[實(shí)用新型]一種羅氏線圈電流傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320793626.3
• 申請日: 2013-12-04
• 公開（公告）號(hào): CN203630196U
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 章鹿華;徐占河;王黎明;陳昌龍;易忠林;丁恒春;趙林;徐俊明;袁瑞銘
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;冀北電力有限公司計(jì)量中心;清華大學(xué)深圳研究生院
• 主分類號(hào): G01R19/00
• 分類號(hào): G01R19/00
• 代理公司: 北京華沛德權(quán)律師事務(wù)所 11302
• 代理人: 劉杰

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及電流傳感器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種采用PCB主板和PCB插板結(jié)構(gòu)而獲得高精度和高可靠性的羅氏線圈電流傳感器。

背景技術(shù)

隨著電子式電流傳感器的發(fā)展，羅氏線圈獲得了廣泛的應(yīng)用。在現(xiàn)有技術(shù)中平板式羅氏線圈厚度太小,導(dǎo)致線圈截面積太小,所以單線圈輸出電壓非常小；平板式羅氏線圈在消除垂直磁場干擾誤差時(shí)采用的方法為：第一，設(shè)置回線，第二，用兩個(gè)線圈反向，抵消垂直磁場的干擾，而且使得輸出加倍。兩個(gè)方法都有一定的缺陷，回線的設(shè)置是要經(jīng)過計(jì)算的，并不是線圈的中心處，而且對(duì)于垂直磁場不均勻的情況，回線的位置固定就不準(zhǔn)確。第二種方法，則需要上下兩個(gè)線圈完全對(duì)齊，這也是不容易做到的。而且PCB平板羅氏線圈不能很好的克服溫度誤差的影響，同時(shí)在對(duì)平板式羅氏線圈進(jìn)行開口時(shí)，很難保證多個(gè)平板的對(duì)齊，從而引入了相應(yīng)的誤差。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了解決上述問題，本實(shí)用新型提出了一種具有體積重量小、互感大、抗干擾能力強(qiáng)、測量精度高和可靠性高的羅氏線圈電流傳感器。

本實(shí)用新型羅氏線圈電流傳感器包括一個(gè)主板和多對(duì)插板；

多對(duì)所述插板均布固定在所述主板上；多對(duì)所述插板平面垂直于所述主板平面并且與所述主板的圓心共面；所述插板上設(shè)置感應(yīng)線圈；所述感應(yīng)線圈呈環(huán)狀布置，用于產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢；

所述主板為圓環(huán)形；所述主板線路與所述插板線路連通構(gòu)成電氣回路，用于接入放大電路產(chǎn)生感應(yīng)電流；

所述主板上設(shè)置有開口，用于待測電導(dǎo)線在不斷電的情況下穿過所述開口進(jìn)入到所述主板中心位置。

作為優(yōu)選，所述主板板面上設(shè)置有插槽；所述插槽用于固定所述插板。

作為優(yōu)選，所述插板的第一側(cè)邊與所述主板的圓環(huán)內(nèi)沿對(duì)齊；所述插板的第二側(cè)邊與所述主板的圓環(huán)外沿對(duì)齊，使得每個(gè)所述插板上線圈的磁通量相等；所述插板底邊連接一個(gè)插腳；所述插腳與所述主板上的插槽配合，使所述主板與所述插板固定連接。

作為優(yōu)選，所述主板和所述插板都是PCB板。

作為優(yōu)選，所述主板設(shè)置有回線。

作為優(yōu)選，所述開口的間隙距離＜0.1mm。

本實(shí)用新型提供的羅氏線圈電流傳感器主板上設(shè)置開口，通過該開口實(shí)現(xiàn)傳感器在電力系統(tǒng)不斷電的情況下連入其中，完成待測導(dǎo)線中電流的測量。該電流傳感器具有體積重量小、互感大、測量精度高、抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高的特點(diǎn)。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的插板式羅氏線圈結(jié)構(gòu)主視圖。

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的插板式羅氏線圈結(jié)構(gòu)左視圖。

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的PCB插板上感應(yīng)線圈的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的PCB主板開口后回線的第一種位置示意圖。

圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的PCB主板開口后回線的第二種位置示意圖。

圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的插板式羅氏線圈互感計(jì)算的模型示意圖。

圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的插板式羅氏線圈以偏心誤差為主要誤差的互感計(jì)算的模型示意圖。

圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的開口距離為1mm時(shí)80%偏心誤差隨偏心角度的變化曲線。

圖9為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的開口距離為0.5mm時(shí)80%偏心誤差隨偏心角度的變化曲線。

圖10為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的開口距離為0.1mm時(shí)80%偏心誤差隨偏心角度的變化曲線。

具體實(shí)施方式

為了深入了解本實(shí)用新型，下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。

本實(shí)用新型提供的羅氏線圈電流傳感器由一個(gè)PCB主板2和多對(duì)PCB插板1組成；

其中，PCB主板2為圓環(huán)形，主板2上設(shè)置有與插板1相對(duì)數(shù)量的插槽，用于將插板1固定在主板2上，同時(shí)保證主板2與插板1之間電氣線路的連通。主板2上設(shè)置回線5用于減小垂直干擾誤差；參見附圖4和5，主板2上的回線5可以為兩根半徑不同的圓形導(dǎo)線，也可以是由兩根半圓弧形導(dǎo)線共同構(gòu)成的圓形等效回線6；作為優(yōu)選，選擇兩根半徑不同的圓形導(dǎo)線作為主板2上的回線5，因?yàn)榈刃Щ鼐€6和連線的參數(shù)發(fā)生不均等，會(huì)在一定程度上影響垂直磁場干擾的消除。主板2上設(shè)置有開口，用于待測導(dǎo)線在不斷電的情況下穿過此開口進(jìn)入到主板2圓環(huán)中心位置；因?yàn)殚_口間距的大小對(duì)于感應(yīng)線圈3的互感性能和溫度誤差影響很大，因此通過合理的計(jì)算和仿真后確定開口間距的大小是一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，在后文中介紹開口間距的計(jì)算結(jié)果和結(jié)論。