CN218601366U - 一种高频电流传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种高频电流传感器，纳米晶磁芯频带高且带宽较宽，解决了现有技术中存在的铁氧体磁芯频带低且带宽窄的技术问题；并且改善了铁氧体磁芯铁损较大甚至退磁导致检测不灵敏的技术问题。该高频电流传感器包括第一壳体、第二壳体、设置在第一壳体内的第一磁芯以及设置在第二壳体内的第二磁芯，第一壳体和第二壳体可拆卸的相互扣合形成环形壳体，第一磁芯与第二磁芯相互扣合形成环形磁芯，第一磁芯与第二磁芯的材质均为纳米晶材料。本实用新型采用纳米晶材料来制作磁芯，纳米晶磁芯具有高饱和磁感应强度，优良的频率特性和温度稳定性，可以在较高温度情况下使用并保持良好的频率特性；保证高频电流传感器一直处于较为灵敏的状态。
Description
技术领域
本实用新型涉及传感器技术领域，尤其是涉及一种高频电流传感器。
背景技术
电缆、电抗器、变压器是使用极广且数量众多的电力设备。而通过对电缆、电抗器、变压器的绝缘状态监测来判断绝缘的劣化程度，来确定检修时间和措施，减少停电时间和事故的发生，提高电力系统运行的安全可靠性及自动化程度。各类绝缘缺陷发展到最终击穿，酿成事故之前，往往先经过局部放电阶段，局部放电的强弱能够及时反映绝缘状态，局放监测现在是国际上已经被广泛认可并采用的诊断设备绝缘状况的一种技术手段。该技术还可以用于变电站的其它高压设备的例行检查或现场检测。局部放电大量的数据以及现场的复杂情况,使对其实时监测成为有挑战的一项工作。通常采用高频电流传感器来进行检测，高频电流传感器的测量回路与被测电流之间没有电气联接，属于非侵入式检测法,被测设备不需要停运，因此通过高频电流传感器在线监测局部放电来判断绝缘状态是实现电力设备绝缘在线监测和诊断的有效手段。
由于绝大部分高压电气设备，其高低压侧或接地部分都存在分布电容，高场强区发生放电时，会耦合到接地部分并通过接地线进入大地。HFCT(高频电流传感器)卡在接地线上，检测其局部放电产生的脉冲电流信号，从而获得被检测设备的局部放电信息。
其监测远离原理是，当电缆内部发生局放时，高频电流会沿着接地线向大地传播，通过在地线上安装HFCT检测高频电流信号实现局放检测。HFCT使用罗果夫斯基线图方式，在环状磁芯材料上围绕多圈导电线圈，高频电流穿过磁芯中心而引起的高频交变电磁场会在线圈上产生感应电压。
但是目前传统的高频电流传感器采用的普遍是铁氧体材料作为传感器的磁芯材料，铁氧体材料的磁芯一直存在着频带低且带宽窄的技术难题；且铁氧体材料的磁芯铁损较大，甚至在高温下还有退磁的可能。铁氧体材料作为传感器的磁芯的高频电流传感器的测量灵敏度较低，导致比较弱的放电信号无法产生电磁感应，导致无法实时监测到全部的放电信号。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种高频电流传感器，解决了现有技术中存在的铁氧体磁芯频带低且带宽窄的技术问题；并且改善了铁氧体磁芯铁损较大甚至退磁导致检测不灵敏的技术问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：
本实用新型提供的高频电流传感器，包括第一壳体、第二壳体、设置在所述第一壳体内的第一磁芯以及设置在所述第二壳体内的第二磁芯，所述第一壳体和所述第二壳体可拆卸的相互扣合形成环形壳体，所述第一磁芯与所述第二磁芯相互扣合形成环形磁芯，所述第一磁芯与所述第二磁芯的材质均为纳米晶材料。
优选地，所述第一壳体与所述第二壳体相互扣合的两端上均设置磁吸结构。
优选地，所述磁吸结构包括设置在所述第一壳体与所述第二壳体其中一者上的凸起状的第一磁铁以及设置在另一者上的凹槽，所述凹槽内设置第二磁铁，所述第一磁铁伸入所述凹槽内与所述第二磁铁吸附。
优选地，所述第一磁芯与所述第一壳体之间以及所述第二磁芯与所述第二壳体之间均具有间隙，所述间隙内填充绝缘材料。
优选地，所述绝缘材料为环氧树脂。
优选地，还包括设置在所述第一壳体内与所述第二壳体内的定位卡，所述定位卡的两端与所述第一壳体或者所述第二壳体内壁相抵，所述定位卡上设置卡接所述第一磁芯和所述第二磁芯的卡槽。
优选地，所述第一磁芯和所述第二磁芯均为“U”形，所述卡槽的数量为两个，所述第一磁芯和所述第二磁芯其中一者的两端分别卡接在同一个所述定位卡的所述卡槽内。
优选地，还包括信号输出接口以及气体放电管，所述信号输出接口设置在所述第二壳体的外壳壁上，所述第二磁芯上缠绕线圈，所述线圈一端与所述信号输出接口的接地线连接，另一端与所述信号输出接口的信号芯连接，所述气体放电管的两端分别与所述线圈的两端连接。
优选地，所述线圈为两匝。
优选地，还包括第一端盖与第二端盖，所述第一端盖可拆卸的设置在所述第一壳体上，所述第二端盖可拆卸的设置在所述第二壳体上。
本申请采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：
第一磁芯与第二磁芯采用纳米晶材料制作而成，采用纳米晶材料作为磁芯的材料，大大提高了传感器的检测灵敏度；新型纳米晶磁芯具有高饱和磁感应强度，减少了线圈缠绕匝数，从而降低了铜损，节省了线材；优良的频率特性和温度稳定性，可以在较高温度情况下使用并保持良好的频率特性。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例提供的高频电流传感器结构示意图；
图2是本实用新型实施例提供的高频电流传感器剖视结构示意图；
图3是本实用新型实施例提供的定位卡剖视结构示意图；
图4是本实用新型实施例提供的磁吸结构局部结构示意图；
图5是本实用新型实施例提供的线圈缠绕结构示意图；
图6是本实用新型实施例提供的高频电流传感器整体结构示意图。
图中1、第一壳体；2、第二壳体；3、第一磁芯；4、第二磁芯；5、磁吸结构；6、第一磁铁；7、第二磁铁；8、凹槽；9、定位卡；10、卡槽；11、信号输出接口；12、气体放电管；13、线圈；14、第一端盖；15、第二端盖。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
本实用新型的具体实施例提供了一种高频电流传感器，结合附图1所示，主要包括第一壳体1、第二壳体2、第一磁芯3以及第二磁芯4，其中第一磁芯3设置在第一壳体1内部，第二磁芯4设置在第二壳体2内部，并且第一壳体1和第二壳体2可拆卸的相互扣合形成环形壳体，并且在第一壳体1和第二壳体2相互扣合到一起之后，此第一磁芯3与第二磁芯4相互扣合形成环形磁芯，此时环形壳体的中部空间形成磁场通路，本申请中的第一磁芯3与第二磁芯4的材质均为纳米晶材料，采用纳米晶材料作为磁芯的材料，大大提高了传感器的检测灵敏度；纳米晶磁芯具有高饱和磁感应强度，可以减少了线圈缠绕匝数，从而降低了铜损，节省了线材；优良的频率特性和温度稳定性，可以在较高温度使用并保持良好的频率特性；纳米晶磁芯频带高且带宽较宽，解决了现有技术中存在的铁氧体磁芯频带低且带宽窄的技术问题；避免在高温下出现退磁的可能，保持高频电流传感器的检测灵敏度。
本申请的具体实施例中，第一壳体1和第二壳体2均为半环形的结构以保证第一壳体1和第二壳体2相互扣合时，能够使其中间形成一个空间在实际操作中，通过第一壳体1和第二壳体2相互扣合，使待检测线缆位于上述的空间内，如此在扣合之后需要使高频电流传感器处于第一壳体1和第二壳体2相互扣合的状态，因此本申请中在第一壳体1与第二壳体2相互扣合的两端上均设置磁吸结构5，通过磁吸结构5来实现第一壳体1和第二壳体2的快速拆卸连接，此种可拆卸连接结构快速，并且操作方便，相比于目前通常使用的一端铰接一端通过搭扣可拆卸连接的方式来说，操作更简便，且还可以避免在线缆与墙体较为贴近而无法穿过高频电流传感器的半部问题。
第一壳体1和第二壳体2均为铝合金材质，减少高频电流传感器的重量同时保证结构强度。
一个实施例中，结合附图1和附图4所示，其中磁吸结构5包括设置在第一壳体1与第二壳体2其中一者上的凸起状的第一磁铁6以及设置在另一者上的凹槽8，凹槽8内设置第二磁铁7，例如第一磁铁6设置在第一壳体1上并且保证第一磁铁6朝向第二壳体2凸起，同时将第二磁铁7设置在第二壳体2内；还可以将第一磁铁6设置在第二壳体2上，并将第二磁铁7设置在第一壳体1上，此种结构设置在将第一壳体1和第二壳体2相互扣合时，需要第一磁铁6伸入凹槽8内与第二磁铁7吸附，此种方式既方便将第一壳体1和第二壳体2拆开或合上，又能作为第一壳体1和第二壳体2的安装定位。
具体示例中，第一磁芯3与第一壳体1的内壁之间具有一定的间隙，同时在第二磁芯4与第二壳体2的内部之间也之间也具有间隙，并且在间隙内填充绝缘材料，本申请总的绝缘材料可以选用环氧树脂或者防水硅橡胶。
一个具体实施例中，结合附图3所示，还包括设置在第一壳体1内与第二壳体2内的定位卡9，定位卡9用于实现对第一磁芯3和第二磁芯4的固定，定位卡9采用弹性的绝缘材料制成，例如防水硅橡胶，在定位卡9的两端设置两个卡头，定位卡9的两端与第一壳体1或者第二壳体2内壁相抵，在定位卡9上设置卡接第一磁芯3和第二磁芯4的卡槽10，卡槽10的一个外侧壁便是与第一壳体1或者第二壳体2相抵的卡头，如此在通过定位卡9将第一磁芯3或者第二磁芯4固定到第一壳体1或者第二壳体2内部时，此定位卡9的两端朝向中部挤压将第一磁芯3和第二磁芯4固定。
本申请的具体实施例中，第一壳体1和第二壳体2均可以为“U”形的壳体，在扣合时两个壳体的开口相对扣合，两个壳体的两端相互磁吸连接，而本申请中的第一磁芯3和第二磁芯4同样均设置成“U”形，如此在第一壳体1和第二壳体2相互扣合时便可以使第一磁芯3和第二磁芯4相对形成环状体，如此在定位卡9上的卡槽10的数量也设计成为两个，第一磁芯3或者第二磁芯4其中一者的两端分别卡接在同一定位卡9上的两个卡槽10内，而定位卡9的两端分别与“U”形的第一壳体1或者第二壳体2的内壁上相抵。
如附图1和附图5所示，还包括信号输出接口11以及气体放电管12，信号输出接口11设置在第二壳体2的外壳壁上，用于实现与后台终端连接，第二磁芯4上缠绕线圈13，线圈13一端与信号输出接口11的接地线连接，另一端与信号输出接口11的信号芯连接，气体放电管12的两端分别与线圈13的两端连接，信号输出接口11可以为射频同轴连接器，，纳米晶磁芯具有高饱和磁感应强度，可以减少了线圈缠绕匝数，其中线圈13为两匝，从而降低了铜损，节省了线材。
一个实施例中，还包括第一端盖14与第二端盖15，第一端盖14可拆卸的设置在第一壳体1上，第二端盖15可拆卸的设置在第二壳体2上，本申请中的第一壳体1和第二壳体2如附图1所示均为一侧开口的壳体结构，用于实现对内部第一磁芯3和第二磁芯4的安装，在端面开口的侧壁上均设置螺纹孔，同时在第一端盖14与第二端盖15的周侧均设置对应的螺纹孔，便可以通过螺栓实现端盖与壳体之间的可拆卸连接。
本实用新型提供高频电流传感器卡在电缆或变压器的接地线上，信号输出接口11再与信号调理器的输入端连接,信号调理器的输出端连接接入节点,就可以将检测到的放电信号数据通过接入节点传输到后台终端，从而进行局部放电信号的分析和判断，此为高频电流传感器的通用使用方式此处不多做赘述。
在本实用新型中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种高频电流传感器，其特征在于，包括第一壳体(1)、第二壳体(2)、设置在所述第一壳体(1)内的第一磁芯(3)以及设置在所述第二壳体(2)内的第二磁芯(4)，所述第一壳体(1)和所述第二壳体(2)可拆卸的相互扣合形成环形壳体，所述第一磁芯(3)与所述第二磁芯(4)相互扣合形成环形磁芯，所述第一磁芯(3)与所述第二磁芯(4)的材质均为纳米晶材料。
2.根据权利要求1所述的高频电流传感器，其特征在于，所述第一壳体(1)与所述第二壳体(2)相互扣合的两端上均设置磁吸结构(5)。
3.根据权利要求2所述的高频电流传感器，其特征在于，所述磁吸结构(5)包括设置在所述第一壳体(1)与所述第二壳体(2)其中一者上的凸起状的第一磁铁(6)以及设置在另一者上的凹槽(8)，所述凹槽(8)内设置第二磁铁(7)，所述第一磁铁(6)伸入所述凹槽(8)内与所述第二磁铁(7)吸附。
4.根据权利要求1所述的高频电流传感器，其特征在于，所述第一磁芯(3)与所述第一壳体(1)之间以及所述第二磁芯(4)与所述第二壳体(2)之间均具有间隙，所述间隙内填充绝缘材料。
5.根据权利要求4所述的高频电流传感器，其特征在于，所述绝缘材料为环氧树脂。
6.根据权利要求1所述的高频电流传感器，其特征在于，还包括设置在所述第一壳体(1)内与所述第二壳体(2)内的定位卡(9)，所述定位卡(9)的两端与所述第一壳体(1)或者所述第二壳体(2)内壁相抵，所述定位卡(9)上设置卡接所述第一磁芯(3)和所述第二磁芯(4)的卡槽(10)。
7.根据权利要求6所述的高频电流传感器，其特征在于，所述第一磁芯(3)和所述第二磁芯(4)均为“U”形，所述卡槽(10)的数量为两个，所述第一磁芯(3)和所述第二磁芯(4)其中一者的两端分别卡接在同一个所述定位卡(9)的所述卡槽(10)内。
8.根据权利要求1所述的高频电流传感器，其特征在于，还包括信号输出接口(11)以及气体放电管(12)，所述信号输出接口(11)设置在所述第二壳体(2)的外壳壁上，所述第二磁芯(4)上缠绕线圈(13)，所述线圈(13)一端与所述信号输出接口(11)的接地线连接，另一端与所述信号输出接口(11)的信号芯连接，所述气体放电管(12)的两端分别与所述线圈(13)的两端连接。
9.根据权利要求8所述的高频电流传感器，其特征在于，所述线圈(13)为两匝。
10.根据权利要求1所述的高频电流传感器，其特征在于，还包括第一端盖(14)与第二端盖(15)，所述第一端盖(14)可拆卸的设置在所述第一壳体(1)上，所述第二端盖(15)可拆卸的设置在所述第二壳体(2)上。
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