一种基于PNI传感器的导线电流监测装置及应用方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于PNI传感器的导线电流监测装置及应用方法，装置包括控制模块、驱动芯片单元和两组位于同一水平面的PNI传感器单元，PNI传感器单元通过驱动芯片单元和控制模块连接，PNI传感器单元分别设置于以被测导线的轴心为圆心的同心圆上，其中一组PNI传感器单元沿同心圆的外圆周向均匀布置，另一组PNI传感器单元沿同心圆的内圆周向均匀布置，内圆的每个PNI传感器单元分别设置于外圆的对应PNI传感器单元与圆心的连线上。本发明专利技术减小了测量误差，可得到更加精确的电流测量值。可得到更加精确的电流测量值。可得到更加精确的电流测量值。

【技术实现步骤摘要】
一种基于PNI传感器的导线电流监测装置及应用方法


[0001]本专利技术涉及电力线路电流监测领域，尤其涉及一种基于PNI传感器的导线电流监测装置及应用方法。

技术介绍

[0002]目前对于导线电流监测一般采用法拉第电磁感应传感器或者霍尔传感器，但是法拉第电磁感应传感器由于磁性铁芯材质及线圈圈数的限制，存在磁饱和的固有缺陷，无法测量直流电流，对检测微弱磁场偏差较大；霍尔传感器检测装置本身设备昂贵，对地磁场等杂散磁场的影响不能完全消除，不利于普及，且对操作者要求高，稍有操作不慎就会造成误差。
[0003]PNI磁场传感器具有功耗低，采样频率快，分辨率高等众多特性，可同时测量多方向、多点磁场大小，得到测量的空间矢量值，为有功、无功、谐波分析等方面提供丰富的数据支撑。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种基于PNI传感器的导线电流监测装置及应用方法，以解决现有方案精度不高的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
[0006]一种基于PNI传感器的导线电流监测装置，包括控制模块、驱动芯片单元和两组位于同一水平面的PNI传感器单元，所述PNI传感器单元通过驱动芯片单元和控制模块连接，所述PNI传感器单元分别设置于以被测导线的轴心为圆心的同心圆上，其中一组PNI传感器单元沿所述同心圆的外圆周向均匀布置，另一组PNI传感器单元沿所述同心圆的内圆周向均匀布置，所述内圆的每个PNI传感器单元分别设置于外圆的对应PNI传感器单元与所述圆心的连线上。
[0007]可选的，还包括显示模块，所述显示模块和控制模块连接。
[0008]可选的，所述显示模块为LCD显示屏或LED显示屏。
[0009]可选的，还包括无线传输模块，所述无线传输模块和控制模块连接，所述控制模块通过无线传输模块和监控中心无线通信。
[0010]可选的，所述无线传输模块为4G通信模块或5G通信模块。
[0011]进一步的，还包括电路基板，所述电路基板为圆形且PNI传感器单元均设置于电路基板上，所述电路基板开设有卡槽，且所述卡槽的两侧将被测导线夹持于电路基板的圆心。
[0012]进一步的，所述卡槽的两侧均包括弧形部和直线部，所述直线部互相平行形成卡槽的开口端，所述弧形部的弧形边均靠近电路基板的圆心，且所述弧形部一端互相连接形成卡槽的封闭端，所述弧形部另一端分别和对应的直线部连接。
[0013]可选的，还包括报警模块，所述报警模块和控制模块连接。
[0014]本专利技术还提出任一所述的基于PNI传感器的导线电流监测装置的应用方法，包括
以下步骤：
[0015]驱动芯片单元获取第一组PNI传感器单元测量的磁场值，以及第二组PNI传感器单元测量的磁场值，并发送给控制模块，所述第一组PNI传感器单元沿所述同心圆的外圆周向均匀布置，所述第二组PNI传感器单元沿所述同心圆的内圆周向均匀布置；
[0016]控制模块计算各组PNI传感器单元的电磁转换系数，将第一组PNI传感器单元测量的磁场值与第二组PNI传感器单元(3)测量的磁场值之差，除以第一组PNI传感器单元(3)的电磁转换系数与第二组PNI传感器单元(3)的电磁转换系数之差，计算得到被测导线的电流实际值；
[0017]若电流实际值大于预设阈值，生成报警信息，若电流实际值小于预设阈值，将电流实际值转换为显示信息。
[0018]进一步的，各组PNI传感器单元的电磁转换系数
[0019]表达式如下：
[0020][0021]上式中，i为PNI传感器单元(3)的组别，μ为空气中的磁导率，r
i
为PNI传感器单元(3)所在的同心圆外圆或者内圆的半径。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0023]本专利技术设置有两组PNI传感器，分别沿以被测导线轴心为圆心的同心圆的外圆和内圆周向均匀布置，且内圆每个PNI传感器均设置于外圆对应PNI传感器与圆心的连线上，从而构建了一种双环点阵磁场测量的电流监测装置，通过环绕测量被测导线的磁场来计算电流测量值，减小了测量误差，并且测量时计算外环磁场测量值与内环磁场测量值后，将外环磁场测量值与内环磁场测量值相减，消除了环境磁场的影响，再进行磁场与电流转换，可得到更加精确的电流测量值。
附图说明
[0024]图1为本专利技术实施例一的装置的结构框图。
[0025]图2为本专利技术实施例一的PNI传感器与被测导线位置关系示意图。
[0026]图3为本专利技术实施例一的电路基板结构示意图。
[0027]图4为本专利技术实施例二的应用方法流程图。
[0028]图例说明：1
‑
控制模块、2
‑
驱动芯片单元、3
‑
PNI传感器单元、4
‑
显示模块、5
‑
导线、6
‑
电路基板、101
‑
卡槽。
具体实施方式
[0029]以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本专利技术作进一步描述，但并不因此而限制本专利技术的保护范围。
[0030]实施例一
[0031]如图1所示，本实施例提出一种基于PNI传感器的导线电流监测装置，包括控制模块1、驱动芯片单元2和两组位于同一水平面的PNI传感器单元3，PNI传感器单元3通过驱动芯片单元2和控制模块1连接，如图2所示，本实施例中，每一组PNI传感器单元3均为四个，
PNI传感器单元3分别设置于以被测的导线5的轴心为圆心的同心圆上，同心圆中内圆的最佳半径为20mm
‑
25mm,外圆的最佳半径为30mm
‑
35mm，其中一组PNI传感器单元3沿同心圆的外圆周向均匀布置，另一组PNI传感器单元3沿同心圆的内圆周向均匀布置，内圆的每个PNI传感器单元3分别设置于外圆的对应PNI传感器单元3与圆心的连线上。
[0032]上述结构构建了一种双环点阵磁场测量的电流监测装置，通过环绕测量被测的导线5的磁场来计算电流测量值，减小了测量误差，此外，同心圆内圆和外圆的两组PNI传感器单元3均位于包含导线磁场和环境磁场的复合磁场中，因此需要将两组PNI传感器单元3的检测结果相减以消除环境磁场的影响。本实施例中，控制模块1可以为单片机或者FPGA，被编程或者配置以实现如下功能：
[0033]获取同心圆外圆的第一组PNI传感器单元3测量的磁场值B
外
，以及同心圆内圆的第二组PNI传感器单元3测量的磁场值B
内
，此时磁场值B
外
和B
内
均包含环境磁场；
[0034]计算各组PNI传感器单元3的电磁转换系数，将第一组PNI传感器单元3测量的磁场值与第二组PNI传感器单元3测量的磁场值之差，除以第一组PNI传感器单元3的电磁转换系数与第二组PNI传感器单元3的电磁转换本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于PNI传感器的导线电流监测装置，其特征在于，包括控制模块(1)、驱动芯片单元(2)和两组位于同一水平面的PNI传感器单元(3)，所述PNI传感器单元(3)通过驱动芯片单元(2)和控制模块(1)连接，所述PNI传感器单元(3)分别设置于以被测导线的轴心为圆心的同心圆上，其中一组PNI传感器单元(3)沿所述同心圆的外圆周向均匀布置，另一组PNI传感器单元(3)沿所述同心圆的内圆周向均匀布置，所述内圆的每个PNI传感器单元(3)分别设置于外圆的对应PNI传感器单元(3)与所述圆心的连线上。2.根据权利要求1所述的基于PNI传感器的导线电流监测装置，其特征在于，还包括显示模块(4)，所述显示模块(4)和控制模块(1)连接。3.根据权利要求1所述的基于PNI传感器的导线电流监测装置，其特征在于，所述显示模块(4)为LCD显示屏或LED显示屏。4.根据权利要求1所述的基于PNI传感器的导线电流监测装置，其特征在于，还包括无线传输模块，所述无线传输模块和控制模块(1)连接，所述控制模块(1)通过无线传输模块和监控中心无线通信。5.根据权利要求4所述的基于PNI传感器的导线电流监测装置，其特征在于，所述无线传输模块为4G通信模块或5G通信模块。6.根据权利要求1所述的基于PNI传感器的导线电流监测装置，其特征在于，还包括电路基板(6)，所述电路基板(6)为圆形且PNI传感器单元(3)均设置于电路基板(6)上，所述电路基板(6)开设有卡槽(101)，且所述卡槽(101)的两侧将被测导线夹持于电路基板(6)的圆心。7.根据权利要求6所述的基于PNI传感器的导线电流监测装置，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：马雪佳，谭友奇，谭栩林，王艳青，谭三奇，聂婉芹，
申请(专利权)人：国网湖南省电力有限公司永州供电分公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：