专利名称：一种零温漂电流传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种适合安装在电力系统中高电压设备的末屏接地线上，对接地
电流进行不失真传输的电流传感器
背景技术：
高压电气设备的末屏地对电流非常小，例如对于一个电压等级为11万伏，电容量 为lOOpf的设备，其电流为2mA。但是末屏电流包含了有关高电压设备有关绝缘性能的状 态信息，目前对高电压设备有关绝缘性能的了解主要是通过对末屏电流的分析进行的。要 准确了解高压设备的运行状态，电流信号的提取非常关键，只有首先获得真实、准确的电流 信号，后续环节才有基础，因此，电流传感器是对电力设备设备实施状态监测的一个关键环 节。电流传感器担负着信号提取的任务，但它又处于强电磁场环境中，容易受到电磁干扰， 同时又长期工作在户外，易受温度、湿度等大气条件的影响。电流传感器物理性能随温度的 变化，温度变化所带来的传感器所受应力的改变，都会给传感器真实地采集信号带来诸多 的不确定因素。工作在户外的电流传感器所处的环境条件变化非常大，例如，环境温度会由
零下-401:变化到+651:，这样大幅度的温度变化所带来的传感器物理性能的变化是非常
大的，而物理性能的变化必然会反映到传感器所采集的电流信号中来，这样就不可避免的 引起它所监测的状态信息的失真。统计分析表明，由于温度变化而引起产生的监测信息的 变化，已接近由于绝缘性能恶化所产生的变化，所以温度变化的带来的信息失真已严重影 响到对高电压设备状态评估的有效性(朱德恒，谈克雄，电气设备状态监测与故障诊断技 术的现状与展望，第二届全国电气设备状态监测与故障诊断技术研讨会)。怎样客观，科学 的排除温度变化所产生的影响，是准确获取真实状态信息的前提。 电流传感器目前都是采用高磁导率的软磁合金作磁芯，在磁芯上绕制一定匝数的 漆包线来完成，因为软磁合金的磁性能随温度的变化而变化，这是产生采样信息失真的本 质原因。由于所有的软磁合金的磁性能都是温度的函数，通过更换合金种类是达不到消除 温度影响的目的，因此不能消除电流传感器的采样信息失真的情况。
实用新型内容针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种物理性能不随温度的变化而改变 的电流传感器。 为实现上述目的，本实用新型一种零温漂电流传感器，包括磁芯和漆包线，所述磁 芯为多个磁性能与温度呈不同关系的磁芯构成，其中每一磁芯上绕制一定匝数的漆包线组 成磁芯线圈后，所述磁芯线圈之间并行连接，通过对不同磁芯之间磁性能对温度影响的相 互抵消，保证电流传感器物理性能在工作温度范围内不随温度改变。 进一步，所述磁芯由磁导率随温度的变化呈正比关系的软磁合金A和磁导率随温 度的变化呈反比关系的软磁合金B共同组成。 进一步，所述软磁合金A为坡莫合金，所述软磁合金B为镍银合金。
3[0008] 进一步，所述坡莫合金上缠绕的线圈匝数为1000，所述镍银合金上缠绕的线圈匝 数为900-1000匪。 进一步，所述电流传感器的物理性能包括所述磁芯线圈的电流传输比和相差。 进一步，所述工作温度范围为0-5(TC。 本实用新型的零温漂电流传感器，应用具有不同温度特性的磁性合金相互补偿， 通过各自磁性能相对温度变化的相互抵消，来达到降低甚至消除温度所带来电流传感器采 样信息失真的问题，提高了电流传感器采样信息的准确性。
图1为本实用新型零温漂电流传感器的结构示意图； 图2a为本实用新型实施例中坡莫合金线圈电流传输比随温度变化曲线； 图2b为本实用新型实施例中坡莫合金线圈二次电流相对于一次电流相差随温度
变化曲线； 图3a为本实用新型实施例中镍银合金线圈电流传输比随温度变化曲线； 图3b为本实用新型实施例中镍银合金线圈二次电流相对于一次电流相差随温度
变化曲线； 图4a为本实用新型双线圈并联使用的电流传输比随温度变化曲线图； 图4b为本实用新型双线圈并联使用的二次电流相对于一次电流相差随温度变化
曲线图。
具体实施方式如图1所示，本实用新型的零温漂电流传感器，应用两种软磁合金A和B，他们的 磁性能具有不同的温度系数，其中A合金1的磁性能随温度的变化呈正比关系，B合金2的 磁性能随温度的变化呈反比关系，在两种软磁合金A和B上分别绕上一定匝数的漆包线构 成磁芯线圈，并将两种合金所制成的磁芯线圈并联使用，通过对温度影响的相互抵消，达到 使电流传感器物理性能不受温度变化的影响，不随温度变化而改变的目的。在本实施例中， A合金1采用坡莫合金J79， B合金2采用的是一种新型的软磁合金，镍银合金。采用常规 的线圈绕制工艺，分别用两种合金绕成磁芯线圈，其中坡莫合金的线圈匝数为1000匝，而 镍银合金的匝数则根据温度补偿要求(一般为900匝-1100匝)，绕制合适的匝数。如图 2a-图3b分别是两个线圈的电流传输比和相差(二次电流相对于一次电流的相位差)随温 度变化的曲线，显示出两者随温度变化有相反的变化趋势，形成相互补偿的效果。只要在工 艺中合适调节两线圈的匝数比，当进行并联使用时，可以达到非常好的补偿效果。如图4a 和4b所示是两线圈并联使用后电流传感器磁性能随温度变化曲线，在(TC 5(rC温度范围 内，线圈达到零温漂。 本实用新型电流传感器，采用两种磁性能随温度变化有不同变化趋势的软磁合 金，分别绕制成磁芯线圈并行连接，通过各自磁性能相对温度变化的相互抵消，达到消除温 度所带来电流传感器采样信息失真的问题，提高了电流传感器采样信息的准确性。
权利要求一种零温漂电流传感器，包括磁芯和漆包线，其特征在于，所述磁芯为多个磁性能与温度呈不同关系的磁芯构成，其中每一磁芯上绕制一定匝数的漆包线组成磁芯线圈后，所述磁芯线圈之间并行连接，通过对不同磁芯之间磁性能对温度影响的相互抵消，保证电流传感器物理性能在工作温度范围内不随温度改变。
2. 如权利要求1所述的零温漂电流传感器，其特征在于，所述磁芯由磁导率随温度的 变化呈正比关系的软磁合金A和磁导率随温度的变化呈反比关系的软磁合金B共同组成。
3. 如权利要求2所述的零温漂电流传感器，其特征在于，所述软磁合金A为坡莫合金， 所述软磁合金B为镍银合金。
专利摘要本实用新型公开了一种零温漂电流传感器，包括磁芯和漆包线，磁芯为多个磁性能与温度呈不同关系的磁芯构成，其中每一磁芯上绕制一定匝数的漆包线组成磁芯线圈，磁芯线圈之间并行连接，通过对不同磁芯之间磁性能对温度影响的相互抵消，保证电流传感器物理性能在工作温度范围内不随温度改变。本实用新型的零温漂电流传感器，应用具有不同温度特性的磁性合金相互补偿，通过各自磁性能相对温度变化的相互抵消，来达到降低甚至消除温度所带来电流传感器采样信息失真的问题，提高了电流传感器采样信息的准确性。
文档编号G01R19/32GK201522523SQ20092017534
公开日2010年7月7日 申请日期2009年8月26日 优先权日2009年8月26日
发明者曹建, 梁轩伟, 龙俊 申请人:北京华电云通电力技术有限公司