一种铁路牵引网电流传感器的制作方法

1.本实用新型涉及电流传感器技术领域，具体涉及一种铁路牵引网电流传感器。


背景技术：

2.铁路是单相不对称整流型负荷，由于列车在运行时受到牵引工况、线路司机操作和气候等因素的影响，牵引电流在不断变化。目前关于牵引负荷对电力系统的影响的研究，一般将机车负荷当作是恒定的功率源或电流源，忽略了牵引负荷的实时变化，导致仿真数据和实际数据存在较大的差异。
3.如何在线检测牵引网导体回路中的电流，实时了解牵引网中导体回路中的电流分布特征和实时运行负荷特征，一直是铁路行业的难点和痛点。真实了解电气化铁路的牵引网系统的实际工作负荷，有助于铁路部门准确的评估牵引供电系统的供电能力，合理配置供电容量，节省运营成本。而且处于安全考虑，对牵引网导体回路中电流在线检测时，不能拆卸现有线路和设备，不能影响线路正常行车。
4.传统的电流传感器一般是闭合式电流传感器，在检测牵引网电流时，需要穿过导体，输入侵入式测量，在使用和维护时，需要牵引网导体，存在使用不方面，维护难度大的缺点。而传统的带磁芯传感器，一方面其属于侵入式测量；另一方面，在测量大电流时，磁芯容易饱和，导致电流传感器的输出非线性，影响测试精度，因而传统的带磁芯的电流检测方法和配套的电流传感器不能满足牵引网导体中电流的在线检测需求。
5.根据以上分析，处于安全考虑和实际安装的需要，电气化铁路牵引网闭合导线回路中电流检测需要开合式电流检测方案，而传统的电流检测方案不能满足该要求。


技术实现要素：

6.因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服传统的带磁芯的电流检测方法和配套的电流传感器不能满足牵引网导体中电流的在线检测需求的缺陷，从而提供一种铁路牵引网电流传感器，所述铁路牵引网电流传感器包括传感器本体和信号处理电路板；
7.所述传感器本体为固定在一支撑结构上的环形tmr阵列；
8.所述支撑结构包括上半环结构和下半环结构，所述下半环结构通过连接件沿一端可转动与所述上半环结构连接，所述上半环结构和所述下半环结构合并之后形成对待测电流导线的合围；
9.所述信号处理电路板与所述环形tmr阵列电连接。
10.在本实用新型的一种实施方式中，所述环形tmr阵列由若干并联或并联设置的tmr单元组成。
11.在本实用新型的一种实施方式中，所述上半环结构上的tmr单元和所述下半环结构上的tmr单元之间通过连接导线连接。
12.在本实用新型的一种实施方式中，所述上半环结构包含的tmr单元数量与所述下半环结构包含的tmr单元数量相同。
13.在本实用新型的一种实施方式中，所述上半环结构包含的tmr单元数量与所述下半环结构包含的tmr单元数量均为6，但不限于该数量。
14.在本实用新型的一种实施方式中，所述环形tmr阵列的外周设置有环形壳体结构，所述环形壳体结构的外径为50～70mm，所述环形壳体结构的内径为10～20mm，但不限于该尺寸。
15.在本实用新型的一种实施方式中，所述环形tmr阵列与所述环形壳体结构同心设置，并且所述tmr单元分布在半径为35～45mm的位置，但不限于该位置。
16.在本实用新型的一种实施方式中，所述环形壳体结构包括上半环套壳和下半环套壳，所述上半环套壳套设于上半环结构，所述下半环套壳套设于下半环结构，所述连接件设于环形壳体结构上，使得所述下半环结构通过连接件沿一端可转动与所述上半环结构连接。
17.在本实用新型的一种实施方式中，所述连接件为卡扣或合页。
18.在本实用新型的一种实施方式中，所述铁路牵引网电流传感器还包括安装座；所述传感器本体和信号处理电路板固定在安装座上；所述安装座固定在待测电流导线周围。
19.本实用新型技术方案，具有如下优点：
20.本实用新型提供的铁路牵引网电流传感器包括固定在一支撑结构上的传感器本体，所述传感器本体包括信号处理电路板，以及，分布在信号处理电路板上且与信号处理电路板电连接的环形tmr阵列，所述信号处理电路板包括上半环结构和下半环结构，所述下半环结构通过连接件沿一端可转动与所述上半环结构连接，所述上半环结构和所述下半环结构合并之后形成对待测电流导线的合围；所述传感器本体具有开合式结构，采用非侵入式方式，在不拆卸和打断牵引网导线前提下，实现牵引网导线中工作电流检测，可用于牵引网导线回路中电流的检测，从而实现对牵引网导线工作状态和健康状况进行在线检测，为智能铁路运维提供重要帮助。
21.进一步地，本实用新型传感器本体采用环形tmr阵列，环形tmr阵列由n个近似相同灵敏度、相同电阻的tmr芯片并联组成，然后经过pga修调和标定后输出模拟信号，具有灵活机械特性，可用于测量闭合导体回路中的电流，相对于传统的n-n-n拓扑方案的磁阵列，本实用新型传感器本体采用的环形tmr阵列在满足性能的前提下，采用了简洁的n-1-1拓扑方案，具有性能好、元器件少、成本低等特点。
22.进一步地，本实用新型传感器本体的环形tmr阵列采用磁阵列方案，增强抗干扰能力，提高测量精度，避免了单个tmr芯片容易受到附近外部磁场的干扰，导致测量存在偏差的问题。
23.进一步地，本实用新型传感器本体的环形tmr阵列采用了无磁芯方案，在测量大电流时，没有磁芯容易饱和的问题，精度高。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本实用新型实施例1中传感器本体的一个具体示例的结构图；
26.图2为本实用新型实施例1中传感器本体的一个具体示例的原理图；
27.图3为本实用新型实施例1中铁路牵引网电流传感器装置的结构图；
28.图1～3中，传感器本体1、信号处理电路板2、支撑结构3、环形tmr阵列4、上半环结构5、下半环结构6、待测电流导线7、连接导线8、环形壳体结构9、上半环套壳10、下半环套壳11。
具体实施方式
29.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
30.实施例1
31.如图1～3所示，本实施例提供了一种铁路牵引网电流传感器，所述铁路牵引网电流传感器包括传感器本体1和信号处理电路板2；
32.所述传感器本体1为固定在一支撑结构3上的环形tmr阵列4；
33.所述支撑结构3包括上半环结构5和下半环结构6，所述下半环结构6通过连接件沿一端可转动与所述上半环结构5连接，所述上半环结构5和所述下半环结构6合并之后形成对待测电流导线7的合围；
34.所述信号处理电路板2与所述环形tmr阵列4电连接。
35.作为优选，所述环形tmr阵列4由若干并联或并联设置的tmr单元组成。
36.作为优选，所述上半环结构5上的tmr单元和所述下半环结构6上的tmr单元之间通过连接导线8连接。
37.作为优选，所述上半环结构5包含的tmr单元数量与所述下半环结构6包含的tmr单元数量相同。
38.作为优选，所述上半环结构5包含的tmr单元数量与所述下半环结构6包含的tmr单元数量均为6，但不限于该数量。
39.作为优选，所述环形tmr阵列4的外周设置有环形壳体结构9，所述环形壳体结构9的外径为50～70mm，所述环形壳体结构9的内径为10～20mm，但不限于该尺寸。
40.作为优选，所述环形tmr阵列4与所述环形壳体结构9同心设置，并且所述tmr单元分布在半径为35～45mm的位置，但不限于该位置。
41.作为优选，所述环形壳体结构9包括上半环套壳10和下半环套壳11，所述上半环套壳10套设于上半环结构5，所述下半环套壳11套设于下半环结构6，所述连接件设于环形壳体结构9上，使得所述下半环结构6通过连接件沿一端可转动与所述上半环结构5连接。
42.作为优选，所述连接件为卡扣或合页。
43.作为优选，所述铁路牵引网电流传感器还包括安装座12；所述传感器本体1和信号处理电路板2固定在安装座12上；所述安装座12固定在待测电流导线周围。
44.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或
变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。