一种柱上开关用数字式零序电流互感器制造技术

本实用新型专利技术的实施例公开一种柱上开关用数字式零序电流互感器，涉及电子互感器技术，电子互感器不含铁芯，消除了磁饱和及铁磁谐振等问题。所述一种柱上开关用数字式零序电流互感器，包括：传感器模块、信号处理模块；所述传感器模块，用于将柱上开关内三相电流通过所述传感器模块输出信号给所述信号处理模块；所述传感器模块由一体式PCB罗氏线圈构成，所述一体式PCB罗氏线圈为将印制导线均匀布置在印制电路板PCB上组成；所述信号处理模块，用于将所述传感器模块输入的信号转化为数字信号并输出。

【技术实现步骤摘要】
一种柱上开关用数字式零序电流互感器
本技术涉及电力系统电子互感器技术，尤其涉及一种柱上开关用数字式零序电流互感器。
技术介绍
电力系统运行的安全性和可靠性非常重要，零序电流互感器是用来检测中性不平衡电流的。当电路中发生漏电或故障时，三相电流的相量和不等于零，所产生的电流即为零序电流。目前传统的零序电流互感器均为电磁式零序电流互感器，正常工作时磁通密度低，故障时磁通密度大，容易出现饱和问题，高内阻，二次负载小，不能开路，可能导致铁磁谐振等，输出信号为交流微小信号。
技术实现思路
有鉴于此，本技术实施例提供一种柱上开关用数字式零序电流互感器，电子互感器不含铁芯，消除了磁饱和及铁磁谐振等问题。本技术提供一种柱上开关用数字式零序电流互感器，包括：传感器模块、信号处理模块；所述传感器模块，用于将柱上开关内三相电流通过所述传感器模块输出信号给所述信号处理模块；所述传感器模块由一体式PCB罗氏线圈构成，所述一体式PCB罗氏线圈为将印制导线均匀布置在印制电路板PCB上组成所述信号处理模块，用于将所述传感器模块输入的信号转化为数字信号并输出。所述的互感器，还包括：电子互感器壳体，用于为所述传感器模块提供支撑结构，所述电子互感器壳体由高压绝缘材料组成，所述电子互感器壳体设置有对外的信号接口。所述一体式PCB罗氏线圈布置于同一块PCB板上，所述PCB采用4层板工艺制作，所述PCB的最顶层和最底层分别敷有铜作为屏蔽，所述PCB的中间两层作为罗氏线圈的布线层。所述一体式PCB罗氏线圈具体为：一条连续的线圈分别围绕A、B、C三相电流载流体，进线从B相下半部分向C相，从C相到B相上半部分，再从B相上半部分到A相，再到B相下半部分，最后再由一条返回线绕三个圆圈到出线输出，通过两圆线圈组之间的进线和出线连接三个圆线圈绕组，共同组成一个零序PCB罗氏线圈。所述一体式PCB罗氏线圈具体为：罗氏线圈由进线、出线、上绕线、下绕线和返回线组成，所述进线和所述出线在PCB的中间两层平行走线，每一组上绕线和下绕线通过中间两层间的通孔连接，相邻绕线组之间通过斜插引线连接，在全部绕线组绕载流导体中心一周，然后通过返回线绕线匝一整圈返回到出线，组成一个完整的零序电流罗氏线圈。所述信号处理模块包括：电流调理电路，用于将所述传感器模块检测到的电流信号调整到模数转换器可接受范围内信号；模数转换电路，用于将所述电流调理电路输出的信号转换为电流数字信号；微控制器，用于将所述电流数字信号形成报文，传递给隔离式RS485通讯接口缓存。隔离式RS485通讯接口，用于将所述电流数字信号发送给一二次融合设备的配电开关监控终端FTU。上述实施例中，传感器模块由一体式PCB罗氏线圈构成，由于电子互感器不含铁芯，消除了磁饱和及铁磁谐振等问题。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本技术提供的数字式零序电子互感器的连接示意图；图2为本技术提供的数字式零序电子互感器总体结构示意图；图3为本技术提供的零序电流PCB罗氏线圈绕线局部细节示意图；图4为本技术提供的零序电流PCB罗氏线圈实施例；图5为本技术提供的零序电流PCB罗氏线圈绕线局部细节示意图；图6为本技术提供的信号处理模块结构框图；图7为本技术提供的电流传感器在壳体结构安装中的实施例。具体实施方式下面结合附图对本技术实施例进行详细描述。应当明确，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。图1为本技术提供的数字式零序电子互感器的连接示意图；图2为本技术提供的数字式零序电子互感器总体结构示意图；图3为本技术提供的零序电流PCB罗氏线圈绕线局部细节示意图；图4为本技术提供的零序电流PCB罗氏线圈实施例；图5为本技术提供的零序电流PCB罗氏线圈绕线局部细节示意图；图6为本技术提供的信号处理模块结构框图；图7为本技术提供的电流传感器在壳体结构安装中的实施例。以下结合各图描述。如图1所示，本技术提供一种柱上开关用数字式零序电流互感器，包括：传感器模块11、信号处理模块12；所述传感器模块11，用于将柱上开关内三相电流通过所述传感器模块输出信号给所述信号处理模块；所述传感器模块由一体式PCB罗氏线圈构成，所述一体式PCB罗氏线圈为将印制导线均匀布置在印制电路板PCB上组成所述信号处理模块12，用于将所述传感器模块输入的信号转化为数字信号并输出。上述实施例中，传感器模块由一体式PCB罗氏线圈构成，由于电子互感器不含铁芯，消除了磁饱和及铁磁谐振等问题。所述的互感器，还包括：零序电子互感器壳体，用于为所述传感器模块和所述信号处理模块提供支撑结构，所述零序电子互感器壳体由高压绝缘材料组成，所述零序电子互感器壳体设置有对外的信号接口。其中，所述一体式PCB罗氏线圈布置于同一块PCB板上，所述PCB采用4层板工艺制作，所述PCB的最顶层和最底层分别敷有铜作为屏蔽，顶层和底层铜外边缘沉锡短接，所述PCB的中间两层作为罗氏线圈的布线层。所述一体式PCB罗氏线圈具体为：一条连续的线圈分别围绕A、B、C三相电流载流体，进线从B相下半部分向C相，从C相到B相上半部分，再从B相上半部分到A相，再到B相下半部分，最后再由一条返回线绕三个圆圈到出线输出，通过两圆线圈组之间的进线和出线连接三个圆线圈绕组，共同组成一个零序PCB罗氏线圈。所述一体式PCB罗氏线圈具体为：罗氏线圈由进线、出线、上绕线、下绕线和返回线组成，所述进线和所述出线在PCB的中间两层平行走线，每一组上绕线和下绕线通过中间两层间的通孔连接，相邻绕线组之间通过斜插引线连接，在全部绕线组绕载流导体中心一周，然后通过返回线绕线匝一整圈返回到出线，组成一个完整的零序电流罗氏线圈。所述信号处理模块12包括：电流调理电路121，用于将所述传感器模块检测到的电流信号调整到模数转换器可接受范围内信号；其中，电流调理电路还可以包括：放大电路、积分电路、电压跟随电路等调理电路。模数转换电路122，用于将所述电流调理电路输出的信号转换为电流数字信号；微控制器123，用于将所述电流数字信号形成报文，传递给隔离式RS485通讯接口缓存。隔离式RS485通讯接口124，用于将所述电流数字信号发送给一二次融合设备的配电开关监控终端FTU。为克服传统电力互感器的问题，本技术的新型数字式零序电子互感器的具有以下有益效果：1)采用一体式PCB罗氏线圈，变换采样后，以数据流方式向下传送给下端配电终端控制器。本技术的Rogowski线圈不会出现饱和现象，它使用高精度PCB形式，解决了传统人工绕制和多层绕制引入的一致性不高的问题。经过大量实验，发现高精度PCB解决了制板工艺，铜材质等因素造成罗氏线圈不一致问题。本技术采用设置三相电缆套管孔形式，创造了一体式三相采集罗氏线圈本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柱上开关用数字式零序电流互感器，其特征在于，包括：传感器模块、信号处理模块；所述传感器模块，用于将柱上开关内三相电流通过所述传感器模块输出信号给所述信号处理模块；所述传感器模块包括一体式PCB罗氏线圈构成，所述一体式PCB罗氏线圈为将印制导线均匀布置在印制电路板PCB上；所述PCB罗氏线圈的输出电压与被测载流导体产生的磁通成正比；所述信号处理模块，用于将所述传感器模块输入的信号转化为数字信号并输出。

【技术特征摘要】
1.一种柱上开关用数字式零序电流互感器，其特征在于，包括：传感器模块、信号处理模块；所述传感器模块，用于将柱上开关内三相电流通过所述传感器模块输出信号给所述信号处理模块；所述传感器模块包括一体式PCB罗氏线圈构成，所述一体式PCB罗氏线圈为将印制导线均匀布置在印制电路板PCB上；所述PCB罗氏线圈的输出电压与被测载流导体产生的磁通成正比；所述信号处理模块，用于将所述传感器模块输入的信号转化为数字信号并输出。2.根据权利要求1所述的互感器，其特征在于，还包括：电子互感器壳体，用于为所述传感器模块和所述信号处理模块提供支撑结构，所述电子互感器壳体由高压绝缘材料组成，所述电子互感器壳体设置有对外的信号接口。3.根据权利要求1所述的互感器，其特征在于，所述传感器模块具体为：置入柱上开关内，高压母线从所述柱上开关内穿过，三相载流体同时穿入所述传感器模块。4.根据权利要求1所述的互感器，其特征在于，一体式PCB罗氏线圈布置于同一块PCB板上，所述PCB采用4层板工艺制作，所述PCB的最顶层和最底层分别敷有铜作为屏蔽，顶层和底层铜外边缘沉锡短接，所述PCB的中间两层作为罗氏线圈的布线层。5.根据权利要求4所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：程干江，叶闯，杨幼军，王保庆，王保晶，冯美玉，王利广，
申请(专利权)人：水木源华电气有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11