[實用新型]一種基于隔離式PCB型羅氏線圈的寬頻小電流測量裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320775888.7
• 申請日: 2013-11-29
• 公開（公告）號: CN203595742U
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱立位;衡思坤;韋海榮;何玲;周光宇;尹雷;李德眾
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;江蘇省電力公司;江蘇省電力公司連云港供電公司;江蘇方天電力技術(shù)有限公司
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00;G01R15/18
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 馬魯晉;朱顯國

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于電流測量領(lǐng)域，特別是一種基于隔離式PCB型羅氏線圈的寬頻小電流測量裝置。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的電流測量裝置因其主要采用帶有鐵心的電磁式電流互感器，不僅體積大、頻帶窄、防爆絕緣困難，且在大電流下鐵心磁路易飽和，對測量結(jié)果產(chǎn)生較大的誤差。因而，其難以滿足電力系統(tǒng)發(fā)展的要求，必須尋求基于其他傳感機(jī)理的電流測量裝置來取代之。Rogowski線圈（以下簡稱羅氏線圈）電流互感器作為電子式電流互感器的一種，具有測量范圍寬、測量精度高、無磁飽和、頻帶范圍寬、體積小、易于數(shù)字量輸出等一系列優(yōu)點。目前，基于羅氏線圈電流互感器的研究與應(yīng)用已成為新世紀(jì)互感器發(fā)展的重要方向之一，在電力系統(tǒng)中具有廣闊的應(yīng)用前景。

但是目前現(xiàn)存的羅氏線圈都存在著測量精度低，穩(wěn)定性不高等缺點，大部分的羅氏線圈測量裝置致力于大電流，高頻雷電流的測量，卻忽略了配網(wǎng)中常用到的工頻小電流的測量。現(xiàn)有的能用于低頻小電流測量的羅氏線圈測量裝置較少，且不具有易安裝、易制作等優(yōu)點，因而不能滿足生產(chǎn)建設(shè)中的需求。

實用新型內(nèi)容

本實用新型所解決的技術(shù)問題在于提供一種基于隔離式PCB型羅氏線圈的寬頻小電流測量裝置。

實現(xiàn)本實用新型目的的技術(shù)解決方案為：一種基于PCB羅氏線圈的寬頻小電流測量裝置，包括依次相連的隔離式PCB型羅氏線圈、積分電路單元、放大電路單元、采樣電路單元，所述隔離式PCB型羅氏線圈與積分電路單元相連接，將微分電壓信號傳輸給積分電路單元，積分電路單元對微分電壓信號進(jìn)行積分得到還原電壓信號；積分電路單元與放大電路單元相連，將還原電壓信號傳輸給放大電路單元，放大電路單元對還原后的電壓信號進(jìn)行放大；放大電路單元與采樣電路單元相連，采樣電路單元對放大后的信號進(jìn)行采樣。

本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點為：1）本實用新型的裝置電流測量的精度高，特別是在工頻電流的情況下，測量精度可以達(dá)到0.5A；2）電流測量的頻帶寬，其測量帶寬可以達(dá)到50～20KHz；3）使用跨導(dǎo)放大器實現(xiàn)的電流模式積分單元，可有效的減少后期信號處理時，對信號的干擾，且高頻性能好；4）本實用新型的裝置可以滿足電流測量領(lǐng)域?qū)τ诰龋ㄌ貏e是工頻小電流精度）、可靠性的要求。

下面結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

附圖說明

圖1為本實用新型的基于隔離式PCB型羅氏線圈的寬頻小電流測量裝置原理框圖。

圖2為本實用新型的基于隔離式PCB型羅氏線圈的寬頻小電流測量裝置中積分電路單元的電路圖。

具體實施方式

本實用新型的一種基于PCB羅氏線圈的寬頻小電流測量裝置，包括依次相連的隔離式PCB型羅氏線圈、積分電路單元、放大電路單元、采樣電路單元，所述隔離式PCB型羅氏線圈與積分電路單元相連接，將微分電壓信號傳輸給積分電路單元，積分電路單元對微分電壓信號進(jìn)行積分得到還原電壓信號；積分電路單元與放大電路單元相連，將還原電壓信號傳輸給放大電路單元，放大電路單元對還原后的電壓信號進(jìn)行放大；放大電路單元與采樣電路單元相連，采樣電路單元對放大后的積分信號進(jìn)行采樣。

所述積分電路單元包括第一電阻R1、第二電阻R2、電容C1、跨導(dǎo)運算放大器U1、運算放大器U2，羅氏線圈輸出端a與跨導(dǎo)運算放大器U1的負(fù)極相連，羅氏線圈輸出端b與跨導(dǎo)運算放大器U1的正極相連接，跨導(dǎo)運算放大器U1的電源正極與供電電源Vcc相連接，跨導(dǎo)運算放大器U1的電源負(fù)極與供電電源Vdd相連接，跨導(dǎo)運算放大器U1的輸出端與電容C1的一端相連接，該端同時與運算放大器U2的正向輸入端相連接，電容C1的另一端與GND相連接，第一電阻R1的一端與GND相連接，另一端與第二電阻R2的一端相連接，同時與運算放大器U2的負(fù)輸入級相連接，第二電阻R2的另一端與運算放大器U2的輸出端相連接，運算放大器U2的正極與供電電源Vcc相連接，運算放大器U2的負(fù)極與供電電源Vdd相連接。

其中跨導(dǎo)運算放大器U1采用CA3080型高性能、低功耗跨導(dǎo)運算放大器。運算放大器U2采用的是LM324N型運算放大器。

本實用新型的裝置電流測量的精度高，特別是在工頻電流的情況下，測量精度可以達(dá)到0.5A；電流測量的頻帶寬，其測量帶寬可以達(dá)到50～20KHz；使用跨導(dǎo)放大器實現(xiàn)的電流模式積分單元，可有效的減少后期信號處理時，對信號的干擾，且高頻性能好。本實用新型可實現(xiàn)工頻或高頻高精度小電流的測量，消除了常規(guī)羅氏線圈在該類電流測量方面的不足。本實用新型采用隔離式的PCB型羅氏線圈作為傳感頭，具有易安裝、重量輕、易制作等優(yōu)點，且本實用新型采用跨導(dǎo)放大器實現(xiàn)的電流模式積分單元，可有效減少誤差，增大帶寬。