CN204556707U - 一种能够测量交直流漏电的新型光伏漏电流传感器 - Google Patents
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Abstract
一种能够测量交直流漏电的新型光伏漏电流传感器，包括外壳、磁芯绕组、电路板、屏蔽罩四大部分，所述磁芯绕组、电路板及屏蔽罩设置在外壳内，通过外壳上下盖卡扣合为一体，所述磁芯绕组的磁芯为叠片对插结构，对插磁芯内部有空腔，空腔中设置可饱和金属片即磁通门探头。所述磁芯绕组中的绕组被固定于直线型骨架上，参与电流反馈，该电流即为补偿电流，其大小与被测量电流成比例关系。所述电路板上设有补偿电路，该电路实时补偿原边电流，从而使磁芯中的合成磁通始终保持为零，这样就形成了一个完整的闭环测量系统，绕组中的补偿电流即可实时反映被测量的电流大小。绕组中的补偿电流最终通过设置在电路板上的信号转换电路，通过信号转换，输出与原边所测电流同步的电压或电流信号，并最终由输出端子输出。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电流传感器，尤其是一种可用于光伏行业能够同时测量交直流漏电的电流传感器。
背景技术
测量电流有很多种方法，对于测量交流而言，互感器的使用非常普遍。对于测量直流电流来说，通常用到霍尔原理，包括开环霍尔原理与闭环霍尔原理。但对于测量微小漏电流，霍尔原理的传感器将不太适合，因为霍尔传感器的灵敏度不高，测量微小电流不够敏感。而磁通门技术能很好的满足测量小电流的要求，其灵敏度很高，对于交直流漏电测量非常适合。
随着新能源行业的兴起，各国越来越多的采用低成本高效率的无变压器逆变器，同时由于采用了无变压器式的逆变器，并网时也导致了一些技术问题，最重要的两点是，其一：因为没有隔离变压器，直流成分就有了注入到电网的路径，这个直流成分会造成电网污染。其二，大功率高频开关器件的大量运用会使整个光伏系统产生共模电流即漏电流，漏电流的产生一方面会造成人员安全威胁，一方面有火灾隐患，另外高频谐波成分也容易注入电网造成污染。国际标准及国内行业规范都对光伏逆变器在交直流漏电方面提出了严苛的检验和验收标准。在这些标准里面对漏电流传感器最核心的几点要求是：1）该漏电流传感器必须能够测量交直流漏电。 2）该漏电流传感器必须有足够快的响应时间，从而真正起到保护人身及设备安全的作用。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种反应时间快，稳定性高，能够应用于光伏行业，可同时测量交直流漏电的电流传感器。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种能够测量交直流漏电的新型光伏漏电流传感器，包括外壳、磁芯绕组、电路板、屏蔽罩四大部分，所述磁芯绕组、电路板及屏蔽罩设置在外壳内，通过外壳上下盖卡扣合为一体，所述磁芯绕组的磁芯为叠片对插结构，对插磁芯内部有空腔，空腔中设置可饱和金属片即磁通门探头。所述磁芯绕组中的绕组被固定于直线型骨架上，参与电流反馈，该反馈电流即为补偿电流，其大小与被测量电流成比例关系。所述电路板上设有补偿电路，该电路实时补偿原边电流，从而使磁芯中的合成磁通一直保持为零，这样就形成了一个完整的闭环测量系统，绕组中的补偿电流即可实时反映被测量的电流大小。 绕组中的补偿电流会通过设置在电路板上的信号转换电路，通过信号转换，输出与原边所测电流同步的电压或电流信号，并最终由输出端子输出。
优选地，所述实用新型产品采用闭环磁通门原理。
优选地，所述外壳具有20mm的穿孔尺寸。
优选地，所述磁芯绕组采用了叠片对插式结构。
优选地，所述磁芯绕组采用直线型骨架。
优选地，所述屏蔽罩设置在外壳内部并采用高导磁软磁材料。
优选地，所述电路板采用插针输出信号。
由于采用了上述技术方案，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型采用了闭环磁通门原理，以及磁芯叠片对插式的结构，高导磁屏蔽罩内置等方法，大大简化了以往闭环磁通门电流传感器的制作工艺，适合手工及机器批量加工，也能完全满足对于微小的交直流漏电流精确实时测量的要求，完全满足光伏行业对逆变器漏电流测量的各项规定。
附图说明
参照附图和本优选实施方式的下列描述，将会最佳地理解本实用新型及其目的和优点，其中：
图1是闭环磁通门原理；
图2是本实用新型中磁芯绕组的叠片对插式结构；
图3是本实用新型产品结构图。
具体实施方式
参照附图1至3，一种能够测量交直流漏电的新型光伏漏电流传感器。闭环磁通门原理，原边导体1001承载的被测电流会在磁芯1002中产生磁通Φp。该原理中的敏感元件是一个外表缠绕数匝线圈的可饱和金属片探头1003，方波发生器1004在金属探头1003内部产生稳定的、上下对称的震荡波形。当原边通过电流Ip时，产生的磁通Φp会破坏探头中的波形，从而上下不不再对称，表现为有电压输出。该电压被设置在电路板的驱动电路1007放大并在磁芯绕组1006中产生驱动电流Is,该驱动电流Is会在磁芯1002中产生反向的磁通Φs。驱动电路依据金属探头1003的输出值，不停的调整驱动电流的大小直至 Φp+Φs=0.此时Is就可以反映原边电流Ip的大小，其比例关系为：Is=Ip/N,其中N为补偿线圈1006的匝数。为了输出电压信号，在Is的回路中设置一个负载电阻Rm 1008 , 转化成电压信号后，再经适当的调整电路1009调整后，提高了负载能力，即可最终通过输出端子输出与原边电流成比例关系的，波形完全跟随的信号。
本实用新型所采用闭环磁通门技术，磁芯结构具有特殊性，其整体工作原理如下：两个完全对称的磁芯2003,2004对插在一起，形成了空腔，空腔内放置的可饱和金属片探头2002，外绕多匝线圈，连接电路板上的震荡电路后，即可形成稳定的高频震荡波形，用于感应电流Ip，两个用于产生补偿磁通的多匝绕组2001与2005通过骨架与金属片探头、PCB板以及磁芯2003,2004牢固的结合在一起。为了更好的测量微弱电流，免于受到外界干扰，本实用新型采用高导磁材料做成屏蔽盒，由屏蔽内环3008与屏蔽盒上下盖3003,3011共同组成，最终测量后经过3009引脚输出。
本实用新型的优点是：（1）磁芯为叠片对插结构，工艺相对简单，可采用手工亦可采用机械自动化插片；（2）磁芯绕组采用直线型骨架，绕线容易，效率高。（3）可以实现对交流电流和直流电流及混合电流的测量；（4）温度特性好，可以满足新能源行业宽温度范围要求。
参照图3，图中示出了本实用新型的具体实施步骤，多匝线圈3006和3007设置在磁芯3005上，两个线圈3006与3007通过骨架上的针脚与PCB板3009固定在一起。组装好的线路板附带磁芯线圈一起放入由3003,3004,3010组成的屏蔽盒内，最后一起再放入到外壳上盖3011与下盖3001组成的外壳里。外壳下盖3001上的固定针脚3002与电路板上的输出针脚3008一起可固定于电路板上,最终输出信号会通过针脚输出来，该信号与被测量电流成比例。
显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本实用新型的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。
Claims (8)
1.一种能够测量交直流漏电的新型光伏漏电流传感器，其特征在于，采用闭环磁通门技术，包括外壳、磁芯绕组、电路板、屏蔽罩四大部分，所述磁芯绕组、电路板及屏蔽罩均设置在外壳内部，通过外壳的上下盖卡扣合为一体，所述磁芯绕组采用叠片对插式结构，所述屏蔽罩采用高导磁软磁材料，所述磁芯绕组采用直线型骨架，所述电路板通过插针输出信号。
2. 根据权利要求1所述的一种能够测量交直流漏电的新型光伏漏电流传感器，其特征在于，所述实用新型产品采用闭环磁通门原理。
3. 根据权利要求1所述的一种能够测量交直流漏电的新型光伏漏电流传感器，其特征在于，所述外壳具有孔径是 20mm的穿孔。
4. 根据权利要求1所述的一种能够测量交直流漏电的新型光伏漏电流传感器，其特征在于，所述磁芯绕组采用了叠片对插式结构。
5.根据权利要求1所述的一种能够测量交直流漏电的新型光伏漏电流传感器，其特征在于，所述磁芯绕组采用直线型骨架。
6.根据权利要求1所述的一种能够测量交直流漏电的新型光伏漏电流传感器，其特征在于，所述屏蔽罩设置在外壳内部。
7.根据权利要求1所述的一种能够测量交直流漏电的新型光伏漏电流传感器，其特征在于，所述屏蔽罩采用高导磁软磁材料。
8.根据权利要求1所述的一种能够测量交直流漏电的新型光伏漏电流传感器，其特征在于，所述电路板通过插针输出信号。
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