电流测量线圈、电弧传感器及故障电弧断路器制造技术

本实用新型专利技术的实施例提供一种电流测量线圈、电弧传感器及故障电弧断路器。其中，电流测量线圈包括：铁芯，铁芯为具有开口的环形的铁芯；线圈绕组，线圈绕组包括缠绕在铁芯上的多匝线圈，沿铁芯的周向方向，多匝线圈中各相邻两匝线圈的平均间距大于0.5mm，多匝线圈的匝间耦合电容之和小于100pF。采用本实用新型专利技术的技术方案，电流测量线圈能够测量在大电流环境下的故障电弧信号，并具有较宽的通频带，适用性较广，可靠性较高；在电弧传感器以及故障电弧断路器中，可以利用电流测量线圈来稳定地检测出线路中的电流信号，方便检测电流中的电弧信息，进而精确地检测出电路中出现的故障电弧。

Current measuring coil, arc sensor and fault arc circuit breaker

The embodiment of the utility model provides an electric current measuring coil, an arc sensor and a fault arc circuit breaker. Among them, including the coil current measurement: core, core core has an annular coil winding, including coil winding; winding coil on the iron core, the iron core to the direction of the week, the average distance between each adjacent coil of two turns of the coil is greater than 0.5mm, multi turn coil coupling capacitor and less than 100pF. The technical proposal of the utility model, a current measuring coil to measure the arc fault signal in the current environment, and has wide bandwidth, wide applicability, high reliability; the arc sensor and arc fault circuit breaker, can use the current measuring coil to stably detect current signal lines in the to facilitate the detection of current, arc information, and accurately detect arc fault circuit in the.

【技术实现步骤摘要】
电流测量线圈、电弧传感器及故障电弧断路器
本技术涉及电力电子
，尤其涉及一种电流测量线圈、电弧传感器及故障电弧断路器。
技术介绍
电气火灾主要由电气设备使用不当、线路腐蚀老化等电气线路等故障因素导致，是生产和生活领域中发生几率较大的重大事故，严重威胁人们的生命安全，并带来重大的经济损失。针对电气火灾的预防主要采用电气火灾监控系统来进行监控和防护。电气火灾监控系统包括电气火灾监控设备、剩余电流式电气火灾监控探测器和测温式电气火灾监控探测器三部分，对漏电、温度的异常变化以及它们可能引起的火灾进行预报和监控。目前，电气火灾监控系统并不能对由绝缘层破损、线束内部断裂、导线接触处接触不良等因素导致的时断时续的打火、电弧等电气火花情况进行报警或动作，只能在火情急速增长并起火后进行报警及灭火。针对这种情况，电气火灾监控系统采用故障电弧断路器，利用电弧传感器来检测电路中的故障电弧，并进行断开电路的操作来防止故障电弧引起电气火灾。现有技术中的电弧传感器主要通过检测线圈来检测电路中电流的波形信号，并从中获取电弧的波形数据进行分析对比来确定故障电弧。但是，现有技术中的电流检测集成电路具有通频带宽度较小和不适用于检测大电流等缺点；现有技术中常用的罗氏线圈虽适用检测宽频带的电流，但在大电流(例如，低压配电系统中常出现的工频大电流)情况下易饱和，难以稳定检测故障电弧信号。现有技术中的电流检测传感器不能使电弧传感器准确地检测到电路中的故障电弧，从而导致现有市售漏保、断路器产品在电路中出现故障电弧时不能及时进行脱扣动作，造成故障电弧引起的电气火灾频发。
技术实现思路
本技术的实施例提供一种电流测量线圈、电弧传感器及故障电弧断路器，以解决现有技术中的电流检测线圈的通频带宽度较小以及不适用于大电流检测环境的问题。为达到上述目的，本技术的实施例提供一种电流测量线圈，包括：铁芯，铁芯为具有开口的环形的铁芯；线圈绕组，线圈绕组包括缠绕在铁芯上的多匝线圈，沿铁芯的周向方向，多匝线圈中各相邻两匝线圈的平均间距大于0.5mm，多匝线圈的匝间耦合电容之和小于100pF。可选地，线圈绕组的多匝线圈等间距地缠绕在铁芯外周上。可选地，线圈绕组的多匝线圈分为多组线圈，各相邻的两组线圈之间具有相同的第一间距。可选地，每组线圈中的各匝线圈紧贴相邻的线圈；或者，各组线圈中的各相邻的两匝线圈之间具有相同的第二间距，第二间距小于第一间距。可选地，开口的宽度不小于0.5mm。可选地，铁芯的外表面设置有绝缘层。可选地，铁芯的材质由高频材料和低频材料混合组成。可选地，线圈绕组由一根导线缠绕形成，导线的两端均具有未缠绕在线圈上的连接段。根据本技术的另一方面，本技术的实施例还提供一种电弧传感器，该电弧传感器包括上述任一项的电流测量线圈，以及与电流测量线圈连接的电弧判断模块，电弧判断模块用于根据电流测量线圈检测的电流信号判断电弧信息。根据本技术的又一方面，本技术的实施例还提供一种故障电弧断路器，该故障电弧断路器包括上述的电弧传感器。本技术的实施例的电流测量线圈、电弧传感器及故障电弧断路器，通过在环形铁芯上设置开口，以及在铁芯上缠绕匝间平均间距大于0.5mm的线圈绕组，并控制线圈绕组总的匝间耦合电容小于100pF，从而使得该电流测量线圈能够在大工频电流情况下不易发生饱和，并具有宽度较大的通频带，增加了该电流测量线圈的适用性；在电弧传感器以及故障电弧断路器中，可以利用电流测量线圈来稳定地检测出电路中的电流信号，进而方便检测电流中的电弧信息，以精确地检测出电路中出现的故障电弧。附图说明图1为本技术实施例的电流测量线圈的结构示意图；图2为本技术实施例的电流测量线圈的铁芯的结构示意图。附图标记说明：10、铁芯；11、开口；20、线圈绕组；21、连接段。具体实施方式下面结合附图对本技术实施例的电流测量线圈、电弧传感器及故障电弧断路器进行详细描述。图1为本技术实施例的电流测量线圈的结构示意图，该电流测量线圈具有通频带宽度较大和抗工频大电流不饱和的优点，适用于对电路中各频次的大电流或小电流进行检测，以通过检测到的电流信号确定电流中的电弧信息，有助于对电路中的故障电弧电流进行故障预警或防护，防止电路出现电气火灾等电气事故。例如，对低压配电系统中的较大或较小的工频电流进行检测，以防止低压配电系统中出现的故障电弧电流引起电气事故。如图1和图2所示，根据本技术的实施例，该电流测量线圈包括铁芯10和线圈绕组20。其中，铁芯10为具有开口11的环形的铁芯10；线圈绕组20包括缠绕在铁芯10上的多匝线圈，沿铁芯10的周向方向，多匝线圈中各相邻两匝线圈的平均间距大于0.5mm，多匝线圈的匝间耦合电容之和小于100pF。该电流测量线圈中，铁芯10上具有开口11，可以在铁芯10中通过大电流产生较强的磁场时，防止铁芯10发生磁饱和现象，进而使得该电流测量线圈可用于在工频大电流环境中进行检测。线圈绕组20中的各相邻两匝线圈的平均间距大于0.5mm，而且，多匝线圈的匝间耦合电容之和小于100pF，使得该电流测量线圈不仅可以检测低频电流，还可以检测高频电流，进而增加该电流测量线圈的通频带。其中，大电流包括电流强度大于5A的电流，例如，电流强度在10A至100A范围内的工频电流。而且，通过增加铁芯10的结构尺寸，以及增加线圈绕组20中线圈的匝数，甚至可以对电力强度为1000A的大电流进行检测。低频电流包括频率小于1KHz的电流，高频电流包括频率在1KHz至10MHz范围内的电流。在本实施例中，该电流测量线圈对线圈绕组20的多匝线圈的绕法不做限定，能够满足各相邻两匝线圈的平均间距大于0.5mm的绕法，均可应用于该电流测量线圈中。一种可行的实施方式中，线圈绕组20的多匝线圈等间距地缠绕在铁芯10外周上。例如，线圈绕组20的多匝线圈中任意相邻的两匝线圈均间隔0.7mm。另一种可行的实施方式中，线圈绕组20的多匝线圈分为多组线圈，各相邻的两组线圈之间具有相同的第一间距。也即，线圈绕组20的多匝线圈分组缠绕，且每组线圈等间距缠绕。例如，线圈绕组20包括80匝线圈，80匝线圈分为20组，每组线圈包括4匝线圈。其中，每组线圈中的各匝线圈的绕法优选为等间距缠绕的方式。具体地，每组线圈中的各相邻的两匝线圈之间具有相同的第二间距，而且，第二间距小于上述第一间距。例如，第一间距为0.7mm，第二间距可以为0.6mm。也就是说，线圈绕组20中的多匝线圈采用分组缠绕，且组间间绕、组内密绕的方式，达到优化结构的效果。此外，在多组线圈之间的间距足够大时，每组线圈中的各匝线圈也可以紧贴相邻的线圈。优选地，上述线圈绕组20的多匝线圈由一根导线缠绕形成，该导线的两端均具有未缠绕在铁芯10上的连接段21。连接段21用于连接信号处理电路，将该电流测量线圈应用至电流信号处理装置、电弧传感器等电器件中。连接段21优选为长度不小于3mm，以方便连接。例如，导线可以为漆包线，以方便通过焊接的方式；漆包线可以具有长度为20mm的连接段21，以方便与电器件的导引线连接。在本实施例中，铁芯10的材质由高频材料和低频材料混合组成。例如，高频材料可以为铂镍合金，低频材料可以为硅铁合金。相对于现有技术中的电流检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电流测量线圈，其特征在于，包括：铁芯(10)，所述铁芯(10)为具有开口(11)的环形的铁芯(10)；线圈绕组(20)，所述线圈绕组(20)包括缠绕在所述铁芯(10)上的多匝线圈，沿所述铁芯(10)的周向方向，所述多匝线圈中各相邻两匝线圈的平均间距大于0.5mm，所述多匝线圈的匝间耦合电容之和小于100pF。

【技术特征摘要】
1.一种电流测量线圈，其特征在于，包括：铁芯(10)，所述铁芯(10)为具有开口(11)的环形的铁芯(10)；线圈绕组(20)，所述线圈绕组(20)包括缠绕在所述铁芯(10)上的多匝线圈，沿所述铁芯(10)的周向方向，所述多匝线圈中各相邻两匝线圈的平均间距大于0.5mm，所述多匝线圈的匝间耦合电容之和小于100pF。2.根据权利要求1所述的电流测量线圈，其特征在于，所述线圈绕组(20)的多匝线圈等间距地缠绕在所述铁芯(10)外周上。3.根据权利要求1所述的电流测量线圈，其特征在于，所述线圈绕组(20)的多匝线圈分为多组线圈，各相邻的两组线圈之间具有相同的第一间距。4.根据权利要求3所述的电流测量线圈，其特征在于，每组线圈中的各匝线圈紧贴相邻的线圈；或者，各组线圈中的各相邻的两匝线圈之间具有相同的第二间距，所述第二间距小于所述第一间距...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙麓轩，
申请(专利权)人：孙麓轩，
类型：新型
国别省市：天津,12