CN109613318B - 一种测量小电流用罗氏线圈及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测量小电流用罗氏线圈，包括由外至内同心设置的绝缘橡胶管外层、屏蔽层、漆包线、磁性材料、反馈芯线及中心柔性骨架，绝缘橡胶管外层、屏蔽层、漆包线、磁性材料、反馈芯线及中心柔性骨架的两端连接在罗氏线圈对接头上，罗氏线圈对接头上连接有引出屏蔽线，引出屏蔽线由内部的芯线及包裹在芯线外的屏蔽材料层构成。本发明还提供此罗氏线圈的制造方法。本发明通过环形管状的中心柔性骨架的设置并配合热熔性流体的注入能够避免在柔性骨架上绕制线圈时容易导致骨架变形、绕线线圈断线和绕制均匀度难以精确控制等制作工艺问题。

Description

一种测量小电流用罗氏线圈及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种测量小电流用罗氏线圈及其制造方法。

背景技术

为了可以安装在任何不规则的导体中也不影响测量，目前的罗氏线圈的柔韧性非常好，因为其骨架采用柔性骨架；柔性骨架缠绕于输电导线后，由于其形状随着导线舞动、温度和压力的变化会发生改变，导致绕线线圈的形状结构发生变化，进而改变了罗氏线圈的结构参数和电气参数，从而影响了电流参数的准确测量。二是在柔性骨架上绕制线圈时容易导致骨架变形、绕线线圈断线和绕制均匀度难以精确控制等制作工艺问题；现在市场上的罗氏线圈都是为了测量工频大电流而使用的，利用罗氏线圈空心无磁场饱和原理，理论上可以测量非常大的电流，而且罗氏线圈的柔韧性也非常的好，可以安装在任何不规则的导体中也不影响测量；可是随着市场的应用越来越广，用途越来越多，好多用户在不同场合也需要测量小电流，当前的罗氏线圈在测量小电流特别是几安培以下的小电流时就束手无措。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种测量小电流用罗氏线圈，在安装和柔韧性上都没有太大改变，但是性能上和线圈的输出电压都大大的提高了很多，从而很好解决了当前市场上的短板，为电力系统提供了很好的帮助。

为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种测量小电流用罗氏线圈，包括由外至内同心设置的绝缘橡胶管外层、屏蔽层、漆包线、磁性材料、反馈芯线及中心柔性骨架，绝缘橡胶管外层、屏蔽层、漆包线、磁性材料、反馈芯线及中心柔性骨架的两端连接在罗氏线圈对接头上，罗氏线圈对接头上连接有引出屏蔽线，引出屏蔽线由内部的芯线及包裹在芯线外的屏蔽材料层构成。

进一步的技术方案是，中心柔性骨架呈环形管状，中心柔性骨架上设置热熔性流体注入孔，注入孔设置在罗氏线圈对接头的一侧，与注入孔适配设有塞子。热熔性流体比如可以是蜡。这样的设置还是采用了柔性骨架，可以满足安装在任何不规则的导体中也不影响测量的要求，但空心注入热熔性流体的设置可以在绕线时实现其柔性骨架在绕线时是刚性的，避免骨架变形、绕线线圈断线和绕制均匀度难以精确控制等制作工艺问题，设计巧妙却很好地解决了这一问题。

本发明还提供一种技术方案是一种测量小电流用罗氏线圈的制造方法，包括以下步骤：

S1：将中心柔性骨架套在绕线机上设置的圆盘状顶板上，拔掉注入孔上的塞子，并注入热熔性流体后冷却至室温；

S2：将反馈芯线固定设置在中心柔性骨架上后再将磁性材料固定在中心柔性骨架上；

S3：对经S2步骤处理后的中心柔性骨架使用漆包线进行绕线工作；

S4：对经S3步骤处理后的中心柔性骨架先加热并排出其内部的热熔性流体，然后在中心柔性骨架外包覆屏蔽层；

S5：在屏蔽层外包覆绝缘橡胶管外层。排出热熔性流体后再重新塞上塞子或直接把塞子丢掉都可。

进一步的技术方案为，在步骤S1中，圆盘状顶板的边缘设有用于托住中心柔性骨架的卷边。

进一步的技术方案是，在漆包线与屏蔽层之间设置弹性层。弹性层可以采用弹性棉等材质。这样可以在柔性骨架缠绕于输电导线后，即使罗氏线圈其形状随着导线舞动、温度和压力的变化会发生改变，并不会产生绕线线圈的形状结构发生变化，不会改变了罗氏线圈的结构参数和电气参数，从而避免影响电流参数的准确测量。全1的基础上。

进一步的技术方案是，弹性层呈环状且其靠近圆心处的层厚小于弹性层其远离圆心处的层厚。这样的设置能够在输电导线舞动、温度和压力的变化时会对罗氏线圈产生挤压时不会出现由于弹性层内层太厚反而出现内层弹性层对柔性骨架过大的压力反而造成绕线线圈的形状结构发生变化。上一个的基础上。

另一种技术方案是，一种测量小电流用罗氏线圈，包括由外至内同心设置的绝缘橡胶管外层、屏蔽层、漆包线、及中心柔性骨架，绝缘橡胶管外层、屏蔽层、漆包线、及中心柔性骨架的两端连接在罗氏线圈对接头上，罗氏线圈对接头上连接有引出屏蔽线，引出屏蔽线由内部的芯线及包裹在芯线外的屏蔽材料层构成。漆包线绕设在中心柔性骨架上，中心柔性骨架包括中心的中心柔性骨架本体及与中心柔性骨架本体同心设置的柔性外套管，柔性外套管与柔性外套管本体通过柔性外套管本体表面呈环形阵列设置的若干个柔性连接柱相连，柔性外套管本体表面设置漆包线的绕线凹槽，柔性外套管与柔性外套管本体之间填充设置弹性抵靠部。弹性抵靠部可以采用弹性棉材质制成。由于直接设置了绕线凹槽且配合弹性抵靠部，本发明解决了绕线线圈断线和绕制均匀度难以精确控制等制作工艺问题；并且本发明在加工时可以省去绕线机，通过一个拉力机就能实现漆包线在中心柔性骨架本体上的绕线工作，只需在加工前先在绕线凹槽内插入一根两端经过打磨或倒圆角后的铜线或铅丝(柔性外套管上设置两个孔，一个为进线孔，另一个为出线孔)，铜线或铅丝的一端露出进线孔设置，另一端露出出线孔设置，铜线或铅丝其露出出线孔的一端与拉力机的驱动部分相连，铜线或铅丝其露出进线孔的一端与漆包线的一端相连，拉力机动作后直至漆包线的一端从出线孔露出即可，然后将漆包线的两端连接在罗氏线圈对接头上即可。

另一种技术方案是，一种测量小电流用罗氏线圈，包括由外至内同心设置的绝缘橡胶管外层、屏蔽层、漆包线、及中心骨架，绝缘橡胶管外层、屏蔽层、漆包线、及中心骨架的两端连接在罗氏线圈对接头上，罗氏线圈对接头上连接有引出屏蔽线，引出屏蔽线由内部的芯线及包裹在芯线外的屏蔽材料层构成。中心骨架采用硬性材质制成，如塑料。中心骨架呈环状，中心骨架表面其靠近圆心内层设置弹性层，弹性层采用弹性棉制成。中心骨架采用非柔性材质制成，其形状结构不会发生变化，不会改变罗氏线圈的结构参数和电气参数，不会影响电流参数的准确测量，但中心骨架内层固定设置弹性层，即使出现被测量的导线由于风力出现舞动，或由于温度和压力的变化发生改变，弹性层的缓冲与吸能作用能够避免罗氏线圈其形状结构的变化，不会改变罗氏线圈的结构参数和电气参数，保证测量的精确。

本发明的优点和有益效果在于：通过环形管状的中心柔性骨架的设置并配合热熔性流体的注入能够避免在柔性骨架上绕制线圈时容易导致骨架变形、绕线线圈断线和绕制均匀度难以精确控制等制作工艺问题；还是采用了柔性骨架，可以满足安装在任何不规则的导体中也不影响测量的要求，但空心注入热熔性流体的设置可以在绕线时实现其柔性骨架在绕线时是刚性的，避免骨架变形、绕线线圈断线和绕制均匀度难以精确控制等制作工艺问题，设计巧妙却很好地解决了这一问题。普通线圈在测量500mA左右电流时根本没有小信号电压输出，可是用这种新型的罗氏线圈能够测量到几百uV的小信号电压，再通过后续的信号放大电路进行放大，就能够很好的还原测量出原有的电流大小，从而帮助用户很好的解决了测量问题；安装上和普通罗氏线圈一样，可以安装在不同位置且复杂不规则导体上进行测量，从而解决了电力系统应用中的一大难题，相信在以后的市场应用中会越来越多。同等设计或相似设计都在本设计的范围内。

附图说明

图1是本发明一种测量小电流用罗氏线圈的示意图；

图2是图1中引出屏蔽线的断面图；

图3是图1中中心柔性骨架的示意图；

图4是本发明中心柔性骨架绕线加工时的状态示意图；

图5是图4其中心柔性骨架与圆盘状顶板的分解示意图；

图6是本发明实施例二中罗氏线圈其屏蔽层至漆包线之间部分的示意图；

图7是本发明实施例三的示意图；

图8是图7中中心柔性骨架的断面示意图；

图9是图8的侧视图；

图10是图8绕线前的状态示意图；

图11是本发明实施例四的示意图。

图中：1、绝缘橡胶管外层；2、屏蔽层；3、漆包线；4、磁性材料；5、反馈芯线；6、引出屏蔽线；7、芯线；8、屏蔽材料层；9、罗氏线圈对接头；10、中心柔性骨架；11、注入孔；12、塞子；13、圆盘状顶板；14、卷边；15、弹性层；16、中心柔性骨架本体；17、柔性外套管；18、柔性连接柱；19、绕线凹槽；20、弹性抵靠部；21、铜线或铅丝；22、进线孔；23、出线孔；24、中心骨架。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例一：

如图1至图5所示(为便于图示，图1未示出塞子及注入孔)，本发明是一种测量小电流用罗氏线圈，包括由外至内同心设置的绝缘橡胶管外层1、屏蔽层2、漆包线3、磁性材料4、反馈芯线75及中心柔性骨架10，绝缘橡胶管外层1、屏蔽层2、漆包线3、磁性材料4、反馈芯线75及中心柔性骨架10的两端连接在罗氏线圈对接头9上，罗氏线圈对接头9上连接有引出屏蔽线6，引出屏蔽线6由内部的芯线7及包裹在芯线7外的屏蔽材料层8构成。中心柔性骨架10呈环形管状，中心柔性骨架10上设置热熔性流体注入孔11，注入孔11设置在罗氏线圈对接头9的一侧，与注入孔11适配设有塞子12。

一种测量小电流用罗氏线圈的制造方法，包括以下步骤：

S1：将中心柔性骨架10套在绕线机上设置的圆盘状顶板13上，拔掉注入孔11上的塞子12，并注入热熔性流体后插上塞子12然后冷却至室温后拔掉塞子12；

S2：将反馈芯线75固定设置在中心柔性骨架10上后再将磁性材料4固定在中心柔性骨架10上；

S3：对经S2步骤处理后的中心柔性骨架10使用漆包线3进行绕线工作；

S4：对经S3步骤处理后的中心柔性骨架10先加热并排出其内部的热熔性流体，然后在中心柔性骨架10外包覆屏蔽层2；

S5：在屏蔽层2外包覆绝缘橡胶管外层1。在步骤S1中，圆盘状顶板13的边缘设有用于托住中心柔性骨架10的卷边14。

实施例二：

与实施例一的不同在于，如图6所示，在漆包线3与屏蔽层2之间设置弹性层15。弹性层15呈环状且其靠近圆心处的层厚小于弹性层15其远离圆心处的层厚。

实施例三：

与实施例一的不同在于，如图7至图10所示(图9是图8极小一段长度部分的侧视图)，一种测量小电流用罗氏线圈，包括由外至内同心设置的绝缘橡胶管外层1、屏蔽层2、漆包线3、及中心柔性骨架10，绝缘橡胶管外层1、屏蔽层2、漆包线3、及中心柔性骨架10的两端连接在罗氏线圈对接头9上，罗氏线圈对接头9上连接有引出屏蔽线，引出屏蔽线由内部的芯线及包裹在芯线外的屏蔽材料层构成。漆包线3绕设在中心柔性骨架10上，中心柔性骨架10包括中心的中心柔性骨架本体16及与中心柔性骨架本体16同心设置的柔性外套管17，柔性外套管17与柔性外套管17本体通过柔性外套管17本体表面呈环形阵列设置的若干个柔性连接柱18相连，柔性外套管17本体表面设置漆包线3的绕线凹槽19，柔性外套管17与柔性外套管17本体之间填充设置弹性抵靠部20。弹性抵靠部20可以采用弹性棉材质制成。由于直接设置了绕线凹槽19且配合弹性抵靠部20，本发明解决了绕线线圈断线和绕制均匀度难以精确控制等制作工艺问题；并且本发明在加工时可以省去绕线机，通过一个拉力机就能实现漆包线3在中心柔性骨架本体16上的绕线工作，只需在加工前先在绕线凹槽19内插入一根两端经过打磨或倒圆角后的铜线或铅丝21(柔性外套管17上设置两个孔，一个为进线孔22，另一个为出线孔23)，铜线或铅丝21的一端露出进线孔22设置，另一端露出出线孔23设置，铜线或铅丝21其露出出线孔23的一端与拉力机的驱动部分相连，铜线或铅丝21其露出进线孔22的一端与漆包线3的一端相连，拉力机动作后直至漆包线3的一端从出线孔23露出即可，然后将漆包线3的两端连接在罗氏线圈对接头9上即可。

实施例四：

与实施例一的不同在于，如图11所示，一种测量小电流用罗氏线圈，包括由外至内同心设置的绝缘橡胶管外层1、屏蔽层2、漆包线3、及中心骨架24，绝缘橡胶管外层1、屏蔽层2、漆包线3、及中心骨架24的两端连接在罗氏线圈对接头9上，罗氏线圈对接头9上连接有引出屏蔽线，引出屏蔽线6由内部的芯线及包裹在芯线外的屏蔽材料层构成。中心骨架24采用硬性材质制成，如塑料。中心骨架24呈环状，中心骨架24表面其靠近圆心内层设置弹性层15，弹性层15采用弹性棉制成。中心骨架24采用非柔性材质制成，其形状结构不会发生变化，不会改变罗氏线圈的结构参数和电气参数，不会影响电流参数的准确测量，但中心骨架24内层固定设置弹性层15，即使出现被测量的导线由于风力出现舞动，或由于温度和压力的变化发生改变，弹性层15的缓冲与吸能作用能够避免罗氏线圈其形状结构的变化，不会改变罗氏线圈的结构参数和电气参数，保证测量的精确。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种测量小电流用罗氏线圈，包括由外至内同心设置的绝缘橡胶管外层、屏蔽层、漆包线及中心柔性骨架，绝缘橡胶管外层、屏蔽层、漆包线及中心柔性骨架的两端连接在罗氏线圈对接头上，罗氏线圈对接头上连接有引出屏蔽线，引出屏蔽线由内部的芯线及包裹在芯线外的屏蔽材料层构成；漆包线绕设在中心柔性骨架上，中心柔性骨架包括中心的中心柔性骨架本体及与中心柔性骨架本体同心设置的柔性外套管，柔性外套管与柔性外套管本体通过柔性外套管本体表面呈环形阵列设置的若干个柔性连接柱相连，柔性外套管本体表面设置漆包线的绕线凹槽，柔性外套管与柔性外套管本体之间填充设置弹性抵靠部；弹性抵靠部采用弹性棉材质制成；

柔性外套管上设置两个孔，一个为进线孔，另一个为出线孔；与柔性外套管配套设有一根两端经过打磨或倒圆角后的铜线或铅丝，铜线或铅丝的一端露出进线孔设置，另一端露出出线孔设置，铜线或铅丝其露出出线孔的一端与拉力机的驱动部分相连，铜线或铅丝其露出进线孔的一端与漆包线的一端相连。

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