CN101131406A - 高频高压电流测量装置 - Google Patents

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Abstract

一种电流测量装置。此电流测量装置包括一环状磁芯、一次级线圈、一隔离层与一放大电路。其中，环状磁芯环绕一待测电路；次级线圈缠绕环状磁芯；隔离层实质上遮蔽次级线圈与环状磁芯，以阻挡次级线圈与待测电路间的静电耦合；隔离层上必须制作一开口，以避免因隔离层所造成的涡流(eddy current)损耗；放大电路连接次级线圈，以放大次级线圈上的电流。

Description

高频高压电流测量装置
技术领域
本发明是关于一种电流测量装置，尤其是一种具有变流器(currenttransformer，CT)的电流测量装置。
背景技术
现今电流测量常用的方法包括变流器法、电阻压降法、霍尔(Hall)组件法。其中，电阻压降法无法与待测物分隔，而只能采用固定于待测物的设计方式。相较之下，变流器法与霍尔组件法则无此限制，而适用于可移动的仪器。又，就变流器法与霍尔组件法的比较而言，虽然霍尔组件法具有较佳的准确度，但是其电路较为复杂、成本较高昂，同时，其适用的动态范围较窄。因此，变流器法仍有其产业利用上的价值。
图1是显示一典型变流器20的结构示意图，而图2是此变流器运作的等效电路图。如图中所示，一待测电流源I(未图标于图1)连接至一导线10。此导线10就电路上而言，可以相互串接的电阻r1与电感L1表示，而与待测电流源I构成一初级回路。
此变流器20就结构上而言，是由一环状磁芯(core)22与一次级线圈24所构成。导线10贯穿环状磁芯22的中心孔22a，而次级线圈24缠绕于环状磁芯22。而如图1所示，此次级线圈24就电路上而言，可视为相互串接的一次级线圈电阻r2与一次级线圈电感L2。通常，另有一电压侦测电阻R串接至前述次级线圈电阻r2与次级线圈电感L2，而构成一次级回路20。
基本上，导线10是通过磁芯(core)22磁性耦合至次级线圈24。因此，产生于初级回路上的电流i1是通过此磁芯22，在次级回路20上产生一电动势(electromotive force)，并借由此电动势在次级回路20上形成另一个电流i2。
不过，如图中所示，导线10与次级线圈24间亦会构成一耦合电容C，而在次级线圈24上产生电容耦合信号。基本上，在低电压或是低频测量的情况下，由于由导线10所引发的电场干扰并不明显，因此，测量时电容耦合信号的问题并不突显。但是，当用于测量高电压或是高频的电流时，由导线10所引发的电容耦合信号就会变得明显。此信号会与待测信号相重叠，而使测量的精确度严重下降。
于是，如何提高变流器测量方式的信号误差比，以有效应用于高电压或是高频测量的环境，将会对于变流器的应用价值的提升，有极为重要的影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电流测量装置，以变流器法进行电流测量。并且，此电流测量装置可以有效防止电容耦合信号的干扰。
本发明提供一种电流测量装置，用以测量一待测电路的电流值。此电流测量装置包括一环状磁芯、一次级线圈、一隔离层与一放大电路。其中，环状磁芯环绕待测电路。次级线圈缠绕环状磁芯。隔离层实质上遮蔽次级线圈与环状磁芯，以阻挡次级线圈与待测电路间的静电耦合。并且，隔离层上形成有一开口，以消减因此隔离层所造成的涡流(eddy current)损耗。放大电路连接次级线圈，以放大次级线圈上的电流。
本发明亦提供一种变流器，此变流器包括一环状磁芯、一次级线圈与一隔离层。其中，环状磁芯环绕待测电路。次级线圈缠绕环状磁芯。隔离层实质上遮蔽次级线圈与环状磁芯，以阻挡次级线圈与待测电路间的静电耦合。一开口形成于隔离层上，以消减因隔离层所造成的涡流(eddy current)损耗。
附图说明
图1是一典型变流器的结构示意图。
图2是图1的变流器运作的等效电路图。
图3是本发明变流器一较佳实施例的等效电路图。
图4是本发明变流器另一较佳实施例的等效电路图。
图4A是本发明变流器又一较佳实施例的等效电路图。
图5是本发明变流器一较佳实施例的结构示意图。
图5A是图5的变流器的内部构造示意图。
图6是一典型差动放大电路的电路图。
符号说明：
导线10
变流器20
环状磁芯22
次级线圈24
中心孔22a
变流器100
环状磁芯120
次级线圈140
隔离层160
放大电路200
待测电路50
输出接脚150a，150b
开口162
接地接脚190
负载电阻170，170a，170b
具体实施方式
关于本发明的优点与精神可以借由以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。
请参照图3所示，是本发明的电流测量装置一较佳实施例的电路示意图。如图中所示，此电流测量装置包括一环状磁芯120、一次级线圈140、一隔离层160与一放大电路200。其中，环状磁芯120、次级线圈140与隔离层160构成一变流器(current transformer，CT)100。放大电路200连接至次级线圈140，以放大次级线圈140上的电流信号。次级线圈140的两端连接至放大电路200，并且，在次级线圈140中间接地G。同时，此变流器100并设置有一负载电阻170并联于次级线圈140。
同时请参照图5与图5A，是图3中变流器100的结构示意图。如图中所示，环状磁芯120环绕待测电路50，而次级线圈140缠绕环状磁芯120。此次级线圈140的两端分别连接至一输出接脚150a与150b，以连接至放大电路200。为了使次级线圈140中间接地，此变流器100并制作有一接地接脚190连接至次级线圈140的中间位置。
隔离层160实质上遮蔽次级线圈140与环状磁芯120。此隔离层160可以由导电石墨、银、铜等导电材质，以蒸镀等方式所制作于一塑料外壳上，然亦不限于此。
由于此隔离层160的存在，原本会形成于待测电路50与次级线圈140间的耦合电容(请参照图2所示)，改为形成于待测电路50与隔离层160间，而可以有效阻挡次级线圈140与待测电路50间的静电耦合，避免在次级线圈140上产生不必要的电容耦合信号。
若是隔离层160完全遮蔽环状磁芯120，将导致涡流(eddy current)耗损的产生，而影响变流器100的感应信号的品质。因此，本发明必须在隔离层160上形成一开口162，以消除因隔离层160的设置所造成的涡流损耗。基本上，此开口162的位置并未有特别的限制。然而，就一较佳实施例而言，如图中所示，为兼顾制作的便利性与消减涡流损耗的有效性，此开口162可为一环状切口，位于对应于环状磁芯120的内侧壁处。
值得注意的是，由于此开口162的存在，次级线圈140与待测电路50间仍然可能存在静电耦合，而在次级线圈140上产生少量电容耦合信号。为了进一步去除此电容耦合信号，前述放大电路200可以采用一差动放大电路(如图6所示)，专以放大由环状磁芯120感应待测电流(即由磁场感应)所生的差动信号。同时，次级线圈140采中间接地的设计，以有效排除来自待测电路50的静电耦合信号。
请参照图4所示，是本发明的电流测量装置另一较佳实施例的电路图。此电流测量装置包括一环状磁芯120、一次级线圈140、一隔离层160、二负载电阻170a与170b与一放大电路200。其中，环状磁芯120、次级线圈140与隔离层160构成一变流器100。放大电路200连接至次级线圈140，以放大次级线圈140上的电流信号。
相较于图3的实施例中仅具有一负载电阻170，本实施例使用二互相串接的负载电阻170a与170b，而此二负载电阻170a与170b并联于次级线圈140。此外，相较于图3的实施例中次级线圈140中间接地，如图4所示，本实施例除了可以将二负载电阻170a与170b相接的接点接地G以排除来自待测电路50的静电耦合信号外；如图4A所示，本实施例亦可以在二负载电阻170a与170b间串接一中间接地的可变电阻172，以排除来自待测电路50的静电耦合信号。
综上所述，本发明的变流器100通过隔离层160的使用，可以有效降低静电耦合信号的产生，同时搭配开口162的制作，可以避免涡流耗损对于感应品质的影响。此设计特别对于高电压与高频环境的测量有其实益。由于在隔离层160制作开口162，还可能使部分静电耦合信号得以穿透隔离层160而影响次级线圈140上的电流信号。因此，本发明同时使用差动放大电路200，搭配次级线圈140中间接地的电路设计(或是将二负载电阻170a与170b相接的接点接地)，以进一步排除来自待测电路50的静电耦合信号。
以上所述是利用较佳实施例详细说明本发明，而非限制本发明的范围，而且熟知此类技艺人士皆能明了，适当而作少许的改变及调整，仍将不失本发明的要义所在，亦不脱离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种高频高压电流测量装置，用以测量一待测电路的电流值，包括：
一环状磁芯，环绕该待测电路；
一次级线圈，缠绕该环状磁芯；
一隔离层，实质上遮蔽该次级线圈与该环状磁芯，以阻挡该次级线圈与该待测电路间的静电耦合，并且，该隔离层上形成有一开口，以消减该隔离层所造成的涡流损耗；以及
一放大电路，连接该次级线圈，以放大该次级线圈上的电流。
2.如权利要求1所述的高频高压电流测量装置，其中，该次级线圈中间接地。
3.如权利要求1所述的高频高压电流测量装置，还包括一负载电阻，并联于该次级线圈。
4.如权利要求1所述的高频高压电流测量装置，还包括二负载电阻，互相串接，且并联于该次级线圈。
5.如权利要求4所述的高频高压电流测量装置，其中，该二负载电阻的接点接地。
6.如权利要求4所述的电流测量装置，其中，该二负载电阻间串接有一中间接地的可变电阻。
7.如权利要求1所述的高频高压电流测量装置，其中，该放大电路是一差动放大电路。
8.如权利要求1所述的高频高压电流测量装置，其中，该隔离层是由导体导电石墨、银、铜蒸镀所构成。
9.如权利要求1所述的高频高压电流测量装置，其中，该开口是一环状切口。
10.如权利要求1所述的高频高压电流测量装置，其中，该环状磁芯、该次级线圈与该隔离层构成一变流器。
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CN101846702A (zh) * 2010-05-10 2010-09-29 伊博电源（杭州）有限公司 一种电感电流检测电路
CN105510679A (zh) * 2016-01-21 2016-04-20 江苏省电力公司电力科学研究院 高可靠性高精度电流测量方法及装置
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101846702A (zh) * 2010-05-10 2010-09-29 伊博电源（杭州）有限公司 一种电感电流检测电路
CN101846702B (zh) * 2010-05-10 2012-05-30 伊博电源（杭州）有限公司 一种电感电流检测电路
CN105510679A (zh) * 2016-01-21 2016-04-20 江苏省电力公司电力科学研究院 高可靠性高精度电流测量方法及装置
CN109727760A (zh) * 2018-12-29 2019-05-07 东莞中子科学中心 一种超宽带非入侵式电流测量仪及其制备方法

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