CN211505678U - 一种多同轴脉冲分流器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多同轴脉冲分流器，包括绝缘固定底座，所述绝缘固定底座的顶部固定连接有输出极，所述绝缘固定底座的底部固定连接有绝缘支撑腿，所述输出极的顶部设置有采样电阻本体，所述输出极的顶部设置有与采样电阻本体交错排列的电流返回柱，所述输出极的顶部设置有位于采样电阻本体和电流返回柱内侧的电屏蔽。本实用新型采用类似多同轴结构，具有外屏蔽层、电屏蔽及磁屏蔽，采用该结构的脉冲分流器的量程大小均可极方便地调整，极大减小了外界和脉冲分流器本体对电压采样端和电压的电场干扰及磁场干扰，做到分布参数小的同时增加了对环境的抗干扰能力，提高了脉冲分流器的测量准确度。

Description

一种多同轴脉冲分流器

技术领域

本实用新型涉及仪器仪表技术领域，尤其涉及一种多同轴脉冲分流器。

背景技术

随着电力技术飞跃式发展，脉冲电流测量广泛应用于日常的生产生活领域，脉冲电流测量通常需要将脉冲电流信号转换为终端设备有效输入范围内的信号进行测量。常用的转换装置有脉冲分流器、Rogowski线圈、光纤电流传感器和零磁通电流传感器等，其中脉冲分流器直接应用欧姆定律V＝IR，将脉冲电流转换为终端测量设备有效输入范围内的脉冲电压信号，原理简单，中间没用能量变换，响应速度快，理论上准确度可以做到极高水平，在早期的脉冲电流测量过程中广泛应用。

目前脉冲分流器常见结构有对折式、同轴管式、盘式和同轴笼型结构。对折式脉冲分流器由于结构限制，对折面散热效率差，无法长时间应用于脉冲测量领域，同时对折处有形变，应力消除时间较长，即电阻值稳定周期较长。同轴管式、盘式和同轴笼型结构的脉冲分流器也有同样的弊端。

在高压脉冲测量过程中，普遍存在的外界电场磁场干扰，极大的影响脉冲分流器测量结果的准确度，加之脉冲分流器自身的应力消除时间较长、散热性能差和电感系数高的特性，导致脉冲分流器无法长时间进行测量使用。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，而提出的一种多同轴脉冲分流器。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种多同轴脉冲分流器，包括绝缘固定底座，所述绝缘固定底座的顶部固定连接有输出极，所述绝缘固定底座的底部固定连接有绝缘支撑腿，所述输出极的顶部设置有采样电阻本体，所述输出极的顶部设置有与采样电阻本体交错排列的电流返回柱，所述输出极的顶部设置有位于采样电阻本体和电流返回柱内侧的电屏蔽，所述电屏蔽的内部设置有磁屏蔽，所述磁屏蔽的内部设置有紫铜导线，所述输出极的上方设置有输入极，所述采样电阻本体、电流返回柱和电屏蔽均贯穿输入极，所述输入极的左侧固定连接有输入接线端，所述输出极的右侧固定连接有输出接线端，所述输入极的上方设置有位于采样电阻本体和电流返回柱外侧的固定绝缘板，所述固定绝缘板的顶部设置有外屏蔽层，所述外屏蔽层的上方设置有顶部盖板，所述顶部盖板的底部固定连接有位于外屏蔽层内侧的采样极，所述顶部盖板的顶部固定连接有同轴接头安装板，所述同轴接头安装板的顶部固定连接有输出N型同轴接头，所述输出N型同轴接头位于采样极上方的正中心位置。

优选的，所述外屏蔽层与固定绝缘板、顶部盖板相连。

优选的，所述外屏蔽层为多孔钢圈，所述外屏蔽层与输入极连接，所述采样电阻本体与输入极、采样极连接，所述电流返回柱与采样极、输出极连接，所述电流返回柱与输入极电气隔离，所述电屏蔽与输入极连接，所述磁屏蔽与输入极、采样极电气隔离，电压采样端连接输出N型同轴接头芯线及输入极，所述磁屏蔽与电压采样端之间设有绝缘介质。

优选的，所述采样电阻本体与电流返回柱均匀分布，所述采样电阻本体与电流返回柱数量相等，所述电流返回柱与采样电阻本体的半径相等，所述电流返回柱与采样电阻本体之间的距离为采样电阻本体的半径，所述采样极和外壳相连，探针与电压采样端相连。

优选的，所述绝缘固定底座和输出极之间存在空隙且设有绝缘垫圈，所述采样电阻本体由电阻率适中且表面处理后温度系数较低的合金材料组成。

优选的，所述电流返回柱和输入极之间设置有间隙和固定夹板，所述固定夹板位于采样电阻本体和电流返回柱的外侧。

优选的，所述输入接线端和输出接线端的顶部均设置有连接孔，所述输入极与采样极上设置有数量相等的连接孔，所述输入接线端和输出接线端的顶部连接孔呈环形阵列。

优选的，所述电屏蔽、磁屏蔽和紫铜导线间均设有电绝缘材料，所述外屏蔽层与采样极之间设有电绝缘垫圈，所述电屏蔽与采样极之间设有电绝缘垫圈，所述磁屏蔽与输入极、采样极间设有电绝缘垫圈。

优选的，所述输入极的中心部位与紫铜导线一端连接，紫铜导线另一端连接输出N型同轴接头，所述输出N型同轴接头一端连接紫铜导线，另一端连接采样极。

优选的，所述输入极与采样极之间用多根采样电阻本体相连，所述采样极与输出极之间用多根电流返回柱相连。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)在电屏蔽外，理论上不存在脉冲分流器产生的磁场干扰采样电压信号线，但由于现行的生产工艺无法达到理想效果，在电屏蔽附近存在微弱的磁场及电场信号，本实用新型采用类似多同轴结构，具有外屏蔽层、电屏蔽及磁屏蔽，采用该结构的脉冲分流器的量程大小均可极方便地调整，通过电屏蔽的引入大大减小了电场对电压信号高端导线的影响，磁屏蔽的引入大大减小了磁场对电压信号高端导线的影响，使得脉冲分流器输出N型同轴接头上的电压信号等于采样电阻本体上的电压信号，极大减小了外界和脉冲分流器本体对电压采样端和电压的电场干扰及磁场干扰，做到分布参数小的同时增加了对环境的抗干扰能力，提高了脉冲分流器的测量准确度。

(2)本实用新型通过外屏蔽层与输入极上的固定绝缘板、采样极上的顶部盖板相连，外屏蔽层上的电势与采样电阻本体、电流返回柱间的电势差极小，作为物理保护层的同时，等效为法拉第笼，能起到电屏蔽作用，减小外界对脉冲分流器本体的干扰。

(3)本实用新型待测电流的母线与通过输入接线端相连，多根采样电阻本体将输入极与采样极相连，相对于单根采样电阻本体，多根采样电阻本体能有效增加额定电流容量下采样电阻本体与空气的接触面积，增加散热能力。

(4)本实用新型可以通过调整采样电阻本体、电流返回柱的长度、直径及合金材料成分可改变脉冲分流器的额定参数。

附图说明

图1为本实用新型的爆炸结构示意图；

图2为本实用新型的立体结构示意图。

图中：1、输入接线端；2、输入极；3、输出极；4、采样电阻本体；5、电流返回柱；6、采样极；7、磁屏蔽；8、电屏蔽；9、外屏蔽层；10、输出N型同轴接头；11、绝缘固定底座；12、输出接线端；13、固定夹板；14、固定绝缘板；15、顶部盖板；16、同轴接头安装板；17、绝缘支撑腿。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

参照图1-2，一种多同轴脉冲分流器，包括绝缘固定底座11，绝缘固定底座11的顶部固定连接有输出极3，绝缘固定底座11的底部固定连接有绝缘支撑腿17，绝缘固定底座11与输出极3间存在空隙且设有绝缘垫圈，保证输出极3与空气的充分接触，减小绝缘固定底座11对输出极3散热的影响，输出极3的顶部设置有采样电阻本体4，采样电阻本体4由电阻率适中且表面处理后温度系数较低的合金材料组成，采用温度系数较低的合金材料可降低脉冲分流器的整体温度系数，使得测量结果更加稳定可靠，采样电阻本体4表面采用电抛光及老化工艺，在提高采样电阻本体4物理性能的同时，可降低加工引起的材料应力和采样电阻本体4的阻值稳定周期，提高了脉冲分流器的长期稳定性。

输出极3的顶部设置有与采样电阻本体4交错排列的电流返回柱5，电流返回柱5和输入极2之间设置有间隙和固定夹板13，固定夹板13位于采样电阻本体4和电流返回柱5的外侧，输出极3的顶部设置有位于采样电阻本体4和电流返回柱5内侧的电屏蔽8，电屏蔽8的内部设置有磁屏蔽7，磁屏蔽7的内部设置有紫铜导线，外屏蔽层9、电屏蔽8和磁屏蔽7的存在形成了多同轴结构，增强脉冲分流器抗外界干扰能力的同时，降低了脉冲分流器工作时对外界的辐射干扰，输出极3的上方设置有输入极2，采样电阻本体4、电流返回柱5和电屏蔽8均贯穿输入极2，输入极2的左侧固定连接有输入接线端1，输入极2的中心部位与紫铜导线一端连接，紫铜导线另一端连接输出N型同轴接头10，输入极2与采样极6上设置有数量相等的连接孔，输入极2与采样极6之间用多根采样电阻本体4相连，输出极3的右侧固定连接有输出接线端12，输入接线端1和输出接线端12的顶部均设置有连接孔，输入接线端1和输出接线端12的顶部连接孔呈环形阵列。

输入极2的上方设置有位于采样电阻本体4和电流返回柱5外侧的固定绝缘板14，固定绝缘板14的顶部设置有外屏蔽层9，外屏蔽层9与固定绝缘板14、顶部盖板15相连，外屏蔽层9上的电势与采样电阻本体4、电流返回柱5间的电势差极小，作为物理保护层的同时，等效为法拉第笼，能起到电屏蔽作用，减小外界对脉冲分流器本体的干扰，外屏蔽层9的上方设置有顶部盖板15，顶部盖板15的底部固定连接有位于外屏蔽层9内侧的采样极6，采样极6与输出极3之间用多根电流返回柱5相连，电流返回柱5与采样电阻本体4组成一组单位电流回路，由脉冲分流器额定量程决定圆周上均匀分布多少组电流回路，电流在脉冲分流器的流通路径为：输入接线端1、输入极2、采样电阻本体4、采样极6、电流返回柱5、输出极3、输出接线端12，具体为电流母线通过输入接线端1相连，在输入极2由多根采样电阻本体4分流，流过采样极6，再由连接在采样极6与输出极3间的电流返回柱5返回输出极3，通过与输出极3相连的输出接线端12流出，脉冲电流在脉冲分流器中流通路径为：输入极2、采样电阻本体4、采样极6、电流返回柱5、输出极3，电压采样高低端分别为输入极2、采样极6，顶部盖板15的顶部固定连接有同轴接头安装板16，同轴接头安装板16的顶部固定连接有输出N型同轴接头10，输出N型同轴接头10位于采样极6上方的正中心位置，输出N型同轴接头10一端连接紫铜导线，另一端连接采样极6，电压输出端为输出N型同轴接头10，输出N型同轴接头10的芯线即电压信号高端，输出N型同轴接头10的皮线为电压信号低端，电压信号高端与输入极2通过紫铜导线相连。

采样电阻本体4与电流返回柱5均匀分布，采样电阻本体4与电流返回柱5数量相等，采样电阻本体4与电流返回柱5相邻较近，组成一组电流通路，该组电流通路里的采样电阻本体4与电流返回柱5中的电流相等且方向相反，因此产生的磁场基本抵消，使得整个脉冲分流器的分布电感系数较小，电流返回柱5与采样电阻本体4半径相等，电流返回柱5与采样电阻本体4之间的距离为采样电阻本体4的半径，电流返回柱5与输入极2、采样极6之间由脉冲电流在采样电阻本体4产生的磁场与电流返回柱5产生的磁场相互抵消，降低了脉冲分流器的电感系数，采样极6和外壳相连，探针与电压采样端相连，外屏蔽层9为多孔钢圈，紫铜导线位于均匀分布的采样电阻本体4与电流返回柱5组成的分流器主体正中，紫铜导线外面为高磁导率的纳米晶材料卷绕成的磁屏蔽7，磁屏蔽7外面为铜管组成的电屏蔽8，电屏蔽8、磁屏蔽7和紫铜导线间均设有电绝缘材料，外屏蔽层9与采样极6之间设有电绝缘垫圈，电屏蔽8与采样极6之间设有电绝缘垫圈，磁屏蔽7与输入极2、采样极6间设有电绝缘垫圈，外屏蔽层9与输入极2连接，采样电阻本体4与输入极2、采样极6连接，输入极2与采样极6间的电阻为该分流器的实际电阻值，电流返回柱5与采样极6、输出极3连接，电流返回柱5与输入极2电气隔离，电屏蔽8与输入极2连接，磁屏蔽7与输入极2、采样极6电气隔离，电压采样端连接输出N型同轴接头10芯线及输入极2，磁屏蔽7与电压采样端之间设有绝缘介质。

本实用新型采用类似多同轴结构，具有外屏蔽层9、电屏蔽8及磁屏蔽7，采用该结构的脉冲分流器的量程大小均可极方便地调整，通过电屏蔽8的引入大大减小了电场对电压信号高端导线的影响，磁屏蔽7的引入大大减小了磁场对电压信号高端导线的影响，使得脉冲分流器输出N型同轴接头10上的电压信号等于采样电阻本体4上的电压信号，极大减小了外界和脉冲分流器本体对电压采样端和电压的电场干扰及磁场干扰，做到分布参数小的同时增加了对环境的抗干扰能力，提高了脉冲分流器的测量准确度；本实用新型通过外屏蔽层9与输入极2上的固定绝缘板14、采样极6上的顶部盖板15相连，外屏蔽层9上的电势与采样电阻本体4、电流返回柱5间的电势差极小，作为物理保护层的同时，等效为法拉第笼，能起到电屏蔽作用，减小外界对脉冲分流器本体的干扰；本实用新型待测电流的母线与通过输入接线端1相连，多根采样电阻本体4将输入极2与采样极6相连，相对于单根采样电阻本体4，多根采样电阻本体4能有效增加额定电流容量下采样电阻本体4与空气的接触面积，增加散热能力；本实用新型可以通过调整采样电阻本体4、电流返回柱5的长度、直径及合金材料成分可改变脉冲分流器的额定参数。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

Claims (10)

1.一种多同轴脉冲分流器，包括绝缘固定底座(11)，其特征在于，所述绝缘固定底座(11)的顶部固定连接有输出极(3)，所述绝缘固定底座(11)的底部固定连接有绝缘支撑腿(17)，所述输出极(3)的顶部设置有采样电阻本体(4)，所述输出极(3)的顶部设置有与采样电阻本体(4)交错排列的电流返回柱(5)，所述输出极(3)的顶部设置有位于采样电阻本体(4)和电流返回柱(5)内侧的电屏蔽(8)，所述电屏蔽(8)的内部设置有磁屏蔽(7)，所述磁屏蔽(7)的内部设置有紫铜导线，所述输出极(3)的上方设置有输入极(2)，所述采样电阻本体(4)、电流返回柱(5)和电屏蔽(8)均贯穿输入极(2)，所述输入极(2)的左侧固定连接有输入接线端(1)，所述输出极(3)的右侧固定连接有输出接线端(12)，所述输入极(2)的上方设置有位于采样电阻本体(4)和电流返回柱(5)外侧的固定绝缘板(14)，所述固定绝缘板(14)的顶部设置有外屏蔽层(9)，所述外屏蔽层(9)的上方设置有顶部盖板(15)，所述顶部盖板(15)的底部固定连接有位于外屏蔽层(9)内侧的采样极(6)，所述顶部盖板(15)的顶部固定连接有同轴接头安装板(16)，所述同轴接头安装板(16)的顶部固定连接有输出N型同轴接头(10)，所述输出N型同轴接头(10)位于采样极(6)上方的正中心位置。

2.根据权利要求1所述的一种多同轴脉冲分流器，其特征在于，所述外屏蔽层(9)与固定绝缘板(14)、顶部盖板(15)相连。

3.根据权利要求1所述的一种多同轴脉冲分流器，其特征在于，所述外屏蔽层(9)为多孔钢圈，所述外屏蔽层(9)与输入极(2)连接，所述采样电阻本体(4)与输入极(2)、采样极(6)连接，所述电流返回柱(5)与采样极(6)、输出极(3)连接，所述电流返回柱(5)与输入极(2)电气隔离，所述电屏蔽(8)与输入极(2)连接，所述磁屏蔽(7)与输入极(2)、采样极(6)电气隔离，电压采样端连接输出N型同轴接头(10)芯线及输入极(2)，所述磁屏蔽(7)与电压采样端之间设有绝缘介质。

4.根据权利要求1所述的一种多同轴脉冲分流器，其特征在于，所述采样电阻本体(4)与电流返回柱(5)均匀分布，所述采样电阻本体(4)与电流返回柱(5)数量相等，所述电流返回柱(5)与采样电阻本体(4)的半径相等，所述电流返回柱(5)与采样电阻本体(4)之间的距离为采样电阻本体(4)的半径，所述采样极(6)和外壳相连，探针与电压采样端相连。

5.根据权利要求1所述的一种多同轴脉冲分流器，其特征在于，所述绝缘固定底座(11)和输出极(3)之间存在空隙且设有绝缘垫圈，所述采样电阻本体(4)由电阻率适中且表面处理后温度系数较低的合金材料组成。

6.根据权利要求1所述的一种多同轴脉冲分流器，其特征在于，所述电流返回柱(5)和输入极(2)之间设置有间隙和固定夹板(13)，所述固定夹板(13)位于采样电阻本体(4)和电流返回柱(5)的外侧。

7.根据权利要求1所述的一种多同轴脉冲分流器，其特征在于，所述输入接线端(1)和输出接线端(12)的顶部均设置有连接孔，所述输入极(2)与采样极(6)上设置有数量相等的连接孔，所述输入接线端(1)和输出接线端(12)的顶部连接孔呈环形阵列。

8.根据权利要求1所述的一种多同轴脉冲分流器，其特征在于，所述电屏蔽(8)、磁屏蔽(7)和紫铜导线间均设有电绝缘材料，所述外屏蔽层(9)与采样极(6)之间设有电绝缘垫圈，所述电屏蔽(8)与采样极(6)之间设有电绝缘垫圈，所述磁屏蔽(7)与输入极(2)、采样极(6)间设有电绝缘垫圈。

9.根据权利要求1所述的一种多同轴脉冲分流器，其特征在于，所述输入极(2)的中心部位与紫铜导线一端连接，紫铜导线另一端连接输出N型同轴接头(10)，所述输出N型同轴接头(10)一端连接紫铜导线，另一端连接采样极(6)。

10.根据权利要求1所述的一种多同轴脉冲分流器，其特征在于，所述输入极(2)与采样极(6)之间用多根采样电阻本体(4)相连，所述采样极(6)与输出极(3)之间用多根电流返回柱(5)相连。

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