CN213122087U - 一种带全失压检测功能的电子式电流传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种带全失压检测功能的电子式电流传感器，涉及电能表技术领域，包括屏蔽壳，还包括安装于屏蔽壳的前端外表面的盖板、设置于屏蔽壳内部的线路板、带缺口磁芯、穿过带缺口磁芯的电流片、缠绕于带缺口磁芯上的线包、与线路板连接并位于带缺口磁芯的缺口处的磁阻芯片、以及与线路板连接的排线；线路板的电路包括第一运算放大器、第二运算放大器、电子开关、以及若干电容和电阻。本实用新型的电子式电流传感器带有全失压检测功能，能够在电能表在出现失压的情况下，使电子式电流传感器变成普通的电流互感器，对电网电流进行监测，从而可以防止电能表受到外部人为的窃电，同时可保证电能表电流测量模块的正常工作。

Description

一种带全失压检测功能的电子式电流传感器

技术领域

本实用新型涉及一种带全失压检测功能的电子式电流传感器，属于电能表技术领域。

背景技术

电子式电流传感器是一种用于电能表的电流测量模块，能够测量电网中不同形式的电流波形，包括交流、直流及脉冲电流。

随着电网用电环境的复杂化和用电设备种类的多样化，电网中存在的电流形式不仅是50/60Hz的单一正弦波形，还有各种直流和偶次谐波，脉冲波形，尖顶波，方波及各种高次谐波。国家电网公司在新的标准中也对电能表赋予了更高的测试标准要求，不再只是要求电能表对单一的正弦电流波形进行精确地测量，而是要求电能表的电流测量模块能够应对各种形式的波形电流，尤其是在不同功率因素环境下，比如功率因素为0.5L的条件下，能够准确地测量直流和偶次谐波的误差。而目前电能表使用的传统电磁式互感器在直流波形条件下容易发生饱和现象，无法对电流进行准确测量。另外，当前使用的电能表还存在一个比较普遍的问题；人为的窃电行为时常发生，从而影响电能表电流测量模块的正常工作。

基于此，做出本申请。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型提供了一种带全失压检测功能的电子式电流传感器。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：

一种带全失压检测功能的电子式电流传感器，包括屏蔽壳，还包括安装于所述屏蔽壳的前端外表面的盖板、设置于所述屏蔽壳内部的线路板、带缺口磁芯、穿过带缺口磁芯的电流片、缠绕于带缺口磁芯上的线包、与线路板连接并位于带缺口磁芯的缺口处的磁阻芯片、以及与线路板连接的排线；所述电流片的两端伸出所述盖板，所述排线的两个端口伸出所述盖板；所述线路板的电路包括第一运算放大器、第二运算放大器、电子开关、以及若干电容和电阻；其中，所述磁阻芯片的两个输出端分别与第一运算放大器的输入端连接；线包的一端与第一运算放大器的输出端连接；所述电子开关连接所述第一运算放大器的输出端和第二运算放大器的输出端；线包的另一端连接第二运算放大器的其中一端，且该端作为电路其中一个输出端口L1，第二运算放大器的输出端作为另一个的输出端口L2。

进一步地，所述线包的一端另一方面通过两个并联的电容与第一运算放大器的其中一个输入端连接。

进一步地，所述电子开关包括一个结型场效应管，结型场效应管的栅极连接负电压，结型场效应管的漏极与线包的一端相连，结型场效应管的源极与输出端口L2相连。

进一步地，所述屏蔽壳内还设有绝缘支架一和绝缘支架二，所述线包、电流前通过绝缘支架一和绝缘支架二固定。

本实用新型的原理和有益技术效果：

（1）本实用新型的电子式电流传感器带有全失压检测功能，能够在电能表在出现失压的情况下，使电子式电流传感器变成普通的电流互感器，对电网电流进行监测，从而可以防止电能表受到外部人为的窃电，同时可保证电能表电流测量模块的正常工作。

（2）电子式电流传感器能够测量电网中不同形式的电流波形，包括交流、直流及脉冲电流。由于采用隧道磁阻芯片，电子式电流传感器可以不受功率因素的影响，准确的测量电流，尤其是在功率因素为0.5L条件下，在直流和偶次谐波的测量精度误差小于1.0%。本实用新型内部电路设计了一种电子开关，在电子式电流传感器失去外部供电时，能够使其转变成一个普通电流互感器，并对电网电流进行检测。

附图说明

图1为本实施例带全失压检测功能的电子式电流传感器的外观示意图；

图2为本实施例带全失压检测功能的电子式电流传感器的爆炸图；

图3为本实施例带全失压检测功能的电子式电流传感器的电路原理图。

标注说明：屏蔽壳1，盖板2，绝缘（塑料）支架一31，绝缘（塑料）支架二32，带缺口磁芯4，线包5，线路板6，电流片7，排线8。

具体实施方式

为了使本实用新型的技术手段及其所能达到的技术效果，能够更清楚更完善的披露，兹提供了以下实施例，并结合附图作如下详细说明：

如图1至图3所示，本实施例的一种带全失压检测功能的电子式电流传感器，包括屏蔽壳，还包括安装于屏蔽壳的前端外表面的盖板2、设置于屏蔽壳内部的线路板6、带缺口磁芯4、穿过带缺口磁芯4的电流片7、缠绕于带缺口磁芯4上的线包5、与线路板6连接并位于带缺口磁芯4的缺口处的磁阻芯片、以及与线路板6连接的排线8；电流片7的两端伸出盖板2，排线8的两个端口伸出盖板2；线路板6的电路包括第一运算放大器、第二运算放大器、电子开关、以及若干电容和电阻；其中，磁阻芯片的两个输出端分别与第一运算放大器的输入端连接；线包5的一端与第一运算放大器的输出端连接；电子开关连接第一运算放大器的输出端和第二运算放大器的输出端；线包5的另一端连接第二运算放大器的其中一端，且该端作为电路其中一个输出端口L1，第二运算放大器的输出端作为另一个的输出端口L2。图3中的V+、V-、GND、L1和L2通过图2中的排线8跟线路板相连。

本实施例中线包5的一端另一方面通过两个并联的电容与第一运算放大器的其中一个输入端连接。

本实施例中电子开关包括一个结型场效应管，结型场效应管的栅极连接负电压，结型场效应管的漏极与线包5的一端相连，结型场效应管的源极与输出端口L2相连。

本实施例中屏蔽壳内还设有绝缘支架一31和绝缘支架二32，线包5、电流前通过绝缘支架一31和绝缘支架二32固定。

基本原理：本实施例电子式电流传感器，是基于隧道磁电阻技术（TMR）和闭环原理研制开发的一款电流测量产品。在一次电流线Ip（即图2中电流片7）中通一定的电流，会在带缺口的高磁导率磁芯4中产生磁场，装配在磁芯4缺口中的磁阻芯片（磁感应芯片）通过感应不同大小的磁场产生对应的差分电压，经过第一运算放大器和第二运算放大器放大，在二次补偿线圈中形成参比电流，并通过L1和L2接口输出，参比电流的大小与一次电流片7中通过的一次交流电流成正比关系。本电路中设计有一种电子开关，电子开关有一个电阻和一个结型场效应管（J-FET）组成。结型场效应管的栅极与负电压相连，结型场效应管的漏极通过电路与线包5的一端相连，结型场效应管的源极与参比电流输出端口L2相连，当电子式电流传感器失去外部的供电电压（即虚线框最右侧的V+、V-）时，电子开关能够将线包5的两端直接接通到二次输出的L1和L2，使电子式电流传感器变差普通的电流互感器，能够在无外部供电电压的情况下对一次侧进行电流检测。

本实施例采用隧道磁阻效应(TMR)是指磁性多层膜材料在磁场中电阻发生巨大变化的现象，基于隧道磁阻效应的电流传感器具有灵敏度高、测量范围大、温度稳定性好、功耗低、结构简单、体积小、成本低、非侵入等优点，非常适合智能电网尤其是配电系统对电流测量的需求。

以上内容是结合本实用新型的优选实施方式对所提供技术方案所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型具体实施只局限于上述这些说明，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种带全失压检测功能的电子式电流传感器，包括屏蔽壳，其特征在于：还包括安装于所述屏蔽壳的前端外表面的盖板、设置于所述屏蔽壳内部的线路板、带缺口磁芯、穿过带缺口磁芯的电流片、缠绕于带缺口磁芯上的线包、与线路板连接并位于带缺口磁芯的缺口处的磁阻芯片、以及与线路板连接的排线；所述电流片的两端伸出所述盖板，所述排线的两个端口伸出所述盖板；所述线路板的电路包括第一运算放大器、第二运算放大器、电子开关、以及若干电容和电阻；其中，所述磁阻芯片的两个输出端分别与第一运算放大器的输入端连接；线包的一端与第一运算放大器的输出端连接；所述电子开关连接所述第一运算放大器的输出端和第二运算放大器的输出端；线包的另一端连接第二运算放大器的其中一端，且该端作为电路其中一个输出端口L1，第二运算放大器的输出端作为另一个的输出端口L2。

2.如权利要求1所述的一种带全失压检测功能的电子式电流传感器，其特征在于：所述线包的一端另一方面通过两个并联的电容与第一运算放大器的其中一个输入端连接。

3.如权利要求1所述的一种带全失压检测功能的电子式电流传感器，其特征在于：所述电子开关包括一个结型场效应管，结型场效应管的栅极连接负电压，结型场效应管的漏极与线包的一端相连，结型场效应管的源极与输出端口L2相连。

4.如权利要求1所述的一种带全失压检测功能的电子式电流传感器，其特征在于：所述屏蔽壳内还设有绝缘支架一和绝缘支架二，所述线包、电流前通过绝缘支架一和绝缘支架二固定。

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