CN113985106A - 一种直流电流互感传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种直流电流互感传感器，包括外壳及其内部封装的互感器本体；所述互感器本体包括若干磁芯和若干线圈，待检测电流从互感器中心穿过，使互感器产生磁场，使线圈上产生感生电流，若干磁芯和若干线圈通过组合使线圈上的产生穿过互感器的电流的N倍电流并通过引线输出。本发明通过多个铁芯及线圈组合为一个结构简单，形状规则的环形直流电流传感器，通过改变铁芯的组合方式及线圈的缠绕方式实现对直流电流的检测，转换过程中电流损害极小，并且检测输出的电流能够放大1～1000倍。
Description
技术领域
本发明涉及一种直流电流互感传感器。
背景技术
现有的直流电流传感器，大对数通过在磁芯上缠绕一次绕组和二次绕组，一次绕组接入待测电流导线中在线圈上励磁电流，通过铁芯将磁通传递到二次绕组上，通过二次绕组产生感生电流实现对电流大小的检测，例如CN 103219140B公开的一种电流互感器，通过一次绕组和二次绕组在电力系统出现短路故障以及其初级电流升至额定电流的20-60倍时，电流互感器能准确传变衰减时间常数为20-200ms的直流分量、能真实反映非周期分量的衰减状态、输出波形不饱和且不不畸变。
还有一种直流电流传感器通过将直流电流流经被测导线，便软磁材料铁芯在饱和磁通密度(Bs)内产生直流磁偏移，再通过改变特定的方式阻止铁芯出现磁饱和，在利用线圈检测该过程中的变化来实现对直流电流的检测。
例如CN1052302C公开了直流电流传感器，通过向环绕铁芯绕制的线圈提供交流电流产生交流磁通，当在正和负方向产生饱和时，产生不平衡，利用检测线圈检测该变化；由环状软磁材料构成的激磁铁芯按与检测铁芯的圆周方向相垂直的方向以成一体的连接方式配置在检测铁芯的某一部分处，检测线圈呈螺旋形绕在检测铁芯上，激磁线圈沿检测铁芯的圆周方向绕在检测铁芯上，此外通过向激磁线圈提供直流电流，使激磁铁芯沿与检测铁芯的圆周方相垂直的方向被激磁，并且激磁铁芯和检测铁芯的交汇处周期性磁饱和，以便利用磁饱和的交汇处形成一个实际上的磁隙，因为检测铁芯的磁饱和的交汇处的相对导磁率M无限趋近于1，该磁饱和部分的作用类似于磁隙，并且在检测铁芯中的磁通Φ0按照恒定的周期降低，根据该磁通的变化，能够在检测线圈中产生电动势。需要在铁芯内部安装交流线来改变磁场变化。
例如CN1064131C公开的直流电流传感器，通过在铁芯位置上设置一个垂直于环绕磁检测铁芯的激磁装置，通过激励装置产生周期性产生一个垂直于环绕磁检测铁芯的磁通通路的磁通，在磁检测铁芯中产生高磁阻来阻止检测铁芯磁饱。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种直流电流互感传感器。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种直流电流互感传感器，包括外壳及其内部封装的互感器本体；所述互感器本体包括若干磁芯和若干线圈，待检测电流从互感器中心穿过，使互感器产生磁场，使线圈上产生感生电流，若干磁芯和若干线圈通过组合使线圈上的产生穿过互感器的电流的N倍电流并通过引线输出。
所述若干磁芯和若干线圈的组合方式包括：
①若干磁芯组合后在缠绕上若干线圈；
②分别在磁芯上缠绕线圈后在组合；
③一个磁芯上缠绕若干线圈。
所述若干磁芯组合的方式是同轴心堆叠在一起。
所述若干磁芯中每个磁芯的尺寸不一定相同。
所述线圈在磁芯上的数量字少为三组，分别在磁芯上缠绕线圈时，每个磁芯上线圈的数量不一定相同。
所述磁芯均为为无缺口的闭环结构。
所述磁性为低饱和、低损耗、高铁材质。
本发明的有益效果在于：通过多个铁芯及线圈组合为一个结构简单，形状规则的环形直流电流传感器，通过改变铁芯的组合方式及线圈的缠绕方式实现对直流电流的检测，转换过程中电流损害极小，并且检测输出的电流能够放大1～1000倍。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图中：1-外壳，2-磁芯，3-线圈，4-引线。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
一种直流电流互感传感器，包括外壳1及其内部封装的互感器本体；所述互感器本体包括若干磁芯2和若干线圈3，待检测电流从互感器中心穿过，使互感器产生磁场，使线圈上产生感生电流，若干磁芯2和若干线圈3通过组合使线圈上的产生穿过互感器的电流的N倍电流并通过引线4输出。
当待测导线延伸通过由环形磁芯构成的检测铁芯时，环绕该磁芯绕有螺旋形的检测线圈，一个直流电流加到待测导线中，通过按直流电流方向以顺时针产生磁场，并在检测铁芯中产生磁通Φ，由于采用了低饱和、低损耗、高铁材质的磁芯材料，所以铁芯磁通量在很小的电流状态下就能够达到磁饱和，所以在铁芯上缠绕的多组线圈，通过降低其中感生电流的方式阻止铁芯达到磁饱和，而由于流经待测导线的电流是直流电流，电流或电压随着穿过铁芯的电流或电压增大而增大，所以线圈在阻止磁饱和的过程中流通的电流即为互感器检测并放大后的电流，将该电流直接输入到电流表等器件后，通过直流电流表或电压表直接显示。
所述若干磁芯2和若干线圈3的组合方式包括：
①若干磁芯2组合后在缠绕上若干线圈3；
②分别在磁芯2上缠绕线圈3后在组合；
③一个磁芯2上缠绕若干线圈3。
所述若干磁芯2组合的方式是同轴心堆叠在一起。
所述若干磁芯2中每个磁芯2的尺寸不一定相同。
所述线圈3在磁芯2上的数量字少为三组，分别在磁芯2上缠绕线圈3时，每个磁芯2上线圈3的数量不一定相同。
所述磁芯2均为为无缺口的闭环结构，闭合铁芯更加容易磁饱和。
所述磁性为低饱和、低损耗、高铁材质，在不考虑线圈的作用下，使穿过磁芯的导线通电既磁芯就磁饱和，实现传感器的精准检测。
实施例1：在1个铁芯上缠绕1组线圈，每组线圈匝数为100，其能够对100:1的直流电流进行检查。
实施例2：将2个相同规格的铁芯同轴心堆叠后，在堆叠后的磁芯上缠绕2组线圈，每个线圈匝数为100，其检测后导线输出的电流放大倍数为200:1。
实施例3：将3个不相同规格的铁芯同轴心堆叠后，在堆叠后的磁芯上缠绕1组线圈，每个线圈匝数为50，其检测后导线输出的电流放大倍数为150:1。
实施例4：将5个相同规格的铁芯，第一个铁芯上缠绕1组线圈，线圈匝数为100，第二个铁芯上缠绕2组线圈，线圈匝数为500，第三个铁芯上缠绕4组线圈，线圈匝数为300，其检测后导线输出的电流放大倍数为700:1。
实施例5：将5个不相同规格的铁芯，第一个铁芯上缠绕2组线圈，线圈匝数为100，第二个铁芯上缠绕3组线圈，线圈匝数为300，第三个铁芯上缠绕4组线圈，线圈匝数为200，其检测后导线输出的电流放大倍数为900:1。
Claims (7)
1.一种直流电流互感传感器，包括外壳(1)及其内部封装的互感器本体，其特征在于：所述互感器本体包括若干磁芯(2)和若干线圈(3)，待检测电流从互感器中心穿过，使互感器产生磁场，使线圈上产生感生电流，若干磁芯(2)和若干线圈(3)通过组合使线圈上的产生穿过互感器的电流的N倍电流并通过引线(4)输出。
2.如权利要求1所述的直流电流互感传感器，其特征在于：所述若干磁芯(2)和若干线圈(3)的组合方式包括：
①若干磁芯(2)组合后在缠绕上若干线圈(3)；
②分别在磁芯(2)上缠绕线圈(3)后在组合；
③一个磁芯(2)上缠绕若干线圈(3)。
3.如权利要求2所述的直流电流互感传感器，其特征在于：所述若干磁芯(2)组合的方式是同轴心堆叠在一起。
4.如权利要求2所述的直流电流互感传感器，其特征在于：所述若干磁芯(2)中每个磁芯(2)的尺寸不一定相同。
5.如权利要求2所述的直流电流互感传感器，其特征在于：所述线圈(3)在磁芯(2)上的数量字少为三组，分别在磁芯(2)上缠绕线圈(3)时，每个磁芯(2)上线圈(3)的数量不一定相同。
6.如权利要求1所述的直流电流互感传感器，其特征在于：所述磁芯(2)均为为无缺口的闭环结构。
7.如权利要求1所述的直流电流互感传感器，其特征在于：所述磁性为低饱和、低损耗、高铁材质。
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