專利名稱：一種零溫漂電流傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種適合安裝在電力系統(tǒng)中高電壓設(shè)備的末屏接地線上，對接地
電流進(jìn)行不失真?zhèn)鬏數(shù)碾娏鱾鞲衅?
背景技術(shù)：
高壓電氣設(shè)備的末屏地對電流非常小，例如對于一個電壓等級為11萬伏，電容量 為lOOpf的設(shè)備，其電流為2mA。但是末屏電流包含了有關(guān)高電壓設(shè)備有關(guān)絕緣性能的狀 態(tài)信息，目前對高電壓設(shè)備有關(guān)絕緣性能的了解主要是通過對末屏電流的分析進(jìn)行的。要 準(zhǔn)確了解高壓設(shè)備的運行狀態(tài)，電流信號的提取非常關(guān)鍵，只有首先獲得真實、準(zhǔn)確的電流 信號，后續(xù)環(huán)節(jié)才有基礎(chǔ)，因此，電流傳感器是對電力設(shè)備設(shè)備實施狀態(tài)監(jiān)測的一個關(guān)鍵環(huán) 節(jié)。電流傳感器擔(dān)負(fù)著信號提取的任務(wù)，但它又處于強電磁場環(huán)境中，容易受到電磁干擾， 同時又長期工作在戶外，易受溫度、濕度等大氣條件的影響。電流傳感器物理性能隨溫度的 變化，溫度變化所帶來的傳感器所受應(yīng)力的改變，都會給傳感器真實地采集信號帶來諸多 的不確定因素。工作在戶外的電流傳感器所處的環(huán)境條件變化非常大，例如，環(huán)境溫度會由
零下-401:變化到+651:，這樣大幅度的溫度變化所帶來的傳感器物理性能的變化是非常
大的，而物理性能的變化必然會反映到傳感器所采集的電流信號中來，這樣就不可避免的 引起它所監(jiān)測的狀態(tài)信息的失真。統(tǒng)計分析表明，由于溫度變化而引起產(chǎn)生的監(jiān)測信息的 變化，已接近由于絕緣性能惡化所產(chǎn)生的變化，所以溫度變化的帶來的信息失真已嚴(yán)重影 響到對高電壓設(shè)備狀態(tài)評估的有效性(朱德恒，談克雄，電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技 術(shù)的現(xiàn)狀與展望，第二屆全國電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)研討會)。怎樣客觀，科學(xué) 的排除溫度變化所產(chǎn)生的影響，是準(zhǔn)確獲取真實狀態(tài)信息的前提。 電流傳感器目前都是采用高磁導(dǎo)率的軟磁合金作磁芯，在磁芯上繞制一定匝數(shù)的 漆包線來完成，因為軟磁合金的磁性能隨溫度的變化而變化，這是產(chǎn)生采樣信息失真的本 質(zhì)原因。由于所有的軟磁合金的磁性能都是溫度的函數(shù)，通過更換合金種類是達(dá)不到消除 溫度影響的目的，因此不能消除電流傳感器的采樣信息失真的情況。

實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實用新型提供一種物理性能不隨溫度的變化而改變 的電流傳感器。 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型一種零溫漂電流傳感器，包括磁芯和漆包線，所述磁 芯為多個磁性能與溫度呈不同關(guān)系的磁芯構(gòu)成，其中每一磁芯上繞制一定匝數(shù)的漆包線組 成磁芯線圈后，所述磁芯線圈之間并行連接，通過對不同磁芯之間磁性能對溫度影響的相 互抵消，保證電流傳感器物理性能在工作溫度范圍內(nèi)不隨溫度改變。 進(jìn)一步，所述磁芯由磁導(dǎo)率隨溫度的變化呈正比關(guān)系的軟磁合金A和磁導(dǎo)率隨溫 度的變化呈反比關(guān)系的軟磁合金B(yǎng)共同組成。 進(jìn)一步，所述軟磁合金A為坡莫合金，所述軟磁合金B(yǎng)為鎳銀合金。
3[0008] 進(jìn)一步，所述坡莫合金上纏繞的線圈匝數(shù)為1000，所述鎳銀合金上纏繞的線圈匝 數(shù)為900-1000匪。 進(jìn)一步，所述電流傳感器的物理性能包括所述磁芯線圈的電流傳輸比和相差。 進(jìn)一步，所述工作溫度范圍為0-5(TC。 本實用新型的零溫漂電流傳感器，應(yīng)用具有不同溫度特性的磁性合金相互補償， 通過各自磁性能相對溫度變化的相互抵消，來達(dá)到降低甚至消除溫度所帶來電流傳感器采 樣信息失真的問題，提高了電流傳感器采樣信息的準(zhǔn)確性。

圖1為本實用新型零溫漂電流傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2a為本實用新型實施例中坡莫合金線圈電流傳輸比隨溫度變化曲線； 圖2b為本實用新型實施例中坡莫合金線圈二次電流相對于一次電流相差隨溫度
變化曲線； 圖3a為本實用新型實施例中鎳銀合金線圈電流傳輸比隨溫度變化曲線； 圖3b為本實用新型實施例中鎳銀合金線圈二次電流相對于一次電流相差隨溫度
變化曲線； 圖4a為本實用新型雙線圈并聯(lián)使用的電流傳輸比隨溫度變化曲線圖； 圖4b為本實用新型雙線圈并聯(lián)使用的二次電流相對于一次電流相差隨溫度變化
曲線圖。
具體實施方式如圖1所示，本實用新型的零溫漂電流傳感器，應(yīng)用兩種軟磁合金A和B，他們的 磁性能具有不同的溫度系數(shù)，其中A合金1的磁性能隨溫度的變化呈正比關(guān)系，B合金2的 磁性能隨溫度的變化呈反比關(guān)系，在兩種軟磁合金A和B上分別繞上一定匝數(shù)的漆包線構(gòu) 成磁芯線圈，并將兩種合金所制成的磁芯線圈并聯(lián)使用，通過對溫度影響的相互抵消，達(dá)到 使電流傳感器物理性能不受溫度變化的影響，不隨溫度變化而改變的目的。在本實施例中， A合金1采用坡莫合金J79， B合金2采用的是一種新型的軟磁合金，鎳銀合金。采用常規(guī) 的線圈繞制工藝，分別用兩種合金繞成磁芯線圈，其中坡莫合金的線圈匝數(shù)為1000匝，而 鎳銀合金的匝數(shù)則根據(jù)溫度補償要求(一般為900匝-1100匝)，繞制合適的匝數(shù)。如圖 2a-圖3b分別是兩個線圈的電流傳輸比和相差(二次電流相對于一次電流的相位差)隨溫 度變化的曲線，顯示出兩者隨溫度變化有相反的變化趨勢，形成相互補償?shù)男Ч?。只要在?藝中合適調(diào)節(jié)兩線圈的匝數(shù)比，當(dāng)進(jìn)行并聯(lián)使用時，可以達(dá)到非常好的補償效果。如圖4a 和4b所示是兩線圈并聯(lián)使用后電流傳感器磁性能隨溫度變化曲線，在(TC 5(rC溫度范圍 內(nèi)，線圈達(dá)到零溫漂。 本實用新型電流傳感器，采用兩種磁性能隨溫度變化有不同變化趨勢的軟磁合 金，分別繞制成磁芯線圈并行連接，通過各自磁性能相對溫度變化的相互抵消，達(dá)到消除溫 度所帶來電流傳感器采樣信息失真的問題，提高了電流傳感器采樣信息的準(zhǔn)確性。
權(quán)利要求一種零溫漂電流傳感器，包括磁芯和漆包線，其特征在于，所述磁芯為多個磁性能與溫度呈不同關(guān)系的磁芯構(gòu)成，其中每一磁芯上繞制一定匝數(shù)的漆包線組成磁芯線圈后，所述磁芯線圈之間并行連接，通過對不同磁芯之間磁性能對溫度影響的相互抵消，保證電流傳感器物理性能在工作溫度范圍內(nèi)不隨溫度改變。
2. 如權(quán)利要求1所述的零溫漂電流傳感器，其特征在于，所述磁芯由磁導(dǎo)率隨溫度的 變化呈正比關(guān)系的軟磁合金A和磁導(dǎo)率隨溫度的變化呈反比關(guān)系的軟磁合金B(yǎng)共同組成。
3. 如權(quán)利要求2所述的零溫漂電流傳感器，其特征在于，所述軟磁合金A為坡莫合金， 所述軟磁合金B(yǎng)為鎳銀合金。
專利摘要本實用新型公開了一種零溫漂電流傳感器，包括磁芯和漆包線，磁芯為多個磁性能與溫度呈不同關(guān)系的磁芯構(gòu)成，其中每一磁芯上繞制一定匝數(shù)的漆包線組成磁芯線圈，磁芯線圈之間并行連接，通過對不同磁芯之間磁性能對溫度影響的相互抵消，保證電流傳感器物理性能在工作溫度范圍內(nèi)不隨溫度改變。本實用新型的零溫漂電流傳感器，應(yīng)用具有不同溫度特性的磁性合金相互補償，通過各自磁性能相對溫度變化的相互抵消，來達(dá)到降低甚至消除溫度所帶來電流傳感器采樣信息失真的問題，提高了電流傳感器采樣信息的準(zhǔn)確性。
文檔編號G01R19/32GK201522523SQ20092017534
公開日2010年7月7日 申請日期2009年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月26日
發(fā)明者曹建, 梁軒偉, 龍俊 申請人:北京華電云通電力技術(shù)有限公司