CN2636250Y - 一种新型印刷电路板罗氏线圈电流传感器 - Google Patents

一种新型印刷电路板罗氏线圈电流传感器 Download PDF

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方春恩
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丛吉远
段雄英
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Abstract

本实用新型属于电力系统的电流传感器技术领域，特别涉及一种新型印刷电路板罗氏线圈电流传感器。其特征是用印刷电路板实现罗氏线圈完成电流的测量；用信号采集和模数变换器件把测量线圈的信号变成数字信号输出。这种新型印刷电路板罗氏线圈电流传感器将线圈均匀放置在印刷电路板上下层，保证每匝线圈横截面相等，减少温度影响带来的误差，提高电流测量精度。本实用新型的效果益处是结构简单、工业实现方便，消除了电磁互感器在绝缘和信号传输方面的隐患与不足，也消除了一般罗氏线圈制作过程中产生的误差，数字信号可直接输入到电力系统的计算机中。

Description

一种新型印刷电路板罗氏线圈电流传感器
技术领域
本实用新型属于电力系统的电流互感器技术领域，特别涉及一种新型印刷电路板罗氏线圈电流传感器。
背景技术
现有的电子式电流传感器采用的罗氏线圈是将软导线，一般为漆包线，绕在非磁性骨架上，线圈绕成偶数层，并且采用回线消除外界磁场干扰。这种罗氏线圈在制作过程中很难做到线圈的均匀绕制，不能保证每匝线圈横截面相等，因此在工业实现时不能做到罗氏线圈的参数一致，从而测量电流导致误差。同时在工业实现中，为了满足电力系统继电保护和计量的要求需要采用两个匝数不同的罗氏线圈，因而给系统带来复杂性。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种印刷电路板制作的线圈作为电子式电流互感器中的罗氏线圈，解决电磁互感器在绝缘和信号传输方面的隐患与不足，消除一般罗氏线圈制作过程中产生的误差。
新型印刷电路板罗氏线圈电流传感器是由印刷电路板罗氏线圈(2)，传输同轴电缆(3)，信号采集、处理单元(4)，数字接口(5)和模拟接口(6)等组成，实现本实用新型的技术方案是：电流母线(1)穿过罗氏线圈(2)，罗氏线圈(2)中感应出与(1)中电流有固定关系的信号，由信号采集与处理单元(4)按固定规律变成数字信号，由数字接口(5)直接传输给上级测量和微机保护系统，并且就地由模拟接口(6)输出模拟信号。罗氏线圈(2)的结构特征是：偶数个电路板串联接，相邻两个电路板绕向相反，每个印刷电路板上、下层均匀布线，用过孔连接，形成的线圈为100匝至300匝；传输电缆(3)为工业级屏蔽同轴电缆；积分放大芯片(7)，A/D转换器件(8)，数字信号处理器DSP(9)，数模转换器件(10)和数字接口(5)为通用工业级芯片。其中印刷电路板罗氏线圈(2)、信号采集和处理单元(4)和数字接口(5)组成的信号采集和传送系统构成本实用新型。
本实用新型的用途是简化电力电流互感器的绝缘结构，消除常规电磁互感器在绝缘和信号采集、传输方面的不足，并直接和计算机信号采集和控制系统接轨，同时消除一般罗氏线圈制作过程中产生的误差。该互感器的结构简单、工业实现方便，运行可靠、寿命长，并不受外界环境干扰。作为智能化开关的测量系统，可直接为微机继电保护系统和计量系统提供系统电流信号，并能满足系统对它们在绝缘方面的要求。
附图说明
图1.为本实用新型印刷电路板罗氏线圈电流传感器的原理图。
图中1.电流母线，2.印刷电路板罗氏线圈，3.同轴电缆，4.信号采集和处理单元，5.数字接口，6.模拟接口。
图2.为本实用新型印刷电路板罗氏线圈电流传感器所采用的印刷电路板罗氏线圈示意图。
图中1.线圈信号输出端，2.线圈接地端，3.连接过孔，4.底层导线，5.顶层导线。
图3.为本实用新型印刷电路板罗氏线圈电流传感器实施例系统示意图。
图中1.电流母线，2.印刷电路板罗氏线圈，3.同轴电缆，4.信号采集和处理单元，5.数字接口，6.模拟接口，7.积分放大电路，8.模数转换A/D单元，9.数字信号处理器DSP，10.数模转换D/A。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型的结构和实施步骤做详细说明。
参照图1.，当高压电流母线(1)有电流通过时，测量用的印刷电路板罗氏线圈(2)中感应出与该电流信号有固有关系的电压信号，传输电缆(3)将该电压信号送到采集、处理单元(4)进行处理；经过处理后的数字信号由数字接口(5)送到电力系统计算机系统，同时模拟信号由模拟接口(6)输出。
本实用新型最佳实施例如图3所示。图中母线电流(1)流过电流，印刷电路板罗氏线圈(2)感应出相应的信号；罗氏线圈(2)由两个绕向相反的电路板串联接，每个印刷电路板上、下层均匀布线，用过孔连接，形成的线圈为150匝；连接的同轴电缆(3)为工业级屏蔽同轴电缆；将该信号传输到积分放大电路(7)进行信号调理到模数转换A/D(8)的测量范围；数字信号处理器DSP(9)控制模数转换器(8)采样(7)的输出信号；数字信号处理器(9)将加工处理后的信号由数字接口(5)直接传输到上级计算机系统，同时将数字信号由数模转换单元(10)变为模拟信号由模拟接口(6)输出。积分放大芯片(7)，A/D转换器件(8)，数字信号处理器DSP(9)，数模转换器件(10)和数字接口(5)均为通用工业级芯片。

Claims (3)

1.一种新型印刷电路板罗氏线圈电流传感器是由印刷电路板罗氏线圈(2)，传输同轴电缆(3)，信号采集、处理单元(4)，数字接口(5)和模拟接口(6)等组成，其特征是：电流测量线圈(2)中感应出与该电流有固定关系的信号，由信号采集与处理单元(4)将这一信号按固定规律变成数字信号，由数字接口(5)直接传输给上级测量和微机保护系统，并且就地由模拟接口(6)输出模拟信号。
2.根据权利要求1所述的新型印刷电路板罗氏线圈电流传感器，其结构特征是：测量用印刷电路板罗氏线圈(2)为偶数个电路板串联接，相邻两个电路板绕向相反，每个印刷电路板上、下层均匀布线，用过孔连接，形成的线圈为100匝至300匝。
3.根据权利要求1所述的新型印刷电路板罗氏线圈电流传感器，其电路特征是：传输电缆(3)为工业级屏蔽同轴电缆；积分放大芯片(7)，A/D转换器件(8)，数字信号处理器DSP(9)，数模转换器件(10)和数字接口(5)为通用工业级芯片。
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