CN110398621B - 一种雷电流监测对心机构模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种雷电流监测对心机构模块，包括两半基本为方形的连接件，该两半连接件的两端面和一侧底面均为方形，所述两半连接件的方形底面相互贴合并由紧固件固定，且所述两方形底面上居中设有相互对中的贯通的凹槽，自每个连接件的与方形底面相对的另一底面凸伸出两个相互平行且与该方形底面垂直的半圆盘，两半圆盘所夹空间形成一环形槽。本发明使得引下线能够准确通过罗氏线圈的中心，解决了实际监测中监测数据不准确的问题。

Description

一种雷电流监测对心机构模块
技术领域
本发明涉及，更具体地涉及一种雷电流监测对心机构模块。
背景技术
罗氏线圈(Rogowski线圈)又叫电流测量线圈、微分电流传感器，是一个均匀缠绕在非铁磁性材料上的空心环形线圈，其主要用于测量交流电流。输出信号是电流对时间的微分。通过一个对输出的电压信号进行积分的电路，就可以真实还原输入电流。该线圈具有电流可实时测量、响应速度快、不会饱和的特点，适用交流尤其是高频大电流测量。
罗氏线圈有柔性和硬性两种，可以直接套在被测量的导体上来测量交流电流，其具体工作原理是线圈骨架围绕被测导体，导体周围的磁场会随着导体中电流的改变而改变，骨架上的漆包线会因此感应出电动势(如图1所示)。根据数学推导，该电动势与导体中电流的导数成正比，而比例系数跟线圈匝数、骨架横截面、磁导通率等有关，将该电动势积分运算后可还原导体中的电流。
其测量电流的理论依据是法拉第电磁感应定律和安培环路定律，其设计基本原理如图1所示，当被测电流沿轴线通过罗氏线圈中心时，在环形绕组所包围的体积内产生相应变化的磁场，强度为H，由安培环路定律得：
Figure BDA0002150961910000011
由B＝μH，e(t)＝dΦ/dt，Φ＝N∫B·dS，e(t)＝M·di/dt得：
其截面为矩形时，互感系数M和自感系数L分别为：
M＝μ0Nhln(b/a)/2π
L＝μ0N^2hln(b/a)/2π
上式中，H为线圈内部的磁场强度，B为线圈内部的磁感应强度，μ为真空磁导率，N为线圈匝数，e(t)为线圈两端的感应电压，a、b分别为线圈横截面的内外径，h为截面高度。由此可见，线圈一定时，M为定值，线圈的输出电压与di/dt成正比。
引下线的作用是引导被测雷电流通过罗氏线圈中心，并将雷电流引入地下。当被测雷电流沿轴线通过罗氏线圈中心时，在环形绕组所包围的体积内产生相应变化的磁场，然后运用雷电峰值记录仪监测雷电流。
而在目前的实际监测中，一般是手工将罗氏线圈和引下线间填充泡沫，挤压固定，对心精度低，无法使引下线准确通过罗氏线圈中心，导致监测数据不准确。
发明内容
为了解决在实际监测中，无法使引下线准确通过罗氏线圈中心而导致监测数据不准确的问题，本发明提供一种雷电流监测对心机构模块。
本发明所述的一种雷电流监测对心机构模块，包括两半基本为方形的连接件，该两半连接件的两端面和一侧底面均为方形，所述两半连接件的方形底面相互贴合并由紧固件固定，且所述两方形底面上居中设有相互对中的贯通的凹槽，自每个连接件的与方形底面相对的另一底面凸伸出两个相互平行且与该方形底面垂直的半圆盘，两半圆盘所夹空间形成一环形槽。
所述凹槽为沿所述连接件纵向延伸的扁槽或半圆形槽或扁槽中央开有半圆形槽的组合凹槽。
所述两半连接件的其中一半连接件的两半圆盘弧顶处设有相互对中的缺口。
所述紧固件为螺栓，与所述连接件上开设的螺孔相配合。
所述连接件为采用塑性材料。
本发明在两个连接件内部开贯通槽来固定引下线，并在其外围设置用于安放罗氏线圈的环形槽，从而固定引下线与罗氏线圈的相对位置，使得引下线能够准确通过罗氏线圈的中心，实现精准测量，克服了实际监测中监测数据不准确的问题。
附图说明
图1是罗氏线圈原理图。
图2是按照本发明的雷电流监测对心机构模块示意图。
图3是按照本发明的罗氏线圈在对心机构模块上的安装示意图。
图4(a)是引下线为扁铁引下线时按照本发明的对心机构模块的安装示意图，图4(b)是引下线为圆铁引下线时按照本发明的对心机构模块的安装示意图。
图5是按照本发明的雷电流峰值监测系统安装示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明做进一步描述，应该理解，以下实施例仅用以说明而并非限制本发明。
本发明提供的一种雷电流监测对心机构模块，如图2所示，包括两个对称的连接件61和62，两个连接件61和62的两端面和相互贴合的底面均为方形，并由螺栓固定；所述相贴合的两底面上均设有贯通的凹槽，自与该贴合的两底面相对的每个连接件的另一底面凸伸出两个相互平行且均与该方形底面垂直的半圆盘7，两半圆盘7所夹空间形成一环形槽8。
在本实施例中，所述相贴合的两底面上均设有沿连接件61和62纵向延伸的扁槽9，在扁槽9的中部设有一贯通的半圆形槽10，从而无论引下线为扁材或圆柱线材时，均能够保证准确通过罗氏线圈的中心。
本发明所述的相贴合的两底面上也可以只设有贯通的扁槽，以使引下线为扁材时能通过罗氏线圈中心。相应地，相贴合的两底面上也可以只设有贯通的半圆形槽，以使引下线为圆柱线材时能通过罗氏线圈中心。
在本实施例中，两半连接件的其中一半连接件62的两半圆盘弧顶处设有相互对中的缺口12，以便安装罗氏线圈。当然，本发明所述的对心机构模块也可以没有该缺口。
在本实施例中，两半连接件61和62上开有四个对称的螺孔11，螺栓通过螺孔11将该两半连接件固接。所述连接件61和62的材料可以采用塑性材料。
罗氏线圈在本发明所述对心机构模块上的安装方式如图3所示，在本实施例中，罗氏线圈3采用柔性罗氏线圈，其两端通过锁扣13连接和打开。该锁扣可以为类似环形锁的装置，一端与罗氏线圈的一端固定连接，另一端则与罗氏线圈的另一端活动连接。该锁扣也可采用两端均与罗氏线圈的两端活动连接的结构。由于锁扣13的尺寸比罗氏线圈略大，因此将锁扣13设置于缺口12处，以方便安装，保障能有一定的安装公差配合。
图4(a)是引下线为扁铁引下线时按照本发明的对心机构模块的安装示意图，具体方式为：将两个连接件61和62通过螺栓固定在扁铁引下线140上，利用螺栓连接的预紧力固定，扁铁引下线140贯穿扁槽9，然后套上罗氏线圈3，并通过锁扣13连接。
图4(b)是引下线为圆铁引下线时按照本发明的对心机构模块的安装示意图，具体安装方式与图4(a)类似：将两个连接件61和62通过螺栓固定在圆铁引下线141上，圆铁引下线141贯穿半圆形槽10。
本发明所述的对心机构模块在雷电峰值监测系统中的安装示意图如图5所示。当雷电流由引下线5经过装有对心机构模块4的罗氏线圈3的中心时会产生电磁场，罗氏线圈3会产生感应电流，该感应电流通过信号传输线2传入雷电峰值记录仪1，雷电峰值记录仪1记录雷电流峰值、次数和时间。
以上所述的，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，本发明的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本发明专利的权利要求保护范围。本发明未详尽描述的均为常规技术内容。

Claims (4)

1.一种雷电流监测对心机构模块，其特征在于，包括两半基本为方形的连接件，所述两半连接件的两端面和一侧底面均为方形，所述两半连接件的方形底面相互贴合并由紧固件固定，且所述两半连接件的方形底面上居中设有相互对中的贯通的凹槽，自每个连接件的与方形底面相对的另一底面凸伸出两个相互平行且与所述方形底面垂直的半圆盘，两所述半圆盘所夹空间形成一环形槽，所述环形槽容置罗氏线圈；其中，所述凹槽为沿所述连接件纵向延伸的扁槽中央开有半圆形槽的组合凹槽，扁铁引下线或圆铁引下线贯穿所述凹槽以使所述扁铁引下线或所述圆铁引下线通过所述罗氏线圈的中心。
2.根据权利要求1所述的对心机构模块，其特征在于，所述两半连接件的其中一半连接件的两半圆盘弧顶处设有相互对中的缺口。
3.根据权利要求1所述的对心机构模块，其特征在于，所述紧固件为螺栓，与所述连接件上开设的螺孔相配合。
4.根据权利要求1所述的对心机构模块，其特征在于，所述连接件为采用塑性材料。
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