CN218158114U - 一种大孔径直流漏电流传感器 - Google Patents
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Abstract
一种大孔径直流漏电流传感器，属于电流传感器技术领域。包括磁芯（4），穿心线（7）从磁芯（4）的中心孔穿过，在磁芯（4）上缠绕有励磁线圈（6），励磁线圈（6）的输出端连接采样模块的输入端，采样模块的输出端与主控制器的输入端相连，其特征在于：设置有反馈线圈（8），反馈线圈（8）缠绕在磁芯（4）上，主控制器的输出端连接反馈线圈（8）。在本大孔径直流漏电流传感器中，通过在磁芯上设置反馈线圈，主控制器通过向反馈线圈中输入反馈信号，间接的对漏电流的大小和方向进行测量，避免了现有技术中大孔径直流漏电流传感器直接测量时测量精度容易受到零点漂移影响的缺陷。
Description
技术领域
一种大孔径直流漏电流传感器，属于电流传感器技术领域。
背景技术
直流漏电流传感器，用于测量直流电源供电系统正负线缆的电流差值。将供电线路的正极和负极线缆同时穿过直流漏电流传感器的穿心孔，能够测量到正极和负极线缆的电流差值，即为供电线路的漏电流。在负荷比较大的场所，由于线缆直径很粗，因此就会用到大孔径直流漏电流传感器，以提高线缆的通过能力，在本领域中，当直流漏电流传感器中心孔的直径大于等于40mm时，即可认为是大孔径的直流漏电流传感器。
在大孔径直流漏电流传感器中，一般采用模拟量输出，由于大孔径直流漏电流传感器磁芯磁路长度长，磁芯不稳定，极易发生零点漂移和温度漂移现象，并且相比较小口径直流漏电流传感器，大孔径直流漏电流传感器的零点漂移和温度漂移现象更为严重。零点一旦漂移，将对测量结果产生极大干扰，影响测量的准确性，甚至产生误报警，而温度漂移将影响传感器在低温和高温时的测量精确度。
因此设计一种能够最大程度上消除因零点漂移和温度漂移而对测量精度造成较大影响的大孔径直流漏电流传感器，成为本领域亟待解决的问题。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种大孔径直流漏电流传感器，通过在磁芯上设置反馈线圈，主控制器通过向反馈线圈中输入反馈信号，间接的对漏电流的大小和方向进行测量，避免了现有技术中大孔径直流漏电流传感器直接测量时测量精度容易受到温度漂移影响的缺陷。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该大孔径直流漏电流传感器，包括磁芯，穿心线从磁芯的中心孔穿过，在磁芯上缠绕有励磁线圈，励磁线圈的输出端连接采样模块的输入端，采样模块的输出端与主控制器的输入端相连，其特征在于：设置有反馈线圈，反馈线圈缠绕在磁芯上，主控制器的输出端连接反馈线圈。
优选的，还设置有驱动模块，主控制器的输出端通过驱动模块连接所述的反馈线圈。
优选的，设置有屏蔽机构，所述的磁芯放置在屏蔽机构内。
优选的，所述的屏蔽机构包括环形的屏蔽盒，屏蔽盒一端开口，在屏蔽盒内设置有用于放置磁芯的空腔，在屏蔽盒的开口处设置有环形的屏蔽盖。
优选的，还设置有外壳，外壳一端开口，所述的屏蔽机构置于外壳中。
优选的，在所述外壳内还设置有线路板，线路板位于屏蔽机构的下部，在线路板上设置有控制电路。
优选的，所述的控制电路包括主控制器，主控制器的输出端连接励磁模块，励磁模块的输出端连接励磁线圈，在主控制器的输出端还连接有通讯模块，主控制器的输出端还与指示灯连接，拨码开关接入主控制的输入端。
优选的，所述励磁线圈与反馈线圈的匝数比为15：1~25：1。
优选的，所述励磁线圈与反馈线圈的匝数比为20：1。
与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果是：
1、在本大孔径直流漏电流传感器中，通过在磁芯上设置反馈线圈，主控制器通过向反馈线圈中输入反馈信号，间接的对漏电流的大小和方向进行测量，避免了现有技术中大孔径直流漏电流传感器直接测量时测量精度容易受到温度漂移影响的缺陷。
2、在本大孔径直流漏电流传感器中，控制器通过励磁模块输出的励磁信号为恒定频率，减小了现有技术中大孔径直流漏电流传感器直接测量时容易受到零点漂移影响的缺陷。
3、屏蔽盒为高导磁冷轧取向硅钢片制成，可以屏蔽地磁场和外界磁场带来的干扰，使输出更稳定。
附图说明
图1为大孔径直流漏电流传感器结构示意图。
图2为大孔径直流漏电流传感器爆炸图。
图3为大孔径直流漏电流传感器线圈连接示意图。
图4为大孔径直流漏电流传感器控制电路原理方框图。
其中：1、线路板 2、外壳 3、屏蔽盖 4、磁芯 5、屏蔽盒 6、励磁线圈 7、穿心线 8、反馈线圈。
具体实施方式
图1~4是本实用新型的最佳实施例，下面结合附图1~4对本实用新型做进一步说明。
如图1~2所示，一种大孔径直流漏电流传感器，包括外壳2，外壳2一端开口，在外壳2内部设置有一端开口的屏蔽盒5，在屏蔽盒5的开口处设置有屏蔽盖3，屏蔽盖3安装在屏蔽盒5的开口处使屏蔽盒5形成环形且封闭的盒体。屏蔽盒5为高导磁冷轧取向硅钢片制成，可以屏蔽地磁场和外界磁场带来的干扰，使输出更稳定。
在屏蔽盒5和屏蔽盖3包围形成的空腔中放置有环形的磁芯4，在磁芯4表面缠绕有励磁线圈6和反馈线圈8（见图3），在屏蔽盖3的外侧下方设置有线路板1，在线路板1上设置有本大孔径直流漏电流传感器的控制电路，励磁线圈6和反馈线圈8分别接入控制电路中。
在将内置有磁芯4的屏蔽盒5（以及屏蔽盖3）、线路板1装入外壳2内之后，通过灌装固化胶的方式即那个线路板1以及屏蔽盒5固化在外壳2。固化完成后，线路板1表面的接线端子、指示灯以及拨码开关突出于固化胶的表面。拨码开关用于设置本大孔径直流漏电流传感器的传感器地址，供通讯使用。
如图4所示，线路板1上的控制电路包括主控制器、驱动模块、励磁模块、采样模块以及通讯模块。主控制器的输出端分别连接励磁模块和驱动模块的输入端，励磁模块的输出端连接励磁线圈6，驱动模块的输出端连接反馈线圈8，驱动模块的输出端连接反馈线圈8，且励磁线圈6与反馈线圈8的匝数比为15~25：1，优选为20：1。通讯模块与主控制器的输出端相连，主控制器的输出端还与上述的指示灯连接，上述的拨码开关接入主控制的输入端。
驱动模块采用本领域的放大电路实现，如通过三极管或集成运算放大器组成的放大电路。励磁模块采用本领域公知的芯片实现，如CD4066，采样模块可通过采样电阻实现。通讯模块采用本领域常见的RS485、RS232、CAN总线或无线射频等方式实现。主控制器采用本领域常见的单片机实现。
具体工作过程及工作原理如下：
结合图3，穿心线7从磁芯4的中心孔中穿过，由于本大孔径直流漏电流传感器用于检测直流电缆的漏电流，因此穿心线7为两条，且两条穿心线7中的电流方向相反。
在高导磁的磁芯4上绕制励磁线圈6和反馈线圈8。由主控制器通过励磁模块控制励磁线圈6励磁，控制信号为占空比1：1的方波信号。励磁线圈6将产生恒定频率的磁场。当一次穿心线7流过的电流矢量和为零时（无漏电流），穿心线7产生的磁场也为零，此时主控制器通过采样模块采集到的信号占空比也为1：1。
当穿心线7流过的电流矢量和为正时，将产生正向磁场，采样模块采集到的信号占空比发生变化，此时主控制器输出反馈信号给驱动模块，驱动模块将主控制器输出的反馈信号放大后驱动反馈线圈8输出电流，使反馈线圈8产生的磁场与一次穿心线7产生的磁场方向相反。主控制器实时获取采样模块的输出信号，当采样模块采集信号的占空比再次变为1：1时，表示此时反馈线圈8产生的磁场与一次穿心线7产生的磁场方向相反，且大小相等，从而使磁芯4为零磁通状态，此时主控制器通过其向驱动模块输出的反馈信号的大小可以间接的得到一次穿心线7产生的磁场的大小，从而换算出一次漏电流的大小和方向，主控制器将信号处理为数字量信号后，经由通讯模块将处理后的信号进行发送。当穿心线7流过的电流矢量和为负时，其原理相同，在此不再赘述。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。
Claims (9)
1.一种大孔径直流漏电流传感器，包括磁芯（4），穿心线（7）从磁芯（4）的中心孔穿过，在磁芯（4）上缠绕有励磁线圈（6），励磁线圈（6）的输出端连接采样模块的输入端，采样模块的输出端与主控制器的输入端相连，其特征在于：设置有反馈线圈（8），反馈线圈（8）缠绕在磁芯（4）上，主控制器的输出端连接反馈线圈（8）。
2.根据权利要求1所述的大孔径直流漏电流传感器，其特征在于：还设置有驱动模块，主控制器的输出端通过驱动模块连接所述的反馈线圈（8）。
3.根据权利要求1所述的大孔径直流漏电流传感器，其特征在于：设置有屏蔽机构，所述的磁芯（4）放置在屏蔽机构内。
4.根据权利要求3所述的大孔径直流漏电流传感器，其特征在于：所述的屏蔽机构包括环形的屏蔽盒（5），屏蔽盒（5）一端开口，在屏蔽盒（5）内设置有用于放置磁芯（4）的空腔，在屏蔽盒（5）的开口处设置有环形的屏蔽盖（3）。
5.根据权利要求3所述的大孔径直流漏电流传感器，其特征在于：还设置有外壳（2），外壳（2）一端开口，所述的屏蔽机构置于外壳（2）中。
6.根据权利要求5所述的大孔径直流漏电流传感器，其特征在于：在所述外壳（2）内还设置有线路板（1），线路板（1）位于屏蔽机构的下部，在线路板（1）上设置有控制电路。
7.根据权利要求6所述的大孔径直流漏电流传感器，其特征在于：所述的控制电路包括主控制器，主控制器的输出端连接励磁模块，励磁模块的输出端连接励磁线圈（6），在主控制器的输出端还连接有通讯模块，主控制器的输出端还与指示灯连接，拨码开关接入主控制的输入端。
8.根据权利要求1所述的大孔径直流漏电流传感器，其特征在于：所述励磁线圈（6）与反馈线圈（8）的匝数比为15：1~25：1。
9.根据权利要求8所述的大孔径直流漏电流传感器，其特征在于：所述励磁线圈（6）与反馈线圈（8）的匝数比为20：1。
Priority Applications (1)
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| CN202222339818.9U CN218158114U (zh) | 2022-09-03 | 2022-09-03 | 一种大孔径直流漏电流传感器 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| CN218158114U true CN218158114U (zh) | 2022-12-27 |
Family
ID=84557815
Family Applications (1)
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| CN202222339818.9U Active CN218158114U (zh) | 2022-09-03 | 2022-09-03 | 一种大孔径直流漏电流传感器 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN218158114U (zh) |
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2022
- 2022-09-03 CN CN202222339818.9U patent/CN218158114U/zh active Active
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