[实用新型]一种差模式空芯线圈电流传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及电流传感器，特别是涉及一种高压电力电缆的差模式空芯线圈电流传感器。

背景技术

目前，高压电力系统用于测量电流的设备主要是电磁式电流传感器，这种电流传感器主要包括环型硅钢片铁芯、包在环型硅钢片铁芯外的绝缘层、绕在绝缘层外的二次漆包线圈和二次漆包线圈接线柱等。电磁式电流传感器的硅钢片铁芯在大电流下易饱和；且随着电压等级的增高，其体积和重量越大、绝缘结构越复杂、可靠性也越低。电磁式电流传感器的输出和功率都比较大，不能直接与二次设备连接，不能和计算机联网，不能实现智能化控制，不能适应数字化变电站发展的要求。

与电磁式电流传感器不同，空芯线圈电流传感器不包括硅钢片铁芯，不易产生饱和；且空芯线圈电流传感器的输出和功率都比较小，能直接与数字化二次设备连接。

空芯线圈电流传感器中空心线圈的输出电压(ε)是被测电流(i)对时间(t)的微分，ϵ=-Mdidt,]]>其中M是空芯线圈的互感系数。因此，空芯线圈电流传感器中需要对空心线圈的输出信号进行积分，才能还原被测电流。目前，空芯线圈电流传感器一般采用硬件积分技术对空闲线圈的输出信号进行积分；一般硬件积分电路由放大电路、电阻和电容等器件组成，由于放大电路、电阻和电容易受温度影响，其参数随温度的变化而变化，导致硬件积分电路工作不稳定，使空芯线圈电流传感器的稳定性和精度下降。另外，现有的空芯线圈电流传感器一般为圆环结构，在某些现场条件下无法安装，这些都限制了空芯线圈电流传感器在电力系统中的应用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种新型的差模式空芯线圈电流传感器。利用实用新型的差模式用以消除外界电磁干扰，对测量信号进行过滤、放大和积分，从而保证测量信号的稳定性和测量精度。

为了达到上述实用新型目的，本实用新型提供的技术方案如下：

一种差模式空芯线圈电流传感器，其特征在于，该电流传感器的主要结构包括：两个空芯线圈，其以差模方式连接，且对称安装于被测高压电力电缆的两侧以感应电流值，两个空芯线圈输出的电流值先通过双绞线将电流信号输出至数据采集单元；再由数据采集单元将数据输出至PC机。

所述的数据采集单元包括调理电路、A/D模数转换器，调理电路用于对空芯线圈的输出电流放大、滤波及信号处理；A/D模数转换器连接所述的调理电路并将其输出的模拟信号转换为数字信号；所述的PC机用于接收A/D模数转换器输出的数字信号。

所述的空芯线圈包括主体和缠于主体上的线缆，两个空芯线圈上的线缆一端相连通，另一端分别接至所述的调理电路。

更进一步的优化设计，所述的主体为长方体结构，该长方体四周边缘设有线槽，线槽内缠有所述的线缆，主体内还设有通孔，该通孔的轴线垂直于所述线槽形成的平面。

作为更进一步的优化设计方案，所述的主体上还设有小孔，该小孔内安装接线柱。

数据采集单元输出口包括有PCI总线、或RS232串口、或Ethernet接口，可用于与PC机进行数据传输。与现有技术相比，本实用新型的差模式空芯线圈电流传感器具有如下技术优点：

1.本实用新型中采用两个空芯线圈，其以差模方式连接，且对称安装于电力电缆的两侧以感应电流值，在这种固定方式下，电缆产生的磁场在两个空芯线圈中产生相反的磁场，而外部干扰磁场在两个空芯线圈中方向相同，采用差模方式连接这两个空芯线圈，可以消除外部磁场的干扰。

2.本实用新型采用了数据采集单元，其中的调理电路对空芯线圈的输出信号进行放大、滤波及信号处理；然后再采用A/D模数转换器将信号调理电路输出的模拟信号转换为数字信号；最后将数字信号传输至PC机从而提高了测量的稳定性，并大大提高测量数据的精度。

附图说明

图1是本实用新型差模式空芯线圈电流传感器中的线路连接示意图。

图2是本实用新型差模式空芯线圈电流传感器中的数据采集单元中部件的连接示意图。

图3是本实用新型差模式空芯线圈电流传感器中空芯线圈的结构示意图。