CN110780105B - 石墨烯电流传感器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种石墨烯电流传感器。石墨烯电流传感器包括套筒、感应导线和检测电路。套筒内侧用于固定待测导线。感应导线设置于所述套筒外侧，用于根据所述待测导线产生的感应电流，产生感应电压。检测电路与所述感应导线电连接，用于检测所述感应导线产生的所述感应电压，并根据所述感应电压与所述待测导线的电流之间的预设映射关系，计算所述待测导线的电流。其中，感应导线的材料为石墨烯金属复合材料。采用感应导线检测待测导线的电流不会产生磁饱和现象，扩大了石墨烯电流传感器的应用范围。此外，采用石墨烯金属复合材料的感应导线，可以改善传统金属导线的强度和导电性，使感应导线具有电阻温度系数低、电阻散热性好以及灵敏度高等优点。

Description

石墨烯电流传感器

技术领域

本申请涉及石墨烯技术领域，特别是涉及一种石墨烯电流传感器。

背景技术

在配电网中，电流测量的准确性和可靠性是电力系统监测诊断与故障分析的关键。

然而，传统的电磁式互感器在测量较大电流时容易出现磁芯磁饱和现象，致使难以在变电站和用户终端间的架空线路中使用，限制了电磁式互感器的应用范围。

发明内容

基于此，有必要针对传统的电磁式互感器具有磁饱和现象的问题，提供一种石墨烯电流传感器。

本申请提供一种石墨烯电流传感器，包括：

套筒，所述套筒内侧用于固定待测导线；

感应导线，设置于所述套筒外侧，用于根据所述待测导线产生的感应电流，产生感应电压；以及

检测电路，与所述感应导线电连接，用于检测所述感应导线产生的所述感应电压，并根据所述感应电压与所述待测导线的电流之间的预设映射关系，计算所述待测导线的电流；

其中，所述感应导线的材料为石墨烯金属复合材料。

在其中一个实施例中，所述感应导线包括两个电极以及串联在所述两个电极之间的螺旋状线圈，所述螺旋状线圈设置于所述套筒外侧，且所述螺旋状线圈的旋轴与所述套筒的轴线垂直，其中所述感应导线通过所述两个电极与所述检测电路电连接。

在其中一个实施例中，所述螺旋状线圈垂直于所述旋轴的截面为矩形。

在其中一个实施例中，所述石墨烯电流传感器还包括绝缘保护体，所述绝缘保护体包覆所述螺旋状线圈，用于为所述螺旋状线圈提供绝缘保护和机械保护。

在其中一个实施例中，所述套筒侧壁开设有第一过槽，所述待测导线经所述第一过槽进入所述套筒。

在其中一个实施例中，所述套筒包括：

固定部，所述固定部内侧用于固定所述待测导线；以及

支撑部，设置于所述固定部的一端，且所述支撑部的直径大于所述固定部的直径，所述支撑部用于为所述绝缘保护体提供支撑。

在其中一个实施例中，所述石墨烯电流传感器还包括盖板，所述盖板开设有第一通孔，所述固定部远离所述支撑部的一端设置于所述第一通孔，所述盖板与所述支撑部之间形成容纳空间，且所述绝缘保护体位于所述容纳空间内。

在其中一个实施例中，所述盖板开设有第二过槽，且所述第二过槽与所述第一过槽连通。

在其中一个实施例中，所述盖板包围形成环形腔，所述检测电路设置于所述环形腔内。

在其中一个实施例中，所述盖板面向所述容纳空间的表面开设有两个第二通孔，所述两个电极分别经所述两个第二通孔与所述检测电路电连接。

在其中一个实施例中，所述检测电路包括：

放大电路，与所述两个电极分别电连接，对所述两个电极输出的所述感应电压进行放大，得到放大后的所述感应电压；

滤波电路，与所述放大电路电连接，对所述放大电路输出的放大后的所述感应电压进行滤波，得到滤波后的所述感应电压；以及

计算电路，与所述滤波电路电连接，对所述滤波电路输出的滤波后的所述感应电压进行计算，得到所述待测导线的电流。

在其中一个实施例中，所述石墨烯电流传感器还包括弹性夹持层，所述弹性夹持层覆盖所述套筒的内侧，用于为所述待测导线外表面提供夹持力。

上述石墨烯电流传感器通过套筒固定待测导线，并采用石墨烯金属复合材料的感应导线根据待测导线产生的感应电流，产生感应电压。检测电路可以检测感应导线产生的感应电压，并根据感应电压与待测导线的电流之间的预设映射关系，计算待测导线的电流。本申请采用感应导线检测待测导线的电流，没有传统电磁式互感器中的铁芯，故不会产生磁饱和现象，扩大了石墨烯电流传感器的应用范围。此外，石墨烯电流传感器采用石墨烯金属复合材料的感应导线，可以改善传统金属导线的强度和导电性，使感应导线具有电阻温度系数低、电阻散热性好以及灵敏度高等优点。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种石墨烯电流传感器部分剖视结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种石墨烯电流传感器外观结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种石墨烯电流传感器盖体结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种石墨烯电流传感器检测电路电连接结构示意图。

附图标号说明

100 石墨烯电流传感器

10 套筒

110 第一过槽

120 固定部

130 支撑部

20 感应导线

210 电极

220 螺旋状线圈

30 检测电路

310 放大电路

320 滤波电路

330 计算电路

40 绝缘保护体

50 盖板

510 第一通孔

520 第二过槽

530 容纳空间

540 环形腔

550 第二通孔

60 弹性夹持层

70 待测导线

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参见图1-图2，本申请提供一种石墨烯电流传感器100。石墨烯电流传感器100包括套筒10、感应导线20和检测电路30。套筒10内侧用于固定待测导线70。感应导线20设置于所述套筒10外侧，用于根据所述待测导线70产生的感应电流，产生感应电压。检测电路30与所述感应导线20电连接，用于检测所述感应导线20产生的所述感应电压，并根据所述感应电压与所述待测导线70的电流之间的预设映射关系，计算所述待测导线70的电流。其中，感应导线20的材料为石墨烯金属复合材料。

可以理解，现有配电网中的电磁式互感器存在电流测量范围小、磁芯存在磁饱和现象。此外，电磁式互感器还存在体积大、质量重、安装结构复杂、成本高、使用范围受限以及无法实现集成化、批量化以及区域覆盖化等缺点。针对上述缺点，可以将微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)应用于电流传感器。可以理解，MEMS结合微电子和微加工技术，可以制造各种性能优、价格低、微型化的传感器。因此，与传统的电磁式互感器相比，基于MEMS的传电流传感器具有测量精度高、体积小、重量轻、功耗低、成本低、有利于批量化生产等优点，可以为配电网中覆盖使用提供基础。本申请中的感应导线20和检测电路30基于MEMS技术，可以减小石墨烯电流传感器100的体积、重量和功耗，并提高石墨烯电流传感器100的测量精度。

本申请提供的石墨烯电流传感器100，仅采用套筒10作为支撑结构，且套筒10的内侧用于固定待测导线70，外侧用于支撑感应导线20，故石墨烯电流传感器100具有体积小、重量轻且安装结构简单的优点，可以在变电站和用户终端间的架空线路中覆盖使用。可以理解，套筒10的材料为可以聚酰亚胺、聚苯乙烯和聚四氟乙烯中的一种。聚酰亚胺、聚苯乙烯和聚四氟乙烯具有良好的绝缘性，且可以满足石墨烯电流传感器100的使用过程中的温度和弹性要求。因此，采用聚酰亚胺、聚苯乙烯和聚四氟乙烯材料的套筒10可以为感应导线20和检测电路30提供支撑，扩大石墨烯电流传感器100的适用范围。

由于石墨烯电流传感器100仅使用感应导线20测量待测导线70电流，无需设置铁芯，故其不存在磁芯磁饱和现象，可以测量较大的电流信号，可以广泛应用于变电站和用户终端间的架空线路。可以理解，石墨烯电流传感器100通过感应导线20监测待测导线70产生的磁通量即可以实现对电流的测量，故其仅受外部磁场的干扰，通过增加电磁屏蔽即可有效提高石墨烯电流传感器100的测量精度，故石墨烯电流传感器100具有测量精度的高的优点。在其中一个实施例中，可以采用一定厚度的导电铝合金板形成电磁屏蔽罩，电磁屏蔽罩沿轴线分为两部分，在安装是将石墨烯电流传感器100放入空心的电磁屏蔽罩后，将两部分扣合并固定，即可实现电磁屏蔽效果。

感应导线20的材料为石墨烯金属复合材料，且感应导线20表面电镀有铜。此外，还可以在感应导线20的表面镀金、银等导电性好的材料。首先，石墨烯具有良好的力学性能。石墨烯中每个碳原子均是以σ键的形式与周围3个碳原子结合，故石墨烯具有较高的断裂强度和弹性性能。其次，石墨烯具有良好的导电性能。石墨烯平面存在离域大π键，电子可在其中自由移动，具有极高的电导率。在室温下，石墨烯的载流子迁移率达15000cm2/(V·s)，相当于光速的1/300。最后，石墨烯具有良好的导热性能。石墨烯作为一种优良的热导体，其导热系数高达5000w/(m·K)，有利于在石墨烯电流传感器100的工作中进行散热，可以延长石墨烯电流传感器100的使用寿命。

由于石墨烯具有良好的导电、导热及机械性能，其可以作为各种功能材料的良好载体，还可以作为制备先进金属基复合材料的理想增强相，以提高金属材料的强度和韧性。石墨烯金属复合材料可以改善传统金属采用存在的多种缺陷，如力学性能差和高温抗氧化性差等。采用石墨烯金属复合材料的感应导线20同时具备了石墨烯和金属两种采用的优良的特性，具有高强度、高导电性和高散热性的优点。

在其中一个实施例中，感应导线20的材料可以为石墨烯铜复合材料。可以理解，传统的铜材料存在力学性能较差以及高温抗氧化性差等诸多缺陷。而石墨烯铜复合材料则可以改善铜材料的性能，从而获得具有高强度、高导电性和高散热性铜材料。由于石墨烯的电阻温度系数与铜的相反，石墨烯铜复合材料能够有效降低感应线圈的电阻温度系数。因此，采用石墨烯铜复合材料制备感应导线20的石墨烯电流传感器100，具有电阻温度系数低，电阻散热性好以及灵敏度高的优点。此外，将石墨烯铜复合材料的石墨烯电流传感器100应用于智能电网中，可以实现对待测导线70的电流监测，具有微型化、集成化、覆盖化等优点。在其中一个实施例中，石墨烯铜复合材料的石墨烯电流传感器100的封装层可以采用耐高温绝缘复合陶瓷材料，以满足外界酸碱腐蚀、光照暴晒、振动以及高低温环境下的使用，扩大了石墨烯电流传感器100的应用范围。

上述石墨烯电流传感器100通过套筒10固定待测导线70，并采用石墨烯金属复合材料的感应导线20根据待测导线70产生的感应电流，产生感应电压。检测电路30可以检测感应导线20产生的感应电压，并根据感应电压与待测导线70的电流之间的预设映射关系，计算待测导线70的电流。本申请采用感应导线20检测待测导线70的电流，没有传统电磁式互感器中的铁芯，故不会产生磁饱和现象，扩大了石墨烯电流传感器100的应用范围。此外，石墨烯电流传感器100采用石墨烯金属复合材料的感应导线20，可以改善传统金属导线的强度和导电性，使感应导线20具有电阻温度系数低、电阻散热性好以及灵敏度高等优点。

在其中一个实施例中，感应导线20包括两个电极210以及串联在两个电极210之间的螺旋状线圈220，螺旋状线圈220设置于套筒10外侧，且螺旋状线圈220的旋轴与套筒10的轴线垂直，其中感应导线20通过两个电极210与检测电路30电连接。可以理解，感应导线20中的线圈为螺旋状线圈220，即为空心结构，故感应导线20不存在磁饱和现象，可以测试较大的电流信号。螺旋状线圈220包括多个外形为连续螺旋形的线圈，其中单个线圈的法线方向与待测导线70的轴向方向垂直。

根据法拉第电磁感应定律，变化的电流可以产生变化的磁场，交流电I＝I₀sinωt产生的交流磁场会使螺旋状线圈220两端产生感应电动势，则两个电极210之间产生的感应电动势V可由下式表达：

其中，Φ为通过螺旋状线圈220内的磁通量，N为螺旋状线圈220中单个线圈的匝数，A为单个线圈的截面积，t为时间，I₀为交流电的最大值，μ₀为真空磁导率，ω为交变电流频率，r为待测导线70轴线到矩形线圈中心的距离。

因此，根据待测导线70的直径与电流大小以及感应电动势公式，可以综合考虑螺旋状线圈220的截面积A、螺旋状线圈220中心与待测导线70中心之间的距离r、螺旋状线圈220的截面沿待测导线70轴线方向的长度、螺旋状线圈220的截面垂直导线轴线方向的宽度以及螺旋状线圈220的匝数等多个因素，以改变螺旋状线圈220中单个线圈的长度、宽度以及数量。可以理解，由于石墨烯电流传感器100的体积较小，即可以缩小螺旋状线圈220中心与待测导线70中心之间的距离r，可以提高石墨烯电流传感器100的检测精度和灵敏度。

在其中一个实施例中，螺旋状线圈220垂直于旋轴的截面为矩形。可以理解，螺旋状线圈220的形状主要考虑待测导线70产生的磁场进入螺旋状线圈220的量、螺旋状线圈220的制备难易程度以及对螺旋状线圈220的体积要求。因此，螺旋状线圈220可以为圆形、矩形或者其他任意形状的螺旋状闭合线圈。在其中一个实施例中，螺旋状线圈220为矩形，矩形螺旋状线圈220方便制备。此外，在相同的体积下，矩形螺旋状线圈220相比于其它形状的线圈可以在待测导线70的轴线方向具有更小的尺寸，使螺旋状线圈220包围的面积离距离待测导线70较近，提高石墨烯电流传感器100的测量精度和灵敏度。

在其中一个实施例中，还包括绝缘保护体40，绝缘保护体40包覆螺旋状线圈220，用于为螺旋状线圈220提供绝缘保护和机械保护。可以理解，绝缘保护体40可以完全包围螺旋状线圈220，并填充螺旋状线圈2220的内外部，起到保护与绝缘螺旋状线圈220的作用。绝缘保护体40的材料为可以聚酰亚胺、聚苯乙烯和聚四氟乙烯中的一种。聚酰亚胺、聚苯乙烯和聚四氟乙烯具有良好的绝缘性，且可以满足石墨烯电流传感器100的使用过程中的温度和弹性要求。因此，采用聚酰亚胺、聚苯乙烯和聚四氟乙烯材料的绝缘保护体40可以为感应导线20提供支撑，扩大石墨烯电流传感器100的适用范围。

可以理解，本申请对螺旋状线圈220与绝缘保护体40的制备方法不作限定。在其中一个实施例中，可以采用物理溅射、化学气相沉积、电镀、抛光、喷涂等一系列微加工工艺获得。在其中一个实施例中，螺旋状线圈220与绝缘保护体40还可以为3D打印层层堆叠进行制备。在开始制备螺旋状线圈220与绝缘保护体40时，首先打印一定厚度的绝缘保护体40。可以理解，绝缘保护体40内部有凹槽图案，该图案与螺旋状线圈220的外形相匹配。随后打印与绝缘保护体40内部凹槽高度相同的螺旋状线圈220。多次重复上述过程，直至完全形成螺旋状线圈220与绝缘保护体40的结构。可以理解，通过3D打印层层堆叠方式制备的石墨烯电流传感器100具有低成本、低功耗、线性度好、质量轻、结构简单且易于安装拆卸等优势，可以在配电网中进行区域性覆盖使用。

在其中一个实施例中，套筒10侧壁开设有第一过槽110，待测导线70经第一过槽110进入套筒10。可以理解，第一过槽110的设置方便将石墨烯电流传感器100在待测导线70进行安装。在其中一个实施例中，石墨烯电流传感器100还包括弹性夹持层60。弹性夹持层60覆盖套筒10的内侧，用于为待测导线70外表面提供夹持力。在将石墨烯电流传感器100安装与待测导线70后，弹性夹持层60位于待测导线70外表面和套筒10的内壁之间。弹性夹持层60为锯齿状的弹性结构，套筒10可以通过其内表面具有锯齿状弹性结构的弹性夹持层60固定安装在待测导线70的圆周表面。可以理解，弹性夹持层60可以增加套筒10对待测导线70的夹持力，从而确保石墨烯电流传感器100可以稳定安装与待测导线70。

在其中一个实施例中，套筒10包括固定部120和支撑部130。固定部120内侧用于固定待测导线70。支撑部130设置于固定部120的一端，且支撑部130的直径大于固定部120的直径，支撑部130用于为绝缘保护体40提供支撑。可以理解，套筒10的结构可以为空心T型结构。T型结构可以分为两部分，即固定部120和支撑部130。在其中一个实施例中，固定部120为图1中T型结构中底端的空心圆柱体，支撑部130为T型结构顶端的圆柱形空心凸台薄片。可以理解，第一过槽110可以为沿着套筒10轴线方向的矩形开口，可以便于将待测导线70放置于套筒10内。

在其中一个实施例中，套筒10底面通过3D层层打印方式分别形成螺旋状线圈220和绝缘保护体40。其中，螺旋状线圈220材料是石墨烯铜粉末。石墨烯铜粉末经过行星球磨机加工后直接置于密封腔体内，在预设温度与压力下挤压喷射，同时结合预设功率的激光进行照射烧结，形成石墨烯铜复合材料的感应导线20。在本实施例中，3D打印沿垂直套筒10的轴线方向，此时绝缘保护体40与螺旋状线圈220可以以套筒10顶端的圆柱形空心凸台薄片为支撑形成面，打印平面逐层向底部形成。即3D打印喷嘴喷射方向平行于套筒10轴线，且喷嘴移动方向垂直于套筒10轴线，当完成一个平面的打印后，喷嘴向上移动，重复上述过程。

请一并参见图3，在其中一个实施例中，石墨烯电流传感器100还包括盖板50。盖板50开设有第一通孔510，固定部120远离支撑部130的一端设置于第一通孔510，盖板50与支撑部130之间形成容纳空间530，且绝缘保护体40位于容纳空间530内。

在其中一个实施例中，盖板50开设有第二过槽520，且第二过槽520与第一过槽110连通。可以理解，当盖板50设置于套筒10时，可以完成石墨烯电流传感器100的安装。此时可以将石墨烯电流传感器100安装于待测导线70上。故盖板50开设的第二过槽520可以与第一过槽110连通，此时待测导线70可以通过第一过槽110和第二过槽520进入套筒10的内部，从而完成石墨烯电流传感器100的安装过程。

在其中一个实施例中，盖板50包围形成环形腔540，检测电路30设置于环形腔540内。可以理解，采用MEMS技术形成的检测电路30可设置于环形腔540内，可以减小检测电路30占用空间，进一步缩小石墨烯电流传感器100的体积。在其中一个实施例中，盖板50的材料为可以聚酰亚胺、聚苯乙烯和聚四氟乙烯中的一种。聚酰亚胺、聚苯乙烯和聚四氟乙烯具有良好的绝缘性，且可以满足石墨烯电流传感器100的使用过程中的温度和弹性要求。

在其中一个实施例中，盖板50面向容纳空间530的表面开设有两个第二通孔550，两个电极210分别经两个第二通孔550与检测电路30电连接。可以理解，通过设置两个第二通孔550，可以通过导线连接两个电极210和检测电路30。可以缩短所需导线的长度，且避免因导线外漏而使石墨烯电流传感器100的测量结果受到外界环境的干扰。

在其中一个实施例中，螺旋状线圈220与绝缘保护体40的外形轮廓均位于套筒10中以凸台圆形薄片为底面的圆柱体内。螺旋状线圈220的两端为两个电极210，两个电极210裸露在绝缘保护体40外部。在其中一个实施例中，两个电极210的形状为矩形，且两个电极210的底部贴合在套筒10中底部的空心圆柱体外表面，即固定部120的外表面。套筒10中顶端的空心圆柱体远离支撑部130的一端设置有一个弹性凸起卡扣，凸起卡扣的位置与套筒10中矩形开口所在位置相互错开。盖板50可以通过弹性凸起开口预定于固定部120。在本实施例中，绝缘保护体40沿着套筒10轴线方向的高度不超过套筒10的上表面，且绝缘保护体40的上表面与套筒10的上表面之间有一定的距离，此空出的部分用于设置盖板50。

请一并参见图4，在其中一个实施例中，检测电路30包括放大电路310、滤波电路320和计算电路330。放大电路310与两个电极210分别电连接，对两个电极210输出的感应电压进行放大，得到放大后的感应电压。滤波电路320与放大电路310电连接，对放大电路310输出的放大后的感应电压进行滤波，得到滤波后的感应电压。计算电路330与滤波电路320电连接，对滤波电路320输出的滤波后的感应电压进行计算，得到待测导线70的电流。可以理解，检测电路30可以固定于盖板50上的圆环形凹槽内。其中，放大电路310可以包括差分放大器和二级放大器。滤波电路320可以包括滤波器。

在其中一个实施例中，差分放大器的输入端作为检测电路30的输入端，差分放大器的输出端与二级放大器的输入端连接，二级放大器的输出端与滤波器的输入端连接，滤波器的输出端与计算电路330电连接。在其中一个实施例中，检测电路30还包括无线发射模块。滤波电路320输出端可以与信号无线发射模块的输入端连接，远程终端接收无线发生模块发射的信号后，可对信号进行处理，从而得到流经待测导线70的电流。当然，无线发射模块的输入端也可以与计算电路330的输出端通信连接，通过计算电路330完成流经待测导线70电流计算后，再通过无线发射模块传输至远程终端。在本实施例中，采用无线传输方式进行信号传输可以保证电压测量的安全距离，增强了石墨烯电流传感器100电流测量的实时性与安全性。

石墨烯电流传感器100在工作时，可以通过套筒10与盖板50中的矩形开口将石墨烯电流传感器100安装在待测导线70的圆周表面，并通过套筒10中的锯齿状弹性结构的弹性夹持层60将石墨烯电流传感器100固定于待测导线70。当待测导线70通有交流电时，根据法拉第电磁感应定律，可以得知螺旋状线圈220的两端两个电极210之间有输出电压。两个电极210之间的输出的感应电压经导线传输至检测电路30，并经检测电路30进行处理后可以无线传输至无线发射模块，无线发射模块再将信号传输至电脑，即可实时显示测得电压，并根据所测电压与待测导线70的电流之间的关系得到最终待测导线70的电流大小。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种石墨烯电流传感器，其特征在于，包括：

套筒(10)，所述套筒(10)内侧用于固定待测导线(70)；

感应导线(20)，用于根据所述待测导线(70)产生的感应电流，产生感应电压，其中，所述感应导线(20)包括两个电极(210)以及串联在所述两个电极(210)之间的螺旋状线圈(220)，所述螺旋状线圈(220)设置于所述套筒(10)外侧，且所述螺旋状线圈(220)的旋轴与所述套筒(10)的轴线垂直，所述螺旋状线圈(220)垂直于所述旋轴的截面为矩形；以及

检测电路(30)，与所述感应导线(20)电连接，用于检测所述感应导线(20)产生的所述感应电压，并根据所述感应电压与所述待测导线(70)的电流之间的预设映射关系，计算所述待测导线(70)的电流，其中所述感应导线(20)通过所述两个电极(210)与所述检测电路(30)电连接；

绝缘保护体(40)，所述绝缘保护体(40)包覆所述螺旋状线圈(220)，用于为所述螺旋状线圈(220)提供绝缘保护和机械保护；

其中，所述感应导线(20)的材料为石墨烯金属复合材料。

2.根据权利要求1所述的石墨烯电流传感器，其特征在于，所述套筒(10)侧壁开设有第一过槽(110)，所述待测导线(70)经所述第一过槽(110)进入所述套筒(10)。

3.根据权利要求2所述的石墨烯电流传感器，其特征在于，所述套筒(10)包括：

固定部(120)，所述固定部(120)内侧用于固定所述待测导线(70)；以及

支撑部(130)，设置于所述固定部(120)的一端，且所述支撑部(130)的直径大于所述固定部(120)的直径，所述支撑部(130)用于为所述绝缘保护体(40)提供支撑。

4.根据权利要求3所述的石墨烯电流传感器，其特征在于，还包括盖板(50)，所述盖板(50)开设有第一通孔(510)，所述固定部(120)远离所述支撑部(130)的一端设置于所述第一通孔(510)，所述盖板(50)与所述支撑部(130)之间形成容纳空间(530)，且所述绝缘保护体(40)位于所述容纳空间(530)内。

5.根据权利要求4所述的石墨烯电流传感器，其特征在于，所述盖板(50)开设有第二过槽(520)，且所述第二过槽(520)与所述第一过槽(110)连通。

6.根据权利要求4所述的石墨烯电流传感器，其特征在于，所述盖板(50)包围形成环形腔(540)，所述检测电路(30)设置于所述环形腔(540)内。

7.根据权利要求6所述的石墨烯电流传感器，其特征在于，所述盖板(50)面向所述容纳空间(530)的表面开设有两个第二通孔(550)，所述两个电极(210)分别经所述两个第二通孔(550)与所述检测电路(30)电连接。

8.根据权利要求1所述的石墨烯电流传感器，其特征在于，所述检测电路(30)包括：

放大电路(310)，与所述两个电极(210)分别电连接，对所述两个电极(210)输出的所述感应电压进行放大，得到放大后的所述感应电压；

滤波电路(320)，与所述放大电路(310)电连接，对所述放大电路(310)输出的放大后的所述感应电压进行滤波，得到滤波后的所述感应电压；以及

计算电路(330)，与所述滤波电路(320)电连接，对所述滤波电路(320)输出的滤波后的所述感应电压进行计算，得到所述待测导线(70)的电流。

9.根据权利要求1所述的石墨烯电流传感器，其特征在于，还包括弹性夹持层(60)，所述弹性夹持层(60)覆盖所述套筒(10)的内侧，用于为所述待测导线(70)外表面提供夹持力。

10.根据权利要求1所述的石墨烯电流传感器，其特征在于，所述套筒(10)的材料为聚酰亚胺、聚苯乙烯和聚四氟乙烯中的一种。

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