新型霍尔电子式互感器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种新型霍尔电子式互感器，由霍尔传感器、绝缘套管及合并单元电路组成，其特征在于，所述霍尔传感器、绝缘套管及合并单元电路按照从上到下的位置关系排布，霍尔传感器通过信号传输线连接至合并单元电路；通过霍尔传感器可以将一次导线上的高电压或大电流转换成低电压或小电流，并接于合并单元电路便得到一个能随系统一次电压电流变化而变化的电压信号或电流信号。本实用新型专利技术的新型霍尔电子式互感器，采用霍尔传感器，利用霍尔效应的原理，传感器输出的小电压能随系统一次电压或电流变化而变化，真实地反应系统情况；可以设计成霍尔电子式电压互感器、霍尔电子式电流互感器及霍尔组合互感器。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种霍尔电子式互感器，特别是涉及一种能将高电压、大电流进行电能计量、继电保护及电能监测的霍尔电子式互感器。
技术介绍
电子式互感器其功能主要是将高电压或大电流按比例变换成标准低电压或标准小电流，以便实现电能计量、继电保护及电能监测并也可实现测量仪表、保护设备及自动控制设备的标准化、小型化。同时电子式互感器还可用来隔开高电压系统，以保证人身和设备的安全。按比例需求变换电压或电流。传统的电子式互感器按原理分主要有光学式、空心线圈式、低功率铁芯线圈式。光电式互感器在应用上存在的主要问题是需要对传感器进行供能，长期大功率的激光供能会影响光器件的使用寿命并且光学器件成本昂贵易损坏，同时温度的变化会引起光路系统的变化引起晶体除具有电光效应外的弹光效应、热光效应等干扰效应，导致传感器内光学电压传感器的工作稳定性减弱。空心线圈式互感器在应用上存在的主要问题是线圈输出信号与其结构有很强的相关性，温度变化会导致结构变化，影响测量准确度。低功率铁芯线圈式互感器在应用上存在的主要问题是体积大、磁饱和、铁磁谐振、动态范围小，使用频带窄(一般使用在35kV以下)等弱点。现有技术也有涉及到相关专利，例如申请号为200820065435. 4的名为点阵式霍尔电流传感器的技术专利，涉及一种点阵式霍尔电流传感器，包括一个由N个霍尔元件组成的阵列、印刷电路板、增益调整电路和输出累加电路，采用一次载流导线为长直导线的磁场分布模型，将N个霍尔元件按路径均匀对称分布在印刷电路板上，且每个霍尔元件所在平面穿过路径的中心轴，增益调整电路也分布印刷电路板上确定每个霍尔元件对应霍尔电势的加权系数，并且将处理后的信号经输出累加电路直接相加，得到归一化后的总霍尔电势，N为大于零的自然数。然而该专利存在结构复杂，体积较大等缺陷，不利于推广应用。有鉴于此，有必要提供一种新型霍尔电子式互感器，以克服上述缺陷。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有传统的电子式互感器具有的上述缺点，本技术的目的是提供一种新型霍尔电子式互感器，其性能具有结构牢固，体积小，重量轻，寿命长，安装方便，功耗小，耐震动，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等环境温度的变化，测量准确度闻。本技术的技术方案是一种新型霍尔电子式互感器，由霍尔传感器、绝缘套管及合并单元电路组成，其特征在于，所述霍尔传感器、绝缘套管及合并单元电路按照从上到下的位置关系排布，霍尔传感器通过信号传输线连接至合并单元电路；通过霍尔传感器可以将一次导线上的高电压或大电流转换成低电压或小电流，并接于合并单元电路便得到一个能随系统一次电压电流变化而变化的电压信号或电流信号。如上所述的新型霍尔电子式互感器，其特征在于，所述新型霍尔电子式互感器设计成IOkV IOOOkV适合不同电压等级的霍尔电子式电压互感器。如上所述的新型霍尔电子式互感器，其特征在于，所述新型霍尔电子式互感器设计成霍尔电子式电流互感器，改变一次导体的截面积的大小就可以适用于各种大电流的电路中。如上所述的新型霍尔电子式互感器，其特征在于，所述新型霍尔电子式互感器设计成霍尔电子式组合互感器，同时可以测量电压和电流。如上所述的新型霍尔电子式互感器，其特征在于，所述新型霍尔电子式互感器输出的信号为模拟信号，可以在合并单元电路输出的模拟信号后面加装一个数字电路，将模拟信号转变成数字信号；或者通过选择霍尔传感器类型来改变输出信号是模拟信号还是数 字信号电压型霍尔传感器输出是模拟信号，开关型霍尔传感器输出是数字信号。本技术的有益效果是本技术的新型霍尔电子式互感器，采用霍尔传感器，利用霍尔效应的原理，传感器输出的小电压能随系统一次电压或电流变化而变化，真实地反应系统情况；可以设计成霍尔电子式电压互感器、霍尔电子式电流互感器及霍尔组合互感器(可以测量电压，也可以测量电流，把它们组合在一起)。附图说明图I是本技术实施例的霍尔电子式互感器基本原理图。图2是霍尔电子式互感器中霍尔传感器内部原理图。图3是霍尔电子式互感器电路工作原理图。图4是霍尔电子式互感器电路工作原理图中电压电路的具体实施电路。图5是霍尔电子式互感器设计的外观图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术做进一步的详细说明，但该实施例不应理解为对本技术的限制。本技术实施例提供的一种新型霍尔电子式互感器，由霍尔传感器、绝缘套管及合并单元电路组成，所述霍尔传感器、绝缘套管及合并单元电路按照从上到下的位置关系排布，霍尔传感器通过信号传输线连接至合并单元电路；通过霍尔传感器可以将一次导线上的高电压或大电流转换成低电压或小电流，并接于合并单元电路便得到一个能随系统一次电压电流变化而变化的电压信号或电流信号。图I中通电导线周围存在电磁场，其大小与导线中的电流成正比，若把霍尔元件置于电场强度为E、磁场强度为H的电磁场中，贝U在该兀件中将产生电流I,兀件上同时产生的霍尔电位差UH=RHIB/d。UH电压在后面的电压电路中按照需求进行处理得到不同功能的电压。图2是霍尔传感器内部原理图，其中X为霍尔元件；当供给Vss电源后霍尔元件得电后霍尔元件中的半导体上的载流子在通过高电压(大电流)导线产生的磁场下产生洛仑兹力的作用，分别向片子横向两侧偏转和积聚，因而形成一个电场，称作霍尔电场。霍尔电场产生的电场力和洛仑兹力相反，它阻碍载流子继续堆积，直到霍尔电场力和洛仑兹力相等。这时，霍尔元件两侧建立起一个稳定的电压，这就是霍尔电压Vi。为能精确的反应系统上的电压电流需经霍尔传感器中的放大器进行初级放大后产生Vo电压并输出。图3是霍尔电子式互感器的电路原理图，霍尔传感器产生Ui (Vo)电压并输出，为补偿通电导线在由电能产生磁场时的损耗及霍尔传感器在将磁能转成电能时的损耗，需进一步放大；同时为保证输出的电压精确度能够随着外界系统电压高低或电流大小变化而变化及相位的差异，需在下一部进行设计射级跟随放大电路及负反馈电路，使输出的电压能自动跟踪系统的电压高低或电流大小及相位变化而变化并输出U。。U0电压可以是反应系统高电压的信号电压，也可以是反应系统电流大小的信号电压。所以本原理霍尔电子式互感器，可以设计成霍尔电子式电流互感器、霍尔电子式电压互感器及霍尔电子式组合互感器。同时可以根据客服功能要求设计成电流测量、电流保护、电流监测及电压测量、电压保护、电压监测等其他功能。图4是霍尔电子式互感器的电路原理图实施电路，霍尔传感器产生Ui电压经过两级运算放大器进行放大并移相后，在经过后面两级放大及反馈电路使输出的U。电压能够随Ui变化而变化；同时在电路中调节RPl和RP2可以提高输出的U。电压的比差值及相位值。此基本电路也可以根据要求设计成电流测量、电流保护、电流监测及电压测量、电压保护、电压监测或其他功能的电路；只需在外围电路中的电阻电容配置上稍作改动就可以了。图5中改变绝缘套管的外绝缘距离就可以设计成IOkV IOOOkV适合不同电压等级的霍尔电子式互感器可以是霍尔电子式电压互感器也可以是霍尔电子式电流互感器；同时改变一次导体的截面积的大小就可以适用于各种大电流的电路中而设计成霍尔电子式电流互感器。该产品的合并单元电路可以与产品集成装在一起，也可独立装在单独的箱体中；同时该产品输出信号为模拟信号，为适合现在的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型霍尔电子式互感器，由霍尔传感器、绝缘套管及合并单元电路组成，其特征在于，所述霍尔传感器、绝缘套管及合并单元电路按照从上到下的位置关系排布，霍尔传感器通过信号传输线连接至合并单元电路；通过霍尔传感器可以将一次导线上的高电压或大电流转换成低电压或小电流，并接于合并单元电路便得到一个能随系统一次电压电流变化而变化的电压信号或电流信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘西超，王焱，万德锋，
申请(专利权)人：国网电力科学研究院，
类型：实用新型
国别省市：