【技术实现步骤摘要】
一种零区电流检测传感器
[0001]本专利技术属于断路器大容量实验测量
，涉及一种零区电流检测传感器。
技术介绍
[0002]对于断路器分断过程，当电弧在电流零点熄灭后，弧隙的残余载流介质将在弧后暂态恢复电压的驱动下产生零区电流，零区电流特性是开关热恢复性能的重要指标，可以为开关优化设计提供定量指导，因此对零区电流测量方法的研究，是开关实验技术的研究热点之一。由于零区电流信号变化速度快，幅值远小于大容量实验中的短路冲击电流，因此，要求相应的传感器及测量系统具有频带宽，动态范围大的特点。
[0003]目前零区电流的测量方式主要分为两大类，一类是基于欧姆定律，即，在待测开关回路中串连小电阻(分流器)，通过测量电阻两端的电压，得到流过电阻的电流，由于与一次回路共地，因此该方法噪音干扰较为严重，且要求在电流过零前的特定时刻将待测电流切换至分流器支路，因此对投切精度要求较高。另一类是基于电磁感应定律，即，通过对测量得到的电磁感应电压进行积分，反算出一次侧电流，该方法结构简单，抗干扰能力较强，但采用硬件积分方式时，会受到积分电路的暂态响应特性的限制，而采用软件积分则存在信号的累计偏移问题，上述原因均造成较大的误差。
[0004]基于高频磁性材料的铁磁式互感器，具有频带宽、测量精度高，尤其是具备自积分的信号响应特性，因此，如能解决其大电流测量时的磁芯磁饱和问题，对于具有高速瞬变特征的零区电流测量将具有独特优势。
[0005]回顾铁磁式电流互感器的磁芯饱和原因，主要包括以下几个方面，
①>励磁磁势过大；
②
平均磁路长度过短；
③
磁芯参数限制，包括截面积、饱和磁通等。对应于上述因素，传统的解决方法主要包括：
①
减少励磁电流，具体包括增加二次侧匝数，减小二次侧漏感，并减小二次绕组及负载的阻值，从而减小其归算到一次侧的阻抗，此时往往需要减小一次侧匝数，为增加二次绕组匝数提供更大的绕线窗口；
②
增加磁芯气隙，或增加平均磁路长度；
③
提高磁芯的截面积以及采用饱和磁通较大的磁芯材料。
[0006]上述设计方法能够有效应对一般应用场合的互感器磁饱和问题，然而在断路器的大容量实验中，面对高达上百千安的短路冲击电流，便显力不从心，其一，面对增加电流测量范围的问题，现有解决方式均指向增加材料体积和设计尺寸；其二，随着磁路、绕组尺寸的增加，测量带宽或响应速度会受到极大制约，无法满足对高速瞬变信号的测量。上述因素的存在基本限制了铁磁互感器在该领域的应用。
技术实现思路
[0007]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种零区电流检测传感器，该传感器具有电流测量范围广、体积小且能够满足对高速瞬变信号测量的要求。
[0008]为达到上述目的，本专利技术所述的零区电流检测传感器包括屏蔽壳、磁芯、二次绕组、一次侧母线、采样电阻、匹配电阻、双芯穿墙航空插座及检测绕组；
[0009]屏蔽壳的中心处设置有固定套筒，所述磁芯为环形结构，磁芯位于屏蔽壳内，且磁芯套接于所述固定套筒上，二次绕组均匀密绕于所述磁芯上，且所述二次绕组的两端短路，一次侧母线穿过所述固定套筒，采样电阻的一端经匹配电阻与双芯穿墙航空插座中信号线的一根芯线相连接，采样电阻的另一端与双芯穿墙航空插座中信号线的另一根芯线相连接，检测绕组并联连接于采样电阻上，且检测绕组绕过所述磁芯。
[0010]双芯穿墙航空插座穿过屏蔽壳上的穿墙过孔，并固定于屏蔽壳的外壁上。
[0011]屏蔽壳的侧壁上与磁路垂直的方向上设置有环形缝隙。
[0012]所述检测绕组为单匝。
[0013]屏蔽壳与磁芯、二次绕组及检测绕组之间填充有绝缘填充材料。
[0014]磁芯采用环形锰锌铁氧体。
[0015]二次绕组的导线采用聚四氟薄膜包覆或聚酯漆包线的绝缘方式。
[0016]二次绕组的导线采用截面形状为矩形的铜线。
[0017]本专利技术具有以下有益效果：
[0018]本专利技术所述的零区电流检测传感器在具体操作时，二次绕组均匀密绕于所述磁芯上，且所述二次绕组的两端短路，以减小二次绕组与磁芯之间的间隙距离，从而减小二次侧漏感，降低二次侧归算到一次侧的阻抗，使得归算到一次侧的阻抗远小于励磁阻抗，降低励磁电流，提高传感器的电流测量范围，体积较小，同时满足对高速瞬变信号测量的要求。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的结构图；
[0020]图2为本专利技术的截面图。
[0021]其中，1为磁芯、2为一次侧母线、3为二次绕组、4为检测绕组、5为采样电阻、6为双芯穿墙航空插座、7为屏蔽壳、8为环形缝隙、9为绝缘填充材料。
具体实施方式
[0022]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本专利技术公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本专利技术公开的概念。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0023]在附图中示出了根据本专利技术公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
[0024]参考图1及图2，本专利技术所述的零区电流检测传感器包括磁芯1、一次侧母线2、二次绕组3、检测绕组4、采样电阻5、双芯穿墙航空插座6、屏蔽壳7、环形缝隙8及绝缘填充材料9；
[0025]所述屏蔽壳7的中心处设置有固定套筒，所述磁芯1为环形结构，磁芯1位于屏蔽壳
7内，且磁芯1套接于所述固定套筒上，二次绕组3均匀密绕于所述磁芯1上，且所述二次绕组3的两端短路。
[0026]一次侧母线2穿过所述固定套筒，检测绕组4为单匝，采样电阻5为1Ω，采样电阻5的一端经50Ω的匹配电阻与双芯穿墙航空插座6中信号线的一根芯线相连接，采样电阻5的另一端与双芯穿墙航空插座6中信号线的另一根芯线相连接，检测绕组4并联连接于采样电阻5上，且检测绕组4绕过所述磁芯1。
[0027]双芯穿墙航空插座6穿过屏蔽壳7上的穿墙过孔，并通过螺钉固定于屏蔽壳7的外壁上。
[0028]屏蔽壳7的侧壁上与磁路垂直的方向上设置有环形缝隙8，用于切断涡流通路，以消除屏蔽结构对主磁通的影响，满足测量准确性。屏蔽壳7与磁芯1、二次绕组3及检测绕组4之间填充有绝缘填充材料9，用于固定磁芯1、二次绕组3及检测绕组4与屏蔽壳7的相对位置，同时也在互感器受到外力冲击时，为磁芯1、二次绕组3及检测绕本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种零区电流检测传感器，其特征在于，包括屏蔽壳(7)、磁芯(1)、二次绕组(3)、一次侧母线(2)、采样电阻(5)、匹配电阻、双芯穿墙航空插座(6)及检测绕组(4)；屏蔽壳(7)的中心处设置有固定套筒，所述磁芯(1)为环形结构，磁芯(1)位于屏蔽壳(7)内，且磁芯(1)套接于所述固定套筒上，二次绕组(3)均匀密绕于所述磁芯(1)上，且所述二次绕组(3)的两端短路，一次侧母线(2)穿过所述固定套筒，采样电阻(5)的一端经匹配电阻与双芯穿墙航空插座(6)中信号线的一根芯线相连接，采样电阻(5)的另一端与双芯穿墙航空插座(6)中信号线的另一根芯线相连接，检测绕组(4)并联连接于采样电阻(5)上，且检测绕组(4)绕过所述磁芯(1)。2.根据权利要求1所述的零区电流检测传感器，其特征在于，双芯穿墙航空插座(6)穿...
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