一种高精度开口式罗氏线圈制造技术

本实用新型专利技术涉及高压大电流测量的电流传感器领域，尤其是涉及一种印刷电路板罗氏线圈。本实用新型专利技术公开了一种高精度开口式罗氏线圈，它包括至少一层ＰＣＢ板，每层ＰＣＢ板由两个相对设置的板组成；两个板之间设有间距，两个板的一端开口为常开开口；所述ＰＣＢ板上设有线圈，线圈由刻在ＰＣＢ板上下面上的导线以及连接上下面导线的导线柱构成；在所述常开开口处设有信号输出端；两个板的线圈由连接线串联连接。本实用新型专利技术与传统的开口式罗氏线圈相比，具有体积小、重量轻，便于安装携带等特点。而且通过均匀布线、回线布置等措施来消除相互间干扰，其精度可以达到０．０５级。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及高压大电流测量的电流传感器领域，尤其是涉及一种印刷电路板罗氏线圈。
技术介绍
传统的用于测量电流的罗氏线圈一般有开口、闭口两种结构。开口式罗氏线圈多 用于导体拆装不方便的场合，如导体的带电测量。其安装和维护较为方便，但是开口式罗氏 线圈的精度略低，且由于机械结构和加工制造等原因，开口式罗氏线圈往往会随使用时间 或次数的增加而精度下降。目前用于带电测量的开口式罗氏线圈多为刚性线圈，由空心线 圈绕制而成，采用非铁磁材料替代传统铁心。用于测量时，外加屏蔽结构。开口处通过螺钉 或其他连接件相连。 传统的罗氏线圈往往采用将漆包线均匀的绕制在环形骨架上制成，骨架采用塑料或者陶瓷等非铁磁材料，骨架的相对磁导率与空气中的相对磁导率相同，这便是空芯线圈有别于带铁芯的交流电流互感器的一个显著特征。空芯线圈的典型结构如附图6所示，空芯线圈上的漆包线绕组均匀分布，且每匝线圈所在的平面穿过线圈的中心轴；使用时圆柱形的一次导体穿过空芯线圈中心，两者中心轴重合。在开口式罗氏线圈设计时，为了安装的一致性和准确性，会选择开口线圈的内径与一次导体的外径相同或接近。 图6中，罗氏线圈包括两个开口相对设置的骨架21，两个骨架21之间的间距为开口 24，骨架21由非磁性材料制成，在骨架21上沿圆周方向均匀缠绕有漆包线22，连接线23将分别缠绕在两个骨架21上的漆包线22进行软连接。 但是，为了确保测量的精度，开口式罗氏线圈的体积一般较大，重量在几十公斤左 右，给携带和安装都造成了一定困难。 罗氏线圈的测量准确度取决于一个稳定的互感常数M。为了确保线圈互感系数的 稳定，在设计时必须遵循以下原则1、线圈密度恒定；2、骨架截面积恒定；3、线圈横截面与 中心线垂直。 此外，考虑到空芯线圈的使用环境，空芯线圈在绕制时添加一回绕线，即在线圈的 出线端处，沿绕线走向的反方向进行回绕线。回线的绕制使得垂直线圈平面的磁场在线圈 绕组上与回线上感应电势相抵消，可以有效抵抗外界干扰电磁场的影响，有效提高线圈的 抗干扰性能。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种体积较小易携带的开口式印刷电路板罗氏线圈，并能有效提高测量精度。 本技术的技术方案是 —种高精度开口式罗氏线圈，它包括至少一层PCB板，每层PCB板由两个相对设置 的板组成；两个板之间设有间距，两个板的一端开口为常开开口 ；所述PCB板上设有线圈，线圈由刻在PCB板上下面上的导线以及连接上下面导线的导线柱构成；在所述常开开口处设有信号输出端；两个板的线圈由连接线串联连接。 它包括一对上下层叠放置的PCB板， 一对PCB板包括两层PCB板，PCB板之间设有 绝缘垫层，两层PCB板以镜像结构排列，PCB板上的线圈之间由板间连接导线连接；所述镜 像结构为上层PCB板的上表面和下层PCB板的下表面完全一致，上层PCB板的下表面和下 层PCB板的上表面完全一致；相邻两对PCB板的线圈由导线串联连接。 它包括两对及两对以上的PCB板，每对PCB板包括两层PCB板，相邻两对PCB板之 间设有绝缘材料，相邻两对PCB板的线圈由导线串联连接。 所述PCB板包括中间环氧层，在中间环氧层的两侧对称各设有导体层和绝缘漆层。 所述板设在屏蔽盒内，屏蔽盒与板形状相适配；屏蔽盒一侧由连接机构连接。 所述板设在屏蔽盒内，屏蔽盒与板形状相适配；屏蔽盒由连接机构连接。 所述PCB板上的线圈为半圆环形。 所述的PCB板上的线圈为半圆环形。 所述的PCB板上的线圈为半圆环形。 所述的两层PCB板之间由螺钉连接。 本技术包括两个半圆环形板，两个半圆环形板之间设有间距，两个半圆环形 板一端开口由连接机构连接，两个半圆环形板的另一端为常开开口 ；半圆环形板为一对半 圆环形的PCB板，PCB板上沿圆周方向设有线圈，形成开口式PCB空芯线圈，成对的PCB板 以镜像结构排列；另外本技术也可以将多对PCB板层叠，每对PCB板包括两层PCB板， PCB板上的线圈通过板间连接线串联连接；本技术也可以仅有一对相对设置的PCB板， 两块PCB板的线圈之间由软连接线连接。本技术与传统的开口式罗氏线圈相比，具有 体积小、重量轻，便于安装携带等特点。而且通过均匀布线、回线布置等措施来消除相互间 干扰，其精度可以达到O. 05级。基于PCB技术实现的高精度、开口式罗氏线圈可以应用于电 流的带电测量场合，其高精度的特点能够使其满足电流互感器的带电比对(校验或检定) 等需求；开口式的结构和便于携带的特点，能够降低作业人员带电操作的难度。 同时，为了有效消除垂直于线圈平面外界干扰磁场的影响，平板型空芯线圈采用 了镜像布置这一有效的"回线"措施，最大程度地消除了外界磁场的潜在影响，这比传统的 近似抵消的方法更为科学和实用。附图说明图1是本技术实施例一的结构示意图； 图2是单个PCB板的俯视图； 图3是图2的A-A剖视图； 图4是图2的B-B剖视图； 图5是本技术双板连接的展开示意图； 图6是现有开口罗氏线圈的结构示意图； 图7是实施例二的结构示意图； 图8是图7的C-C剖视图。具体实施方式实施例一 如图1 、2所示，本技术包括开口式铝制屏蔽盒17和上下两层PCB板(印刷电 路板)1、13，层叠放置。每层PCB板包括两个半圆环形板15、16，半圆环形板15、16相对设 置。屏蔽盒17分为上下两部分，半圆环形板15、 16分别位于屏蔽盒17的上下两部分内，屏 蔽盒17中间设有供一次载流导体通过的孔。在屏蔽盒17的左侧开口 (非常开开口 )处设 有连接机构18，将屏蔽盒17上下两部分连接起来，屏蔽盒17上下两部分可以绕着连接机构 18转动打开。屏蔽盒17主要是用来屏蔽外来电磁信号，防止干扰，同时起到保护内部的半 圆环形板15、16。连接机构18为转轴，或者其它铰接装置。打开屏蔽盒17的开口6，使一 次载流导体穿过屏蔽盒17，连接机构18可快速打开和闭合，并且保证安装的准确牢固。同 时，为了确保本技术的测量精度和安装的一致性，开口式铝屏蔽盒17的内径r大小与 一次载流导体的外径相同。 如图3、4所示，PCB板1 、 13之间设有绝缘垫层9 (如较薄的绝缘纸或绝缘塑料等)， 这可以确保两板接触面上的导体相互隔离。单个PCB板从上到下依次为绝缘漆层10、导体 层11、中间环氧层12、导体层11、缘漆漆层10。 PCB板1上下面上均刻有导线2，导线2在 板上沿圆周方向均匀排列，每个导线2两端均设有导线过孔3，导线过孔3穿过PCB板1，导 线柱19设在导线过孔3内，并将上下面上的导线2连接起来，从而构成线圈。位于下方的 PCB板13也具有相同的结构。 如图5所示，每个半圆环形板的线圈均有一对输出端U+和U-，位于上层的半圆环 形板15的U-和半圆环形板16的U+由连接线4连接，位于下层的半圆环形板15的U+和 半圆环形板16的U-由连接线4连接，最后位于上层的半圆环形板16的U-和位于下层的 半圆环形板16的U+由板间连接线8连接，未被导线连接而剩下的输出端U+和U-分别与 信号输出线5连接。相当于板间连接导线8将分别位于PCB板1、 13上的线圈进行软连接。 开口式PCB空芯线圈在设计上遵循空心线圈的设计原则，但由于印刷电路板本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高精度开口式罗氏线圈，其特征在于：它包括至少一层ＰＣＢ板，每层ＰＣＢ板由两个相对设置的板组成；两个板之间设有间距，两个板的一端开口为常开开口；所述ＰＣＢ板上设有线圈，线圈由刻在ＰＣＢ板上下面上的导线以及连接上下面导线的导线柱构成；在所述常开开口处设有信号输出端；两个板的线圈由连接线串联连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘韶林，阎东，王雍，马飞，谢凯，张景超，杨晓辉，乔利红，王英杰，刘昊，沈强，时晨，张嵩阳，丁涛，
申请(专利权)人：河南电力试验研究院，
类型：实用新型
国别省市：41[中国|河南]