(tài)下，無(wú)角差、比差。然而它是理想化的，如果沒(méi)有I₀則鐵芯中無(wú)磁通，一、二次能量無(wú)法傳遞，電流傳感器不能工作。正確的補(bǔ)償方法可將鐵芯中磁通降到極低的近似“零磁通”狀態(tài)，這就是零磁通電流傳感器。零磁通電流傳感器因?yàn)閹缀鯖](méi)有激磁電流這個(gè)誤差源，因此可以使電流傳感器達(dá)到非常高的精度。

為了得到動(dòng)態(tài)線(xiàn)性的補(bǔ)償電動(dòng)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)零磁通電流傳感器，人們嘗試了有源零磁通的電流傳感器設(shè)計(jì)，主要使利用外部電路從主鐵芯或二次線(xiàn)圈上提取誤差信號(hào)，然后通過(guò)放大、移相、等處理，得到隨誤差動(dòng)態(tài)變化的反電動(dòng)勢(shì)加在互感器上，使主鐵芯達(dá)到零磁通狀態(tài)。這種傳感器需要復(fù)雜的電路才能獲得精確的同相位電動(dòng)勢(shì)，而且電子器件長(zhǎng)時(shí)間處在惡劣的強(qiáng)電磁干擾的室外環(huán)境中，一旦性能發(fā)生漂移，信號(hào)動(dòng)態(tài)跟隨的關(guān)系也會(huì)發(fā)生變化，電流傳感器就不再處于零磁通狀態(tài)了。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本實(shí)用新型提供一種電路簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)、抗干擾能力強(qiáng)的零磁通電流傳感器，該傳感器采用較少的電子元件，減少了干擾源，進(jìn)而提高了輸出精度。

本實(shí)用新型提出一種零磁通電流傳感器，包括外殼和蓋板。外殼內(nèi)設(shè)置有相互疊合的第一磁環(huán)和第二磁環(huán)。第一磁環(huán)和第二磁環(huán)上繞制有二次線(xiàn)圈，且第二磁環(huán)上繞制的二次線(xiàn)圈的匝數(shù)是第一磁環(huán)上繞制的二次線(xiàn)圈的匝數(shù)的一半。二次線(xiàn)圈兩端之間連接有負(fù)載電阻。第一磁環(huán)上還繞制有第一補(bǔ)償線(xiàn)圈，其兩端之間連接有補(bǔ)償電容。第二磁環(huán)上還繞制有第二補(bǔ)償線(xiàn)圈，其兩端之間連接有補(bǔ)償電阻。

本實(shí)用新型中，所述第二補(bǔ)償線(xiàn)圈的匝數(shù)和第二磁環(huán)上二次線(xiàn)圈的匝數(shù)相等，所述第一補(bǔ)償線(xiàn)圈的匝數(shù)大于第一磁環(huán)上的二次線(xiàn)圈的匝數(shù)。進(jìn)一步的，第一補(bǔ)償線(xiàn)圈的匝數(shù)比第一磁環(huán)上的二次線(xiàn)圈的匝數(shù)多50匝。第一補(bǔ)償線(xiàn)圈是通過(guò)電容進(jìn)行補(bǔ)償?shù)模笕?shù)比二次線(xiàn)圈多是為了給二次線(xiàn)圈提供小點(diǎn)的補(bǔ)償電流。

本實(shí)用新型中，所述二次線(xiàn)圈的繞制方向與第一補(bǔ)償線(xiàn)圈和第二補(bǔ)償線(xiàn)圈的繞制方向相反，以進(jìn)行逆向補(bǔ)償。

本實(shí)用新型中，所述外殼為四層，由里到外為坡莫合金、硅鋼、聚四氟乙烯和銅，其中坡莫合金、硅鋼和銅為三層屏蔽層，聚四氟乙烯為一層絕緣層。

本實(shí)用新型中，所述補(bǔ)償電容為無(wú)極性電容，用以提供交流電信號(hào)。

本實(shí)用新型中，所述第一磁環(huán)和第二磁環(huán)大小相等，均采用超微晶合金材料制成。

本實(shí)用新型的有益效果是，本實(shí)用新型電路簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，同時(shí)也節(jié)約了成本，抗干擾能力強(qiáng)。該傳感器無(wú)需外部電源，而且減少了很多電子元件，即減少了干擾源，從而使得輸出精度高，輸出角差和比差均能達(dá)到電力行業(yè)測(cè)量避雷器漏電流的要求，即能實(shí)現(xiàn)測(cè)量微電流又具有很強(qiáng)的抗干擾能力。克服了傳統(tǒng)傳感器二次線(xiàn)圈匝數(shù)多，信號(hào)就會(huì)弱，抗干擾能力差；匝數(shù)少輸出誤差就會(huì)增大的缺點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1所示為本實(shí)用新型的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2所示為圖1中的第一磁環(huán)和第二磁環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3所示為本實(shí)用新型的原理圖。

圖4所示為本實(shí)用新型的向量圖。

圖5所示為本實(shí)用新型的實(shí)驗(yàn)原理圖。

具體實(shí)施方式

為讓本實(shí)用新型的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。

結(jié)合圖1和圖2，本實(shí)用新型提出一種零磁通電流傳感器1，包括外殼10、蓋板11、第一磁環(huán)12以及第二磁環(huán)13。其中，第一磁環(huán)12與第二磁環(huán)13相互疊合放置于外殼10內(nèi)，蓋板11將磁環(huán)封閉在外殼10內(nèi)。