[实用新型]一种开环直流大电流检测装置的磁路

说明书

技术领域

本实用新型涉及检测直流电流的直流电流检测装置，具体涉及一种开环直流大电流检测装置的磁路。

背景技术

目前，检测直流电流的磁环装置使用的材料多为硅钢片、锰锌铁氧体等，这些材料的矫顽力较大，一次测量后剩磁较多，对下次的测量会产生影响，从而影响测量的准确度。同时，相对磁导率与坡莫合金相比低很多，在测量时容易达到饱和，不能达到工程中直流大电流的测量要求。该对称等缝宽开缝磁环所用的材料为坡莫合金，相对磁导率最高达到200000，与其他材料相比，磁路不容易达到饱和，矫顽力为0.8A/m，剩磁少，对再次测量影响小。

目前所用的直流电流检测装置在结构上，磁环多为闭环。测量时，需要预先将测量装置放在导线上或者将线断开再放入磁环，这样不能随时测量，也会影响正常的工作及生产并且检测大电流时将线路断开会造成安全隐患。对称等缝宽开缝磁环结构使用方便，测量时只需要将磁环做成方便打开的钳式，卡在导线上即可测量。磁环对称开缝后，缝间充满空气，空气的磁导率远远小于坡莫合金，这样测量电流时不容易达到饱和，可以测量较大的直流电流。此结构缝宽较小，基本无漏磁，保证了测量的精确度。西安交通大学的索南加乐和周德生教授公布过一种直流电流测量的新思路，其方法是在待测直流电流周围放置一铁心，并通过另一控制电流来控制该铁心的饱和状况，控制电流产生的磁场与待测电流产生的磁场正交，使得铁心磁导率周期性变化，则待测电流在铁心中产生的就是一个交变的磁场，随着铁心磁导率的变化而变化。在控制电流固定的情况下，磁场的变化将与成正比，通过线圈的感应电压获得磁场的变化情况而算出直流电流的大小。此种方法使用起来较为繁琐，并且使用了外加控制电流会通过改变铁心磁导率间接影响待测电流，造成测量结果不准确。

实用新型内容

因此，针对上述的问题，本实用新型提出一种开环直流大电流检测装置的磁路，采用对称等缝宽开缝磁环结构，测量时不需要外加电流，直接利用电磁感应原理有磁环中的磁感应强度计算出待测电流的大小，这样节约了资源，也不会对待测电流产生影响，从而解决现有技术之不足。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是，针对直流大电流检测时聚磁磁路出现磁饱和现象的问题，利用现今性能较好的超顺磁材料——坡莫合金作为聚磁磁路，通过对磁路进行开多条对称等缝宽气隙，来减小聚磁磁路的饱和程度，使其工作状态尽量处于线性区。坡莫合金的矫顽力小，相对磁导率大，每次测量时不容易达到磁饱并且测量后剩磁很少，多次测量时造成的误差会很小，最后，通过精密霍尔传感器进行磁场的测量。通过对此装置进行反复调试，各项参数进行多次配置与调试，最终检测到的直流电流最大可达600A，传感精度达到0.1A的工程要求。此种新型直流大电流检测装置能够有效地抑制由于检测电流过大而引起的磁路饱和现象，并且此磁路结构可做成开环装置，方便进行实时检测。

具体的，一种开环直流大电流检测装置的磁路，包括坡莫合金磁环，该坡莫合金磁环沿周向均匀开设若干条细缝，优选的，各细缝的缝宽相等。

更进一步的，所述细缝的缝宽d范围为0.1-0.2mm，优选的，d=0.1mm。因需要检测的直流电流的大小与开缝条数n和缝宽大小d有关，由于漏磁的大小直接与缝宽的大小有关，所以缝宽不宜增大较多（经过多组仿真实验验证，时，漏磁较小，当时，漏磁现象较严重，所以，d的大小取较为合适），除此之外，可以发现最大检测直流电流与开缝条数n成正比，在坡莫合金没有达到饱和的情况下，为了提高此装置能够检测电流的最大值，在保证漏磁不会影响测量精度的前提下，我们可以通过增加开缝条数n来提高最大检测直流电流。作为一个优选的方案，所述坡莫合金磁环上开了八条均匀等缝宽的细缝。

作为一个优选的方案，所述坡莫合金磁环的内径D0=90mm，外径D1=110mm，高度h=20mm。

本实用新型运用坡莫合金材料作为开环直流大电流检测装置的聚磁磁路，利用它超高的磁导率，较小的矫顽力以及剩磁小等特性，方便进行多次测量且很小的剩磁不会对再次测量产生影响;此装置为开环钳式装置，不与被测电路发生电接触，不影响被测电路，不消耗被测电源的功率，并且方便进行实时检测;对磁环进行均匀等缝宽地开缝，且所开缝宽较小，在能够非常有效地解决磁路饱和的问题的同时又能尽量减小磁路的漏磁。