專利名稱：一種采用差分線圈結(jié)構(gòu)的電流傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是用于電力系統(tǒng)電流測(cè)量和繼電保護(hù)領(lǐng)域的電子式電流互感器中 的重要組成部分，即一種采用空心線圈為傳感單元的電流傳感器。
背景技術(shù)：
自變壓器問世以來，電磁式的電流互感器得到了充分的發(fā)展，然而隨著電力系統(tǒng) 傳輸容量不斷增加和電壓等級(jí)不斷的提高，電磁式電流互感器已暴露出越來越多固有的缺 點(diǎn)，難以滿足電力系統(tǒng)發(fā)展的要求。隨著以微機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的繼電保護(hù)和測(cè)量系統(tǒng)的廣泛 應(yīng)用，對(duì)輸入信號(hào)的功率需求大大降低。在此形勢(shì)下給電子式電流互感器在電力系統(tǒng)中的 應(yīng)用帶來契機(jī)。目前電子式電流互感器大部分采用空心線圈作為傳感單元，空心線圈又名 Rogowski線圈，是將銅線均勻繞在非導(dǎo)磁骨架上制成。這種線圈由于不含鐵心，沒有鐵磁飽 和、鐵磁諧振和磁滯等缺點(diǎn)，具有線性度好，測(cè)量范圍寬，瞬態(tài)響應(yīng)特性好的特點(diǎn)，特別適合 應(yīng)用在繼電保護(hù)方面。但空心線圈容易受外界磁場(chǎng)的干擾，產(chǎn)品二次輸出的穩(wěn)定性不高，精 度難以實(shí)現(xiàn)0. 5級(jí)或更高準(zhǔn)確級(jí)級(jí)別，不能滿足電能計(jì)量的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服空心線圈二次輸出信號(hào)的穩(wěn)定性不高，容易受外部磁場(chǎng)干 擾的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，精度可實(shí)現(xiàn)0.2級(jí)的采用差分線圈結(jié)構(gòu)的電流傳 感器。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)高精度，穩(wěn)定的二次輸出。本發(fā)明是一個(gè)無源設(shè)備， 包括一次電流載流體，一次電流傳感單元，補(bǔ)償繞組，雙屏蔽雙絞線和帶金屬屏蔽的航空插 頭。一次電流載流體貫穿一次電流傳感單元的中心，一次電流產(chǎn)生的磁通在一次電流傳感 單元中產(chǎn)生鉸鏈，通過電磁感應(yīng)在線圈的輸出端產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，二次信號(hào)通過屏蔽線與 航空插頭的組合方式輸出。所述的一次電流傳感單元是由至少一個(gè)空心線圈和金屬屏蔽殼組合而成。補(bǔ)償繞 組與一次電流傳感單元的結(jié)構(gòu)參數(shù)相同，一次電流只通過一次電流傳感單元的中心，補(bǔ)償 繞組安裝時(shí)其中心軸線與二次繞組的中心一致，線圈的端面平行，在保證絕緣的情況下盡 可能近的靠近在一起，以保證外部磁場(chǎng)對(duì)兩個(gè)線圈的干擾是一致的。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意2為本發(fā)明的一次電流載流體結(jié)構(gòu)示意3為本發(fā)明的空心線圈結(jié)構(gòu)示意4為本發(fā)明的線圈骨架外形圖
具體實(shí)施例方式如圖1、圖2、圖3及圖4所示，本發(fā)明包括一次電流載流體1，一次電流傳感單元 2，補(bǔ)償繞組3，雙屏蔽雙絞線4，及帶金屬屏蔽的航空插頭構(gòu)成一個(gè)整體。所述的一次電流載流體1為單匝式的一次繞組，由銅排5與一次導(dǎo)體6焊接而成， 一次導(dǎo)體6的尺寸由額定一次電流的大小和動(dòng)熱穩(wěn)定電流值確定。所述的一次電流傳感單元2由空心線圈7和金屬屏蔽殼組裝在一起，內(nèi)部可用環(huán) 氧樹脂填充固定，空心線圈7繞線的匝數(shù)及骨架9的尺寸大小由產(chǎn)品的額定一次電流有效 值的大小及二次輸出信號(hào)的大小決定，金屬屏蔽殼為一截面積為圓的環(huán)形金屬殼體，可選 用薄銅板沖壓成型，起電場(chǎng)屏蔽的作用。所述的補(bǔ)償繞組3的結(jié)構(gòu)，尺寸大小及性能參數(shù)與一次電流傳感單元2 —致，兩繞 組二次輸出的同名端串聯(lián)連接，異名端通過屏蔽線與航空插頭的組合方式輸出，通過雙線 圈的差分結(jié)構(gòu)抵消外部磁場(chǎng)干擾。所述的空心線圈7是用材料為銅的漆包線在非導(dǎo)磁的骨架9上均勻繞制而成，骨 架9的材料可選用環(huán)氧玻璃纖維，通過機(jī)床精加工，使骨架9的表面光滑，且截面積均勻。產(chǎn)品安裝時(shí)，在保證絕緣的基礎(chǔ)上，二次繞組和補(bǔ)償繞組3盡可能近的安裝在一 起，使外部干擾磁場(chǎng)在二次繞組和補(bǔ)償繞組3上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小一致，方向相反，則二次 輸出的干擾信號(hào)互相抵消。
權(quán)利要求
1.一種采用差分線圈結(jié)構(gòu)排除外磁場(chǎng)干擾的電流傳感器，它具有一個(gè)一次電流載流體 (1)，至少一個(gè)一次電流傳感單元O)，和至少一個(gè)用于感應(yīng)外部干擾磁場(chǎng)的補(bǔ)償繞組(3)。 其特征在于一次電流載流體(1)垂直貫穿一次電流傳感單元O)的中心，一次電流產(chǎn)生的 磁通在一次電流傳感單元O)的內(nèi)部鉸鏈，并產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；用與感應(yīng)外部干擾的補(bǔ)償 繞組C3)不通過一次電流，在保證絕緣的基礎(chǔ)上靠近一次電流傳感單元( 安裝，補(bǔ)償繞組 (3) 二次輸出與一次電流傳感單元( 二次輸出的同名端串聯(lián)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一次電流載流體(1)，其特征為它是由銅排( 與一次導(dǎo) 體(6)焊接而成，一次導(dǎo)體(6)的截面積為圓形，外型為U字型的導(dǎo)電桿。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的補(bǔ)償繞組(3)，其特征在于具有與一次電流傳感單元(2) 完全相同的結(jié)構(gòu)，且兩者的互感系數(shù)M相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的補(bǔ)償繞組(3)，其特征在于它安裝位置的中心軸線與一次 電流傳感單元(2)的中心軸線重合，并且補(bǔ)償繞組(3)的線圈端面與一次電流傳感單元(2) 的端面平行。
5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一次電流傳感單元O)，其特征為它是由至少具有一個(gè)空 心線圈(7)為傳感元件，其制作是用材料為銅的漆包線在骨架(9)上均勻繞制而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的骨架(9)，其特征在于骨架(9)的制作材料選用一種非導(dǎo) 磁的絕緣材料，其導(dǎo)磁率為真空導(dǎo)磁率μ。。
7.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的骨架(9)，其特征是它的形狀為一圓環(huán)，圓環(huán)的內(nèi)半徑為 Ra，外半徑為Rb，截面積為一直徑d的圓。
8.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的空心線圈(7)，其特征為在空心線圈(7)的內(nèi)部制作了一 圈與空心線圈(7)繞向相反的回線(S)0
9.根據(jù)權(quán)利要求8中所述的回線(8)，其特征為它處于空心線圈(7)的中心位置，形狀 為一圓環(huán)，圓環(huán)的半徑為R。，并且使R。= (Ra+Rb)/2。
全文摘要
本發(fā)明為一種采用差分線圈結(jié)構(gòu)排除外磁場(chǎng)干擾的電流傳感器，包括一次電流載流體，一次電流傳感單元，補(bǔ)償繞組，雙屏蔽雙絞線，航空插頭。一次電流載流體貫穿一次電流傳感單元的中心，繞組的金屬屏蔽殼與信號(hào)傳輸線的屏蔽層，航空插頭的金屬部分構(gòu)成一個(gè)整體，以提高二次信號(hào)的信噪比?？招木€圈的關(guān)鍵技術(shù)為提高工頻磁場(chǎng)抗擾度，本發(fā)明通過改善線圈內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在線圈的內(nèi)部加入回線，并制作兩個(gè)結(jié)構(gòu)及性能參數(shù)一致的空心線圈，通過同名端串接的差分結(jié)構(gòu)抵消外部磁場(chǎng)干擾，使其二次輸出精度滿足0.2級(jí)電能計(jì)量的要求。
文檔編號(hào)H01F5/02GK102053193SQ200910193329
公開日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2009年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月27日
發(fā)明者伍仕朋, 張樹華, 李基森, 梁永亮, 陳玫 申請(qǐng)人:廣東四會(huì)互感器廠有限公司