本發(fā)明涉及電流測量技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種電流測量線圈及電流測量線圈的制作方法。

背景技術(shù)：

電流測量線圈，又稱羅氏線圈(rogowski線圈)，是一種均勻密繞在截面積均勻一致的非磁性骨架上的環(huán)形線圈。它相當(dāng)于一個傳感器，可以直接套在被測量的載流導(dǎo)體上來測量交流電流。測量時，被測量的載流導(dǎo)體放置在電流測量線圈的中心軸線上，當(dāng)交流電流沿導(dǎo)體通過電流測量線圈的中心軸線時,在電流測量線圈內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)變化的磁場，使得電流測量線圈感應(yīng)出電勢，通過測量電流測量線圈輸出的感應(yīng)電動勢可以測量導(dǎo)體上的交流電流數(shù)值。

現(xiàn)有的電流測量線圈的繞組采用在骨架表面繞制導(dǎo)線的方法制作而成，由于采用手工繞制導(dǎo)線的方式加工而成，導(dǎo)致繞組分布不均勻和橫截面積不一致，使得測量結(jié)果具有較大誤差；同時因為繞組和骨架受熱膨脹的影響比較大，在測量時會產(chǎn)生難以估計的形變，會進一步加大電流測量線圈的測量誤差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種電流測量線圈及電流測量線圈的制作方法，能夠保證繞組橫截面積一致和繞組分布均勻，有效提高測量精確度。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種電流測量線圈，包括：磁屏蔽框架、骨架線圈和絕緣支撐塊；所述磁屏蔽框架為閉合的框架結(jié)構(gòu)，所述磁屏蔽框架內(nèi)側(cè)具有凹槽；所述絕緣支撐塊嵌在所述凹槽內(nèi)壁和所述骨架線圈外壁之間，所述骨架線圈嵌在所述絕緣支撐塊內(nèi)；所述骨架線圈由多個柱狀繞組串聯(lián)形成；所述柱狀繞組包括骨架、中心導(dǎo)線和導(dǎo)電線圈；所述骨架為由非鐵磁材料注塑而成的柱狀結(jié)構(gòu)，所述中心導(dǎo)線注塑在所述骨架的中心處，且所述中心導(dǎo)線伸出所述骨架的兩端；所述骨架的兩端之間的外表面設(shè)有螺旋槽，所述導(dǎo)電線圈鍍在所述螺旋槽內(nèi)。

所述磁屏蔽框架包括第一部分和第二部分；所述第一部分的兩端分別為第一鉸接端和第一自由端，所述第二部分的兩端分別為第二鉸接端和第二自由端；所述第一鉸接端與所述第二鉸接端通過鉸鏈連接在一起；所述第一部分通過以所述鉸鏈為軸轉(zhuǎn)動，使所述磁屏蔽框架在閉合狀態(tài)和打開狀態(tài)之間切換；所述骨架線圈的兩端分別為第一端和第二端，所述第一端位于所述第一自由端；所述第二端位于所述第二自由端。

從所述第一端的所述中心導(dǎo)線引出一根引出線與外部電路相連；從所述第一端的所述導(dǎo)電線圈引出一根引出線與所述外部電路相連，所述第二端處的所述中心導(dǎo)線和所述導(dǎo)電線圈電連接；或者，從所述第二端的所述中心導(dǎo)線引出一根引出線與外部電路相連，從所述第二端的所述導(dǎo)電線圈引出一根引出線與所述外部電路相連，所述第一端的所述中心導(dǎo)線和所述導(dǎo)電線圈電連接。

多個所述柱狀繞組通過彈性連接器串聯(lián)連接；所述彈性連接器由導(dǎo)電材料制成；所述彈性連接器包括第一彈性連接器和第二彈性連接器；所述第一彈性連接器連接相鄰兩個所述柱狀繞組的中心導(dǎo)線；所述第二彈性連接器連接相鄰兩個所述柱狀繞組的導(dǎo)電線圈。

在每個所述彈性連接器旁設(shè)置有一個導(dǎo)磁塊，所述導(dǎo)磁塊為高導(dǎo)磁材料制成的塊狀體，所述導(dǎo)磁塊嵌入在所述凹槽的內(nèi)壁的上表面與下表面之間。

所述絕緣支撐塊通過緊固螺釘固定在所述凹槽內(nèi)壁上。

所述導(dǎo)電線圈外部包覆有一層電場屏蔽帶；所述電場屏蔽帶為銅箔。

所述電場屏蔽帶外部包覆有一層絕緣帶；所述絕緣帶為鐵氟龍絕緣膠帶。

本發(fā)明還提供了一種電流測量線圈的制作方法，包括：

把中心導(dǎo)線放置在開有內(nèi)螺紋的模具的中心；

在注塑機上采用非鐵磁材料對所述模具進行注塑，得到中心注塑有中心導(dǎo)線的骨架，所述中心導(dǎo)線伸出所述骨架的兩端；所述骨架的兩端之間的外表面帶有螺旋槽；

在所述骨架的兩端之間的外表面鍍一層導(dǎo)電層；

對所述導(dǎo)電層進行機械加工，去除所述螺旋槽的槽外的導(dǎo)電層，保留所述螺旋槽的槽內(nèi)的導(dǎo)電層，得到柱狀繞組；

采用彈性連接器將多個所述柱狀繞組串聯(lián)連接，得到骨架線圈；

將所述骨架線圈嵌入到磁屏蔽框架的凹槽中，得到電流測量線圈；所述磁屏蔽框架為閉合的框架結(jié)構(gòu)，所述磁屏蔽框架上開有所述凹槽，所述凹槽的開口朝向所述磁屏蔽框架中心。

根據(jù)本發(fā)明提供的具體實施例，本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果：本發(fā)明公開的電流測量線圈及電流測量線圈的制作方法，繞組的骨架采用注塑的方法制作而成，使得骨架的截面面積一致性高，為導(dǎo)電線圈的均勻分布提供了基礎(chǔ)。同時注塑的加工工藝使得骨架的穩(wěn)定性高，不易產(chǎn)生變形，保證了繞組在使用過程中不會受熱變形，相對于現(xiàn)有的直接選用絕緣材料作為骨架，提高了檢測精度，同時能夠保證電流測量線圈的使用壽命。本發(fā)明的導(dǎo)電線圈在骨架側(cè)面注塑成螺旋槽后采用機械加工的方法制作而成，利用螺紋的均勻分布保證導(dǎo)電線圈的分布也極為均勻，從而能夠使電流測量線圈具有均勻穩(wěn)定的互感系數(shù)，提高了測量精度。本發(fā)明代替了傳統(tǒng)的在骨架表面繞制導(dǎo)線的制作方法，采用機械加工方法，使生產(chǎn)工藝更加簡化，同時減少了人力投入，提高了電流測量線圈的可靠性，保證了產(chǎn)品的一致性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明電流測量線圈實施例一的電流測量線圈的結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明電流測量線圈實施例一的柱狀繞組的結(jié)構(gòu)圖；

圖3為本發(fā)明電流測量線圈的制作方法的方法流程圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細(xì)的說明。

圖1為本發(fā)明電流測量線圈實施例一的電流測量線圈的結(jié)構(gòu)圖。

參見圖1，該電流測量線圈，包括：磁屏蔽框架1、骨架線圈2和絕緣支撐塊3；所述磁屏蔽框架1為閉合的框架結(jié)構(gòu)，所述框架結(jié)構(gòu)包括方框結(jié)構(gòu)和圓框結(jié)構(gòu)，在該實施例中，所述框架結(jié)構(gòu)為方框結(jié)構(gòu)；所述磁屏蔽框架1內(nèi)側(cè)具有凹槽；通過在所述磁屏蔽框架1內(nèi)側(cè)設(shè)置凹槽，使得所述磁屏蔽框架1的截面為c型，從而可以避免環(huán)形電流的產(chǎn)生；所述磁屏蔽框架1采用高導(dǎo)磁材料制成，比如鐵；所述絕緣支撐塊3嵌在所述凹槽內(nèi)壁和所述骨架線圈2外壁之間，所述骨架線圈2嵌在所述絕緣支撐塊3內(nèi)；在所述磁屏蔽框架1的每一邊均有多個絕緣支撐塊3；所述絕緣支撐塊3為木質(zhì)，所述絕緣支撐塊3用于支撐所述骨架線圈2，并且將所述骨架線圈2與所述磁屏蔽框架1隔離開；所述骨架線圈2由4個柱狀繞組201串聯(lián)形成。所述磁屏蔽框架1包括第一部分101和第二部分102；所述第一部分101的兩端分別為第一鉸接端1011和第一自由端1012，所述第二部分102的兩端分別為第二鉸接端1021和第二自由端1022；所述第一鉸接端1011與所述第二鉸接端1021通過鉸鏈4連接在一起；所述第一部分101通過以所述鉸鏈4為軸轉(zhuǎn)動，使所述磁屏蔽框架1在閉合狀態(tài)和打開狀態(tài)之間切換；所述骨架線圈2的兩端分別為第一端和第二端，所述第一端位于所述第一自由端1012；所述第二端位于所述第二自由端1022。測量前，轉(zhuǎn)動所述第一部分101，使所述磁屏蔽框架1處于打開狀態(tài)，然后將所述磁屏蔽框架1套在所述待測導(dǎo)體四周，轉(zhuǎn)動所述第一部分101，使所述磁屏蔽框架1處于閉合狀態(tài)，并使所述待測導(dǎo)體位于所述磁屏蔽框架1的中心軸線上。

圖2為本發(fā)明電流測量線圈實施例一的柱狀繞組的結(jié)構(gòu)圖。

參見圖2，所述柱狀繞組201包括骨架2011、中心導(dǎo)線2012和導(dǎo)電線圈2013；所述骨架2011為由非鐵磁材料注塑而成的柱狀結(jié)構(gòu)，所述非鐵磁材料選用溫度穩(wěn)定性好和時間穩(wěn)定性好的材料，比如聚醚亞胺；所述骨架2011用于為所述中心導(dǎo)線2012和所述導(dǎo)電線圈2013提供載體，支撐住所述中心導(dǎo)線2012和所述導(dǎo)電線圈2013；所述中心導(dǎo)線2012注塑在所述骨架2011的中心處，且所述中心導(dǎo)線2012伸出所述骨架2011的兩端；注塑時，采用具有內(nèi)螺紋的模具，將所述中心導(dǎo)線2012放置在所述模具的中心，然后在所述模具內(nèi)將所述骨架2011注塑成型；因為所述模具帶有內(nèi)螺紋，因此加工出的所述骨架2011的帶有螺旋槽；所述導(dǎo)電線圈2013鍍在所述螺旋槽內(nèi)；所述導(dǎo)電線圈2013是通過在所述骨架2011的兩端之間的外表面上鍍一層導(dǎo)電層，然后通過機械加工的方法去除所述螺旋槽的槽外的導(dǎo)電層，從而保留所述螺旋槽槽內(nèi)的導(dǎo)電層制成的；所述機械加工的方法包括車削和磨削；所述導(dǎo)電層采用具有良好導(dǎo)電性能的金屬材質(zhì)，比如銅。

參見圖1和圖2，從所述第一端的所述中心導(dǎo)線2012引出一根引出線5與外部電路相連；從所述第一端的所述導(dǎo)電線圈2013引出一根引出線5與所述外部電路相連，所述第二端處的所述中心導(dǎo)線2012和所述導(dǎo)電線圈2013電連接。

多個所述柱狀繞組201通過彈性連接器6串聯(lián)連接；所述彈性連接器6由導(dǎo)電材料制成，使得相鄰的所述柱狀繞組201之間的連接部分的阻抗較??；所述彈性連接器6包括第一彈性連接器601和第二彈性連接器602；所述第一彈性連接器601連接相鄰兩個所述柱狀繞組201的中心導(dǎo)線2012；所述第二彈性連接器602連接相鄰兩個所述柱狀繞組201的導(dǎo)電線圈2013。所述彈性連接器6具有彈性，實現(xiàn)了所述柱狀繞組201之間的彈性連接，同時方便所述第一部分101以所述鉸鏈4為軸轉(zhuǎn)動。

在每個所述彈性連接器6旁設(shè)置有一個導(dǎo)磁塊7，所述導(dǎo)磁塊7為高導(dǎo)磁材料制成的塊狀體，所述高導(dǎo)磁材料可以為硅鋼，所述導(dǎo)磁塊5嵌入在所述凹槽的內(nèi)壁的上表面與下表面之間。

所述絕緣支撐塊3通過緊固螺釘8固定在所述凹槽內(nèi)壁上。

所述導(dǎo)電線圈2013外部包覆有一層電場屏蔽帶9；所述電場屏蔽帶9為銅箔；所述電場屏蔽帶9在包裹時避免形成封閉環(huán)路，所述電場屏蔽帶9用于屏蔽干擾電場。

所述電場屏蔽帶9外部包覆有一層絕緣帶；所述絕緣帶為鐵氟龍絕緣膠帶。所述絕緣帶用于屏蔽所述磁屏蔽框架1與所述骨架線圈2，避免所述磁屏蔽框架1對所述骨架線圈2產(chǎn)生干擾。

在本發(fā)明的該實施例中，每個所述柱狀繞組201上分布有所述導(dǎo)電線圈2013的部分的長度為2l，所述導(dǎo)電線圈2013的線圈匝數(shù)為2n，所述柱狀繞組201的橫截面的面積為s，所述磁屏蔽框架的幾何中心距離所述柱狀繞組201的中心軸線的距離為r，真空磁導(dǎo)率為μ0，則所述骨架線圈2的互感系數(shù)m為：

本發(fā)明公開的電流測量線圈，繞組的骨架采用注塑的方法制作而成，使得骨架的截面面積一致性高，為導(dǎo)電線圈的均勻分布提供了基礎(chǔ)。同時注塑的加工工藝使得骨架的穩(wěn)定性高，不易產(chǎn)生變形，保證了繞組在使用過程中不會受熱變形，相對于現(xiàn)有的直接選用絕緣材料作為骨架，提高了檢測精度，同時能夠保證電流測量線圈的使用壽命。本發(fā)明的導(dǎo)電線圈在骨架上注塑成螺旋槽后采用機械加工的方法制作而成，利用螺旋槽的均勻分布保證導(dǎo)電線圈的分布也極為均勻，從而能夠使電流測量線圈具有均勻穩(wěn)定的互感系數(shù)，提高了測量精度。本發(fā)明代替了傳統(tǒng)的在骨架表面繞制導(dǎo)線的制作方法，采用機械加工方法，使生產(chǎn)工藝更加簡化，同時減少了人力投入，提高了電流測量線圈的可靠性，保證了產(chǎn)品的一致性。

圖3為本發(fā)明電流測量線圈的制作方法的方法流程圖。

參見圖3，該電流測量線圈的制作方法，包括：

s301：把中心導(dǎo)線放置在開有內(nèi)螺紋的模具的中心；

s302：在注塑機上采用非鐵磁材料對所述模具進行注塑，得到中心注塑有中心導(dǎo)線的骨架，所述中心導(dǎo)線伸出所述骨架的兩端；所述骨架的兩端之間的外表面帶有螺旋槽；

s303：在所述骨架的兩端之間的外表面鍍一層導(dǎo)電層；

s304：對所述導(dǎo)電層進行機械加工，去除所述螺旋槽的槽外的導(dǎo)電層，保留所述螺旋槽的槽內(nèi)的導(dǎo)電層，得到柱狀繞組；

s305：采用彈性連接器將多個所述柱狀繞組串聯(lián)連接，得到骨架線圈；

s306：將所述骨架線圈嵌入到磁屏蔽框架的凹槽中，得到電流測量線圈；所述磁屏蔽框架為閉合的框架結(jié)構(gòu)，所述磁屏蔽框架上開有所述凹槽，所述凹槽的開口朝向所述磁屏蔽框架中心。

本發(fā)明公開的電流測量線圈的制作方法，繞組的骨架采用注塑的方法制作而成，使得骨架的截面面積一致性高，為導(dǎo)電線圈的均勻分布提供了基礎(chǔ)。同時注塑的加工工藝使得骨架的穩(wěn)定性高，不易產(chǎn)生變形，保證了繞組在使用過程中不會受熱變形，相對于現(xiàn)有的直接選用絕緣材料作為骨架，提高了檢測精度，同時能夠保證電流測量線圈的使用壽命。本發(fā)明的導(dǎo)電線圈在骨架上注塑成螺旋槽后采用機械加工的方法制作而成，利用螺旋槽的均勻分布保證導(dǎo)電線圈的分布也極為均勻，從而能夠使電流測量線圈具有均勻穩(wěn)定的互感系數(shù)，提高了測量精度。本發(fā)明代替了傳統(tǒng)的在骨架表面繞制導(dǎo)線的制作方法，采用機械加工方法，使生產(chǎn)工藝更加簡化，同時減少了人力投入，提高了電流測量線圈的可靠性，保證了產(chǎn)品的一致性。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。

本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式及應(yīng)用范圍上均會有改變之處。綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。