CN105486904B - 二分式光学电流传感器 - Google Patents

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Abstract

二分式光学电流传感器，涉及光学电流互感器领域。目的是为了解决光学电流传感器误差大、稳定性差、容易受外界磁场干扰的问题。本发明所述分流框由两个通流导体和两个接线端组成；两个通流导体围成一个既有对称中心又有对称轴的闭合框；一个接线端的一端固定在两个通流导体围成闭合框上，另一个接线端的一端也固定在两个通流导体围成闭合框上，且两个接线端均位于同一条对称轴上；第一光学电流传感器位于两个通流导体围成闭合框的对称中心上；第二光学电流传感器位于两个通流导体围成闭合框内。本发明的有益效果是提高了电流传感器的抗外磁场干扰的能力，同时减小了测量误差、增加了稳定性；适用于电流的测量。

Description

二分式光学电流传感器
技术领域
本发明涉及光学电流互感器领域。
背景技术
光学电流传感器具有无铁心饱和、暂态特性好、绝缘能力高等优点，但也存在受温度漂移、振动、外磁场干扰、线性双折射的影响，导致的测量精度较低，其中温度漂移和振动因素是通过晶体内部应力产生变化影响了玻璃的线性双折射情况，致使产生误差，外磁场干扰则是由于磁场中的光路未严格闭合造成的。
光学电流传感器中的块状玻璃通常有两种传感头，分别为闭合式磁光玻璃和直通式磁光玻璃。闭合式磁光玻璃抗外磁场干扰能力强，但由于存在光的反射，会使偏振光的相位发生变化，因此如果不将相位变化的影响消除则可能会带来更大的误差，闭合式磁光玻璃加工精度或光线入射角度要求高，不易实现。此外光路较长，受温度引起的线性双折射影响较为严重，稳定性较差。直通式磁光玻璃结构简单，可靠性高，但是由于是开环结构，易受到外界的磁场干扰。
综上所述，现有的光学电流互感器需要采取种种补偿措施才能提高测量精度和稳定性，使光学电流互感器实用化存在一定问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决光学电流传感器误差大、稳定性差、容易受外界磁场干扰的问题，提出一种二分式光学电流传感器。
本发明所述的二分式光学电流传感器包括分流框、第一光学电流传感器和第二光学电流传感器；
所述分流框由两个通流导体和两个接线端组成；
两个通流导体围成一个既有对称中心又有对称轴的闭合框；一个接线端的一端固定在两个通流导体围成的闭合框上，另一个接线端的一端也固定在两个通流导体围成的闭合框上，且两个接线端位于同一条对称轴上；
第一光学电流传感器位于两个通流导体围成的闭合框的对称中心上；
第二光学电流传感器位于两个通流导体围成的闭合框内，且第二光学电流传感器与第一光学电流传感器所处位置不同。
所述第一光学电流传感器用于测量外界干扰磁场的大小，
本发明的工作原理为，在没有外界磁场干扰时，被测电流从两个接线端中的一个接线端流入该装置，分别进入两个通流导体，两个通流导体将电流分为相等的两部分，由于第一光学电流传感器位于两个通流导体围成闭合框的对称中心上，因此各支路产生的磁场相互抵消，感应到的磁场为零；对于第二光学电流传感器，各支路产生的磁场相互叠加后，会残余一个偏置磁场，该偏置磁场与被测电流大小和第二光学电流传感器所处的位置密切相关；因此根据第二光学电流传感器测得的磁场和第二光学电流传感器的位置计算出被测电流大小；
在有外界磁场干扰时，被测电流从两个接线端中的一个接线端流入该装置，分别进入两个通流导体，两个通流导体将电流分为相等的两部分，由于第一光学电流传感器位于两个通流导体围成闭合框的对称中心上，又因为第一光学电流传感器受到外界磁场的干扰，因此各支路产生的磁场不能相互抵消，感应到的磁场为不为零，第一光学电流传感器感应到的磁场完全是外界磁场；对于第二光学电流传感器，各支路产生的磁场相互叠加后，会残余一个偏置磁场，该偏置磁场与被测电流大小、第二光学电流传感器所处的位置和外界磁场大小密切先关；因此根据第二光学电流传感器测得的磁场、第二光学电流传感器的位置和第一光学电流传感器感应的磁场计算出被测电流大小。
本发明的有益效果是二分式光学电流传感器采用第一光学电流传感器和第二光学电流传感器明显提高了抗外磁场干扰的能力，同时利用第一光学电流传感感应到的外界干扰磁场对第二光学电流传感器感应到的磁场进行补偿，既能减小测量误差，又能增加二分式光学电流传感器的稳定性；分流框的对称结构对故障电流响应速度快。
附图说明
图1是具体实施方式一所述的二分式光学电流传感器的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的二分式光学电流传感器包括分流框1、第一光学电流传感器2和第二光学电流传感器3；
所述分流框1由两个通流导体1-1和两个接线端1-2组成；
两个通流导体1-1围成一个既有对称中心又有对称轴的闭合框；一个接线端1-2的一端固定在两个通流导体1-1围成的闭合框上，另一个接线端1-2的一端也固定在两个通流导体1-1围成的闭合框上，且两个接线端1-2位于同一条对称轴上；当被测电流流过两个通流导体1-1时，两个通流导体1-1中的电流相等；分流框1的对称结构对故障电流响应速度快；
第一光学电流传感器2位于两个通流导体1-1围成的闭合框的对称中心上；在不受外界磁场干扰时，第一光学电流传感器2感应到的磁场为零；在受到外界磁场干扰时，第一光学电流传感器2感应到的磁场为外界磁场的大小；
第二光学电流传感器3位于两个通流导体1-1围成的闭合框内，且第二光学电流传感器3与第一光学电流传感器2所处位置不同。在不受外界磁场干扰时，第二光学电流传感器3感应到的磁场为被测电流产生的磁场相互抵消后的残余偏置磁场；在受到外界磁场干扰时，第二光学电流传感器3感应到的磁场为被测电流产生的磁场和外界磁场互抵消后的残余偏置磁场；
因此，通过第二光学电流传感器3的磁场特性模型，在利用对应的解析算法计算出被测电流的大小。
本实施方式用第一光学电流传感器2对第二光学电流传感器3进行补偿，增加了抗相见磁场的干扰能力，差分式结构对温度等引起的线性双折射也有抑制作用。
具体实施方式二：本实施方式是对具体实施方式一所述的二分式光学电流传感器进一步限定，在本实施方式中，所述两个通流导体1-1、两个接线端1-2、第一光学电流传感器2和第二光学电流传感器3均在同一平面内。
本实施方式有利于通过第一光学电流传感器2和第二光学电流传感器3感应到磁场的大小计算出电流的大小。
具体实施方式三：本实施方式是对具体实施方式一或二所述的二分式光学电流传感器进一步限定，在本实施方式中，两个通流导体1-1围成的闭合框为矩形。矩形闭合框有利于增加二分式光学电流传感器的稳定性。
具体实施方式四：本实施方式是对具体实施方式三所述的二分式光学电流传感器进一步限定，在本实施方式中，第二光学电流传感器3位于两个通流导体1-1围成的矩形框的对称轴上；以减小测量误差。

Claims (4)

1.二分式光学电流传感器，其特征在于，它包括分流框(1)、第一光学电流传感器(2)和第二光学电流传感器(3)；
所述分流框(1)由两个通流导体(1-1)和两个接线端(1-2)组成；
两个通流导体(1-1)围成一个既有对称中心又有对称轴的闭合框；一个接线端(1-2)的一端固定在两个通流导体(1-1)围成的闭合框上，另一个接线端(1-2)的一端也固定在两个通流导体(1-1)围成的闭合框上，且两个接线端(1-2)分别连接在闭合框的两侧同一条对称轴上；
第一光学电流传感器(2)位于两个通流导体(1-1)围成的闭合框的对称中心上；
第二光学电流传感器(3)位于两个通流导体(1-1)围成的闭合框内，且第二光学电流传感器(3)与第一光学电流传感器(2)所处位置不同。
2.根据权利要求1所述的二分式光学电流传感器，其特征在于，所述两个通流导体(1-1)、两个接线端(1-2)、第一光学电流传感器(2)和第二光学电流传感器(3)均在同一平面内。
3.根据权利要求1或2所述的二分式光学电流传感器，其特征在于，两个通流导体(1-1)围成的闭合框为矩形。
4.根据权利要求3所述的二分式光学电流传感器，其特征在于，第二光学电流传感器(3)位于两个通流导体(1-1)围成的矩形框的对称轴上。
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