專利名稱：一種新型印刷電路板羅氏線圈電流傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電力系統(tǒng)的電流互感器技術(shù)領(lǐng)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(shù)：
現(xiàn)有的電子式電流傳感器采用的羅氏線圈是將軟導(dǎo)線，一般為漆包線，繞在非磁性骨架上，線圈繞成偶數(shù)層，并且采用回線消除外界磁場干擾。這種羅氏線圈在制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(yè)實(shí)現(xiàn)時(shí)不能做到羅氏線圈的參數(shù)一致，從而測量電流導(dǎo)致誤差。同時(shí)在工業(yè)實(shí)現(xiàn)中，為了滿足電力系統(tǒng)繼電保護(hù)和計(jì)量的要求需要采用兩個(gè)匝數(shù)不同的羅氏線圈，因而給系統(tǒng)帶來復(fù)雜性。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種印刷電路板制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(hào)傳輸方面的隱患與不足，消除一般羅氏線圈制作過程中產(chǎn)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(hào)采集、處理單元(4)，數(shù)字接口(5)和模擬接口(6)等組成，實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的技術(shù)方案是電流母線(1)穿過羅氏線圈(2)，羅氏線圈(2)中感應(yīng)出與(1)中電流有固定關(guān)系的信號(hào)，由信號(hào)采集與處理單元(4)按固定規(guī)律變成數(shù)字信號(hào)，由數(shù)字接口(5)直接傳輸給上級(jí)測量和微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)，并且就地由模擬接口(6)輸出模擬信號(hào)。羅氏線圈(2)的結(jié)構(gòu)特征是偶數(shù)個(gè)電路板串聯(lián)接，相鄰兩個(gè)電路板繞向相反，每個(gè)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(yè)級(jí)屏蔽同軸電纜；積分放大芯片(7)，A/D轉(zhuǎn)換器件(8)，數(shù)字信號(hào)處理器DSP(9)，數(shù)模轉(zhuǎn)換器件(10)和數(shù)字接口(5)為通用工業(yè)級(jí)芯片。其中印刷電路板羅氏線圈(2)、信號(hào)采集和處理單元(4)和數(shù)字接口(5)組成的信號(hào)采集和傳送系統(tǒng)構(gòu)成本實(shí)用新型。
本實(shí)用新型的用途是簡化電力電流互感器的絕緣結(jié)構(gòu)，消除常規(guī)電磁互感器在絕緣和信號(hào)采集、傳輸方面的不足，并直接和計(jì)算機(jī)信號(hào)采集和控制系統(tǒng)接軌，同時(shí)消除一般羅氏線圈制作過程中產(chǎn)生的誤差。該互感器的結(jié)構(gòu)簡單、工業(yè)實(shí)現(xiàn)方便，運(yùn)行可靠、壽命長，并不受外界環(huán)境干擾。作為智能化開關(guān)的測量系統(tǒng)，可直接為微機(jī)繼電保護(hù)系統(tǒng)和計(jì)量系統(tǒng)提供系統(tǒng)電流信號(hào)，并能滿足系統(tǒng)對(duì)它們在絕緣方面的要求。


圖1.為本實(shí)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(hào)采集和處理單元，5.數(shù)字接口，6.模擬接口。
圖2.為本實(shí)用新型印刷電路板羅氏線圈電流傳感器所采用的印刷電路板羅氏線圈示意圖。
圖中1.線圈信號(hào)輸出端，2.線圈接地端，3.連接過孔，4.底層導(dǎo)線，5.頂層導(dǎo)線。
圖3.為本實(shí)用新型印刷電路板羅氏線圈電流傳感器實(shí)施例系統(tǒng)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(hào)采集和處理單元，5.數(shù)字接口，6.模擬接口，7.積分放大電路，8.模數(shù)轉(zhuǎn)換A/D單元，9.數(shù)字信號(hào)處理器DSP，10.數(shù)模轉(zhuǎn)換D/A。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)和實(shí)施步驟做詳細(xì)說明。
參照?qǐng)D1.，當(dāng)高壓電流母線(1)有電流通過時(shí)，測量用的印刷電路板羅氏線圈(2)中感應(yīng)出與該電流信號(hào)有固有關(guān)系的電壓信號(hào)，傳輸電纜(3)將該電壓信號(hào)送到采集、處理單元(4)進(jìn)行處理；經(jīng)過處理后的數(shù)字信號(hào)由數(shù)字接口(5)送到電力系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，同時(shí)模擬信號(hào)由模擬接口(6)輸出。
本實(shí)用新型最佳實(shí)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(yīng)出相應(yīng)的信號(hào)；羅氏線圈(2)由兩個(gè)繞向相反的電路板串聯(lián)接，每個(gè)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(yè)級(jí)屏蔽同軸電纜；將該信號(hào)傳輸?shù)椒e分放大電路(7)進(jìn)行信號(hào)調(diào)理到模數(shù)轉(zhuǎn)換A/D(8)的測量范圍；數(shù)字信號(hào)處理器DSP(9)控制模數(shù)轉(zhuǎn)換器(8)采樣(7)的輸出信號(hào)；數(shù)字信號(hào)處理器(9)將加工處理后的信號(hào)由數(shù)字接口(5)直接傳輸?shù)缴霞?jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，同時(shí)將數(shù)字信號(hào)由數(shù)模轉(zhuǎn)換單元(10)變?yōu)槟M信號(hào)由模擬接口(6)輸出。積分放大芯片(7)，A/D轉(zhuǎn)換器件(8)，數(shù)字信號(hào)處理器DSP(9)，數(shù)模轉(zhuǎn)換器件(10)和數(shù)字接口(5)均為通用工業(yè)級(jí)芯片。
權(quán)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(hào)采集、處理單元(4)，數(shù)字接口(5)和模擬接口(6)等組成，其特征是電流測量線圈(2)中感應(yīng)出與該電流有固定關(guān)系的信號(hào)，由信號(hào)采集與處理單元(4)將這一信號(hào)按固定規(guī)律變成數(shù)字信號(hào)，由數(shù)字接口(5)直接傳輸給上級(jí)測量和微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)，并且就地由模擬接口(6)輸出模擬信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)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(jié)構(gòu)特征是測量用印刷電路板羅氏線圈(2)為偶數(shù)個(gè)電路板串聯(lián)接，相鄰兩個(gè)電路板繞向相反，每個(gè)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(jù)權(quán)利要求1所述的新型印刷電路板羅氏線圈電流傳感器，其電路特征是傳輸電纜(3)為工業(yè)級(jí)屏蔽同軸電纜；積分放大芯片(7)，A/D轉(zhuǎn)換器件(8)，數(shù)字信號(hào)處理器DSP(9)，數(shù)模轉(zhuǎn)換器件(10)和數(shù)字接口(5)為通用工業(yè)級(jí)芯片。
專利摘要本實(shí)用新型屬于電力系統(tǒng)的電流傳感器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種新型印刷電路板羅氏線圈電流傳感器。其特征是用印刷電路板實(shí)現(xiàn)羅氏線圈完成電流的測量；用信號(hào)采集和模數(shù)變換器件把測量線圈的信號(hào)變成數(shù)字信號(hào)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(shí)用新型的效果益處是結(jié)構(gòu)簡單、工業(yè)實(shí)現(xiàn)方便，消除了電磁互感器在絕緣和信號(hào)傳輸方面的隱患與不足，也消除了一般羅氏線圈制作過程中產(chǎn)生的誤差，數(shù)字信號(hào)可直接輸入到電力系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)中。
文檔編號(hào)G01R15/18GK2636250SQ0321268
公開日2004年8月25日 申請(qǐng)日期2003年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月16日
發(fā)明者方春恩, 鄒積巖, 叢吉遠(yuǎn), 段雄英 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)