CN215834390U - 一种铁芯夹件电流传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种铁芯夹件电流传感器，包括传感器壳体，所述传感器壳体的上端面安装有夹条，传感器壳体外侧镶嵌有开关、指示灯和天线，传感器壳体内安装有开合式电流互感器、电源模块、信号调理电路和无线通信模块，所述信号调理电路的输入端和开合式电流互感器连接，确定电流的有效值、幅值及谐波分量，信号调理电路的输出端和指示灯连接，同时通过无线通信模块和天线信息交互，所述电源模块与开关、开合式电流互感器、信号调理电路和无线通信模块连接。本实用新型采用开合式电流互感器、电源模块、信号调理电路和无线通信模块的一体化设计，无需铺设电源线和信号线，实现快速安装部署，及时达到测量目的。

Description

一种铁芯夹件电流传感器

技术领域

本实用新型涉及电流传感器，尤其涉及一种铁芯夹件电流传感器。

背景技术

铁芯夹件电流传感器是电力系统常用的现场监测装置，常规的传感器采用有源有线方式。电流互感器感应铁芯夹件接地电流，通过信号线接入测量单元，测量单元进行信号采集计算，采用有线通讯方式传送测量数据至后台，测量单元本身也需要提供电源。这种方式导致现场需要铺设大量电源线和信号线，施工工作量很大，不利于快速部署，同时该电流传感器在户外长时间使用后，并不能做到绝对的防水或者水汽进入，会严重影响油浸式电抗器（变压器）铁芯夹件电流的监测。另外，变电站内磁场较强，铁芯夹件电流传感器内的磁芯易受影响，导致测量误差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种铁芯夹件电流传感器，具有测量精度高、抗干扰能力强和部署方便的优点，并采用无线通讯方式便于数据传输。

实现本实用新型目的的技术方案为：

一种铁芯夹件电流传感器，包括传感器壳体，所述传感器壳体的上端面安装有夹条，传感器壳体外侧镶嵌有开关、指示灯和天线，传感器壳体内安装有开合式电流互感器、电源模块、信号调理电路和无线通信模块，所述信号调理电路的输入端和开合式电流互感器连接，确定电流的有效值、幅值及谐波分量，信号调理电路的输出端和指示灯连接，同时通过无线通信模块和天线信息交互，所述电源模块与开关、开合式电流互感器、信号调理电路和无线通信模块连接。

进一步的，所述开合式电流互感器包括第一磁芯和第二磁芯，所述传感器壳体包括固定连接的两部分，分别置有第一磁芯和第二磁芯，所述夹条安装在传感器壳体两部分连接处的上方，第二磁芯上缠绕有线包，线包与信号调理电路连接。

进一步的，所述传感器壳体的两部分采用螺丝固定连接，传感器壳体的两部分上端面均通过螺丝固定有背板。

进一步的，所述第一磁芯和第二磁芯采用坡莫合金材料。

进一步的，所述信号调理电路包括限压电路、差分运放器、AD转换器和处理器；所述限压电路输入端和线包连接，限压电路输出端和差分运放器输入端连接，差分运放器输出端和AD转换器输入端连接，AD转换器输出端和处理器输入端连接，处理器和天线信息交互。

进一步的，所述限压电路采用瞬态二极管和压敏电阻的并联电路。

进一步的，所述差分运放器采用THS4551IDGKR，AD转换器采用ADS7054，处理器采用STM32L151C8T6。

进一步的，所述传感器壳体采用铝合金外壳，其上端面和侧面设有硅钢片。

进一步的，所述传感器壳体内侧采用灌封胶密封。

进一步的，所述传感器壳体为方形，尺寸为185×103×57.5mm。

本实用新型与现有技术相比，其显著效果为：①该传感器采用开合式电流互感器、电源模块、信号调理电路和无线通信模块的一体化设计，无需铺设电源线和信号线，实现快速安装部署，及时达到测量目的；②采用优质坡莫合金及高精度、高稳定度的信号调理电路，实现准确测量；③采用开合式电流互感器的半屏蔽措施，有效抵御上部和测量的磁场干扰，实现高稳定度测量。

附图说明

图1是本实用新型铁芯夹件电流传感器电气连接图。

图2是本实用新型铁芯夹件电流互感器剖面图。

图3是本实用新型铁芯夹件电流互感器的结构示意图。

图4是本实用新型铁芯夹件电流互感器壳体组成示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图3所示，本实施例一种铁芯夹件电流传感器，包括传感器壳体2，所述传感器壳体2上端面安装有信号夹条1，传感器壳体2前端面安装有开关按钮4和指示灯5，传感器壳体2侧面安装有天线3。信号夹条1采用2颗M5的螺丝与传感器壳体2连接固定。传感器壳体2分为两个部分，采用2颗M6的螺丝连接固定。开关按钮4、指示灯5、天线3镶嵌在外壳表面，在结构的里面使用灌封胶固定密封，有效保证传感器的防水性。整体结构尺寸为185×103×57.5mm。

如图4所示，本实施例一种铁芯夹件电流传感器，依次为传感器壳体上背板6、传感器壳体下背板7。传感器壳体上背板6采用6颗M2的螺丝连接固定。传感器壳体下背板7采用9颗M2的螺丝连接固定。

如图1所示，本实施例一种铁芯夹件电流传感器，左半部分为开合式电流互感器的左半部分，右半部分包括电流互感器的右半部分、线包8、信号调理电路、CPU，无线通讯模组、开关按钮4和电池10。开合式电流互感器的左侧磁芯9-1和右侧磁芯9-2均采用坡莫合金材料，右侧磁芯9-2绕上线包8。国标要求，铁芯夹件电流传感器的测量范围是0A~10A，但铁芯发生故障时，故障电流可能会远远超过这个范围，这是线包8上的感应电压比较高，在此处增加限压电路，采用瞬态二极管TVS和压敏电阻的组合，可有效的防止对后续电路的损坏。正常运行时，考虑到感应出来的信号比较小，且使用环境干扰较大，信号先采用差分运放THS4551IDGKR实现放大，经ADS7054进行模数转换后输入CPU（型号：STM32L151C8T6），计算电流的有效值、幅值及谐波分量，计算方法为本领域公知方法，在此不再累述；所述计算结果通过无线模块发射。无线模块可以有多种选择，如果站内有无线局域网，宜采用符合行业通讯标准的模组；如果接入移动公网，宜采用标准的4G/5G模组。

如图2所示，本实施例中的电流互感器采用高磁导率的坡莫合金材料，一方面可以更好的感知铁芯夹件电流，但另一方面也容易受到空间中其他磁场的影响。考虑到本传感器安装的位置都在变压器（电抗器）的接地位置，受到的空间磁场影响为正上方和侧面，在开合式电流互感器对应的传感器壳体2这两个面增加屏蔽材料（硅钢片）形成半屏蔽层11，可大大增加测量的稳定性。

Claims (10)

1.一种铁芯夹件电流传感器，包括传感器壳体，其特征在于，所述传感器壳体的上端面安装有夹条，传感器壳体外侧镶嵌有开关、指示灯和天线，传感器壳体内安装有开合式电流互感器、电源模块、信号调理电路和无线通信模块，所述信号调理电路的输入端和开合式电流互感器连接，确定电流的有效值、幅值及谐波分量，信号调理电路的输出端和指示灯连接，同时通过无线通信模块和天线信息交互，所述电源模块与开关、开合式电流互感器、信号调理电路和无线通信模块连接。

2.根据权利要求1所述的铁芯夹件电流传感器，其特征在于，所述开合式电流互感器包括第一磁芯和第二磁芯，所述传感器壳体包括固定连接的两部分，分别置有第一磁芯和第二磁芯，所述夹条安装在传感器壳体两部分连接处的上方，第二磁芯上缠绕有线包，线包与信号调理电路连接。

3.根据权利要求2所述的铁芯夹件电流传感器，其特征在于，所述传感器壳体的两部分采用螺丝固定连接，传感器壳体的两部分上端面均通过螺丝固定有背板。

4.根据权利要求2所述的铁芯夹件电流传感器，其特征在于，所述第一磁芯和第二磁芯采用坡莫合金材料。

5.根据权利要求2所述的铁芯夹件电流传感器，其特征在于，所述信号调理电路包括限压电路、差分运放器、AD转换器和处理器；所述限压电路输入端和线包连接，限压电路输出端和差分运放器输入端连接，差分运放器输出端和AD转换器输入端连接，AD转换器输出端和处理器输入端连接，处理器和天线信息交互。

6.根据权利要求5所述的铁芯夹件电流传感器，其特征在于，所述限压电路采用瞬态二极管和压敏电阻的并联电路。

7.根据权利要求5所述的铁芯夹件电流传感器，其特征在于，所述差分运放器采用THS4551IDGKR，AD转换器采用ADS7054，处理器采用STM32L151C8T6。

8.根据权利要求1所述的铁芯夹件电流传感器，其特征在于，所述传感器壳体采用铝合金外壳，其上端面和侧面设有硅钢片。

9.根据权利要求1所述的铁芯夹件电流传感器，其特征在于，所述传感器壳体内侧采用灌封胶密封。

10.根据权利要求1~9任一所述的铁芯夹件电流传感器，其特征在于，所述传感器壳体为方形，尺寸为185×103×57.5mm。

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