一種新型印刷電路板羅氏線圈電流傳感器的製作方法

2023-07-30 23:25:36 2

專利名稱：一種新型印刷電路板羅氏線圈電流傳感器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於電力系統的電流互感器技術領域，特別涉及一種新型印刷電路板羅氏線圈電流傳感器。
背景技術：
現有的電子式電流傳感器採用的羅氏線圈是將軟導線，一般為漆包線，繞在非磁性骨架上，線圈繞成偶數層，並且採用回線消除外界磁場幹擾。這種羅氏線圈在製作過程中很難做到線圈的均勻繞制，不能保證每匝線圈橫截面相等，因此在工業實現時不能做到羅氏線圈的參數一致，從而測量電流導致誤差。同時在工業實現中，為了滿足電力系統繼電保護和計量的要求需要採用兩個匝數不同的羅氏線圈，因而給系統帶來複雜性。

發明內容
本實用新型的目的是提供一種印刷電路板製作的線圈作為電子式電流互感器中的羅氏線圈，解決電磁互感器在絕緣和信號傳輸方面的隱患與不足，消除一般羅氏線圈製作過程中產生的誤差。
新型印刷電路板羅氏線圈電流傳感器是由印刷電路板羅氏線圈(2)，傳輸同軸電纜(3)，信號採集、處理單元(4)，數字接口(5)和模擬接口(6)等組成，實現本實用新型的技術方案是電流母線(1)穿過羅氏線圈(2)，羅氏線圈(2)中感應出與(1)中電流有固定關係的信號，由信號採集與處理單元(4)按固定規律變成數位訊號，由數字接口(5)直接傳輸給上級測量和微機保護系統，並且就地由模擬接口(6)輸出模擬信號。羅氏線圈(2)的結構特徵是偶數個電路板串聯接，相鄰兩個電路板繞向相反，每個印刷電路板上、下層均勻布線，用過孔連接，形成的線圈為100匝至300匝；傳輸電纜(3)為工業級屏蔽同軸電纜；積分放大晶片(7)，A/D轉換器件(8)，數位訊號處理器DSP(9)，數模轉換器件(10)和數字接口(5)為通用工業級晶片。其中印刷電路板羅氏線圈(2)、信號採集和處理單元(4)和數字接口(5)組成的信號採集和傳送系統構成本實用新型。
本實用新型的用途是簡化電力電流互感器的絕緣結構，消除常規電磁互感器在絕緣和信號採集、傳輸方面的不足，並直接和計算機信號採集和控制系統接軌，同時消除一般羅氏線圈製作過程中產生的誤差。該互感器的結構簡單、工業實現方便，運行可靠、壽命長，並不受外界環境幹擾。作為智能化開關的測量系統，可直接為微機繼電保護系統和計量系統提供系統電流信號，並能滿足系統對它們在絕緣方面的要求。


圖1.為本實用新型印刷電路板羅氏線圈電流傳感器的原理圖。
圖中1.電流母線，2.印刷電路板羅氏線圈，3.同軸電纜，4.信號採集和處理單元，5.數字接口，6.模擬接口。
圖2.為本實用新型印刷電路板羅氏線圈電流傳感器所採用的印刷電路板羅氏線圈示意圖。
圖中1.線圈信號輸出端，2.線圈接地端，3.連接過孔，4.底層導線，5.頂層導線。
圖3.為本實用新型印刷電路板羅氏線圈電流傳感器實施例系統示意圖。
圖中1.電流母線，2.印刷電路板羅氏線圈，3.同軸電纜，4.信號採集和處理單元，5.數字接口，6.模擬接口，7.積分放大電路，8.模數轉換A/D單元，9.數位訊號處理器DSP，10.數模轉換D/A。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型的結構和實施步驟做詳細說明。
參照圖1.，當高壓電流母線(1)有電流通過時，測量用的印刷電路板羅氏線圈(2)中感應出與該電流信號有固有關係的電壓信號，傳輸電纜(3)將該電壓信號送到採集、處理單元(4)進行處理；經過處理後的數位訊號由數字接口(5)送到電力系統計算機系統，同時模擬信號由模擬接口(6)輸出。
本實用新型最佳實施例如圖3所示。圖中母線電流(1)流過電流，印刷電路板羅氏線圈(2)感應出相應的信號；羅氏線圈(2)由兩個繞向相反的電路板串聯接，每個印刷電路板上、下層均勻布線，用過孔連接，形成的線圈為150匝；連接的同軸電纜(3)為工業級屏蔽同軸電纜；將該信號傳輸到積分放大電路(7)進行信號調理到模數轉換A/D(8)的測量範圍；數位訊號處理器DSP(9)控制模數轉換器(8)採樣(7)的輸出信號；數位訊號處理器(9)將加工處理後的信號由數字接口(5)直接傳輸到上級計算機系統，同時將數位訊號由數模轉換單元(10)變為模擬信號由模擬接口(6)輸出。積分放大晶片(7)，A/D轉換器件(8)，數位訊號處理器DSP(9)，數模轉換器件(10)和數字接口(5)均為通用工業級晶片。
權利要求1.一種新型印刷電路板羅氏線圈電流傳感器是由印刷電路板羅氏線圈(2)，傳輸同軸電纜(3)，信號採集、處理單元(4)，數字接口(5)和模擬接口(6)等組成，其特徵是電流測量線圈(2)中感應出與該電流有固定關係的信號，由信號採集與處理單元(4)將這一信號按固定規律變成數位訊號，由數字接口(5)直接傳輸給上級測量和微機保護系統，並且就地由模擬接口(6)輸出模擬信號。
2.根據權利要求1所述的新型印刷電路板羅氏線圈電流傳感器，其結構特徵是測量用印刷電路板羅氏線圈(2)為偶數個電路板串聯接，相鄰兩個電路板繞向相反，每個印刷電路板上、下層均勻布線，用過孔連接，形成的線圈為100匝至300匝。
3.根據權利要求1所述的新型印刷電路板羅氏線圈電流傳感器，其電路特徵是傳輸電纜(3)為工業級屏蔽同軸電纜；積分放大晶片(7)，A/D轉換器件(8)，數位訊號處理器DSP(9)，數模轉換器件(10)和數字接口(5)為通用工業級晶片。
專利摘要本實用新型屬於電力系統的電流傳感器技術領域，特別涉及一種新型印刷電路板羅氏線圈電流傳感器。其特徵是用印刷電路板實現羅氏線圈完成電流的測量；用信號採集和模數變換器件把測量線圈的信號變成數位訊號輸出。這種新型印刷電路板羅氏線圈電流傳感器將線圈均勻放置在印刷電路板上下層，保證每匝線圈橫截面相等，減少溫度影響帶來的誤差，提高電流測量精度。本實用新型的效果益處是結構簡單、工業實現方便，消除了電磁互感器在絕緣和信號傳輸方面的隱患與不足，也消除了一般羅氏線圈製作過程中產生的誤差，數位訊號可直接輸入到電力系統的計算機中。
文檔編號G01R15/18GK2636250SQ0321268
公開日2004年8月25日 申請日期2003年4月16日 優先權日2003年4月16日
發明者方春恩, 鄒積巖, 叢吉遠, 段雄英 申請人:大連理工大學