一种交直流电流传感器的制作方法

本发明涉及电流传感器技术领域，尤其涉及一种交直流电流传感器。

背景技术：

电力设备在制造、运输、检修过程中，常因发生不可预计的事故而残留有潜伏性缺陷，进而在电力设备长期的运行中，此类缺陷受到电压、电流、机械力损伤、环境影响及化学腐蚀作用等，可能加重缺陷等级，形成影响电力设备安全运行的缺陷，如绝缘受潮、绝缘机械损伤、绝缘内部气泡、瓷质裂纹等集中性缺陷，这类缺陷的发展速度快，因而具有较大的危险性。这些缺陷的存在，严重威胁着电力系统的安全运行，一般来讲，在萌发初期如果可以发现和消灭此类缺陷，就可以避免电力设备的进一步破坏。

目前，对于缺陷的预判，主要有离线试验和带电检测两种技术手段。其中，离线绝缘试验的方法，常用的有绝缘电阻测量、直流耐压试验和直流电流泄露试验等，带电检测方法主要为局部放电及接地电流等方法。电流的检测无论是离线试验还是带电检测，都是一个可反映绝缘状态的重要指标。但因其传感器的传感器接线方式问题，离线检测方法虽然检测准确但不能直接应用于现场带电检测，而现有的可带电检测的电流传感器其检测精度最低只达到毫安级的水平，不能满足电力设备的早期潜伏性缺陷测试需求，且无法广泛适用于交、直流电力设备。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于：提供一种交直流电流传感器，其可以对电力设备进行带电检测，并能够精确检测微安级的电流变化；其不仅能够用于检测交流电力设备，而且可以用于检测直流电力设备。本发明的目的采用如下技术方案实现：

一种交直流电流传感器，其特征在于：

包括聚磁环，所述聚磁环的圆周上连接有磁场检测模块；所述聚磁环的输出端与所述磁场检测模块的输入端连接；

还包括电路模块，所述电路模块包括模拟电路与数字电路；所述磁场检测模块的输出端与所述模拟电路的输入端连接，所述模拟电路的输出端与所述数字电路的输入端连接；

所述聚磁环还具有第一开合部，所述聚磁环通过所述第一开合部实现打开或闭合。

进一步地，还包括固定模块，所述聚磁环和磁场检测模块被封装在所述固定模块的内部。

进一步地，所述固定模块的外部设有单层或多层结构的磁屏蔽层，所述磁屏蔽层的屏蔽效能大于30db。

进一步地，所述固定模块设有打开或闭合所述固定模块的第二开合部；所述磁屏蔽层设有打开或闭合所述磁屏蔽层的第三开合部；所述第二开合部、第三开合部与所述第一开合部对应设置。

进一步地，所述固定模块的侧壁设有第一通孔，所述磁屏蔽层设有贯穿其内外侧壁的第二通孔，所述第一通孔与所述第二通孔对应设置，所述磁场检测模块的输出端依次通过所述第一通孔和第二通孔与所述模拟电路连接。

进一步地，所述模拟电路包含放大电路和多种的滤波电路，所述磁场检测模块的输出端与所述放大电路的输入端连接，所述放大电路的输出端与所述滤波电路的输入端连接，所述滤波电路的输出端与所述数字电路的输入端连接。

进一步地，所述电路模块上设有接口，所述数字电路的输出端与所述接口的输入端连接。

进一步地，所述聚磁环采用软磁材料制作而成；所述固定模块采用绝缘材料制作而成；所述磁屏蔽层采用金属材料制作而成。

进一步地，所述磁场检测模块由霍尔元件、各向异性磁电阻元件、巨磁电阻元件和隧道磁阻元件中的一个或多个构成。

进一步地，所述软磁材料的磁导率为10⁴以上。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

1、本发明通过设置聚磁环，将微安级电流产生的弱磁场放大后，把信号接入磁场检测模块，磁场检测模块被固定模块电气隔离而避免干扰，同时磁屏蔽层对外部磁场干扰进行有效屏蔽，进而信号经过与磁场检测模块电气连接的电路模块输出到显示设备，从而实现对电力电缆、避雷器、套管等大电容量电力设备的绝缘状态现场测试。

2、本发明通过设置固定模块，实现了聚磁环与磁场检测模块的空间位置的固定；还将固定模块的材料设置为绝缘材料，使得固定模块内部的聚磁环、磁场检测模块与磁屏蔽层形成有效的电气隔离，从而确保磁屏蔽层可靠接地，排除了试验短路对试验人员可能造成的安全隐患。

3、本发明通过设置磁屏蔽层，可以有效屏蔽外部干扰信号，使信号检测更加准确、可靠。

4、本发明的模拟电路中具有多种滤波电路，能够分别对交流电和直流电的信号进行滤波，滤波后的信号传送给数字电路、然后经过接口输出给显示设备，从而实现对交流电和直流电的微安级电流的检测。

附图说明

图1本发明的交直流电流传感器的结构示意图；

图2为本发明的交直流电流传感器应用在电缆带电检测中的结构示意图；

图3为本发明的放大电路示意图；

图4为本发明的滤波电路示意图；

图5为本发明的数字电路示意图。

图中：1、聚磁环；2、磁场检测模块；3、固定模块；4、磁屏蔽层；5、电路模块；6、接口；7、模拟电路；8、数字电路；9、电力电缆；10、接地线；11、显示设备。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施例方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。除特殊说明的之外，本实施例中所采用到的材料及设备均可从市场购得。

实施例1：

参见图1，一种交直流电流传感器，包括聚磁环1，聚磁环1的圆周上连接有磁场检测模块2；聚磁环1的输出端与磁场检测模块2的输入端连接；聚磁环1能够有效聚磁，其为可开合的环状结构，其内径可根据被检测的电力设备的尺寸进行调节；

还包括电路模块5，电路模块5包括模拟电路7与数字电路8；磁场检测模块2的输出端与模拟电路7的输入端连接，模拟电路7的输出端与数字电路8的输入端连接；模拟电路7可实现基准电压、offset调节、多级放大、低通滤波等功能；数字电路8主要实现信号增益调节，温补，线性补偿，数据储存，显示与处理等功能；数字电路8的示意图参见图5；

聚磁环1还具有第一开合部(图中未示)，聚磁环1通过第一开合部实现打开或闭合。

还包括固定模块3，聚磁环1和磁场检测模块2被封装在固定模块3的内部。固定模块3能够实现聚磁环1和磁场检测模块2空间位置的固定，并与磁屏蔽层4形成有效的电气隔离。

固定模块3的外部设有多层结构的磁屏蔽层4，磁屏蔽层4的屏蔽效能大于30db。磁屏蔽层4为围绕在固定模块3外侧的可开合的环状结构。磁屏蔽层4与固定模块3为活动连接。磁屏蔽层4能够屏蔽外界的dc/ac磁场的干扰，还可以屏蔽地磁场、工频干扰磁场等磁场。

固定模块3设有打开或闭合固定模块3的第二开合部(图中未示)；磁屏蔽层4设有打开或闭合磁屏蔽层4的第三开合部(图中未示)；第二开合部、第三开合部与第一开合部对应设置。

由于聚磁环1、固定模块3、磁屏蔽层4均采用可开合的结构，因而能够实现不拆除电力设备原有的电气连接就能够对电力设备进行检测。聚磁环1、固定模块3、磁屏蔽层4的开口角度可根据被测试的电力设备进行调整，而在闭合时无缝隙，以确保无漏磁。

固定模块3的侧壁设有第一通孔(图中未示)，磁屏蔽层4设有贯穿其内外侧壁的第二通孔(图中未示)，第一通孔与第二通孔对应设置，磁场检测模块2的输出端依次通过第一通孔和第二通孔与模拟电路7连接。

模拟电路7包含放大电路和多种的滤波电路，磁场检测模块2的输出端与放大电路的输入端连接，放大电路的输出端与滤波电路的输入端连接，滤波电路的输出端与数字电路8的输入端连接。多种的滤波电路能够分别对交流、直流的信号进行滤波。

放大电路的示意图参见图3；滤波电路的示意图参见图4。

所述电路模块5上设有接口6，所述数字电路8的输出端与所述接口6的输入端连接。所述接口6与外部的显示设备11连接，所述接口6的输出端与所述显示设备11的输入端连接。

聚磁环1采用软磁材料制作而成；固定模块3采用绝缘材料制作而成；磁屏蔽层4采用金属材料制作而成；制作成磁屏蔽层4的金属材料需要具备一定的刚度。

磁场检测模块2由霍尔元件、各向异性磁电阻元件、巨磁电阻元件和隧道磁阻元件构成。

软磁材料的磁导率为10⁴以上。

本发明的交直流电流传感器对运行中的电力电缆9进行测试的工作流程如下：

1、将本发明的交直流电流传感器的固定模块3、磁屏蔽层4依次打开，套入运行中的电力电缆9的接地线10上，参见图2；

2、闭合固定模块3，确保聚磁环1严密闭合，不留缝隙；再闭合磁屏蔽层4，并使电力电缆9的接地线10位于环形的交直流电流传感器的中心；

3、将电路模块5上的接口6连接外部的显示设备11，电力电缆9的接地线10上的电流产生的弱磁场信号通过聚磁环1将信号放大后，输出给磁场检测模块2，磁场检测模块2将信号输出给与其电气连接的电路模块5，信号经电路模块5上的接口6输出到显示设备11上，读取显示设备11上的数据；

4、检测人员对电力电缆9的运行状态进行评估。

实施例2：

固定模块3的外部设有单层的磁屏蔽层4，磁屏蔽层4与固定模块3活动连接。

其他同实施例1。

实施例3：

固定模块3的外部设有多层的磁屏蔽层4，磁屏蔽层4与固定模块3固定连接。

其他同实施例1。

实施例4：

固定模块3的外部设有多层的磁屏蔽层4，磁屏蔽层4与固定模块3活动连接。

其他同实施例1。

实施例5：

磁场检测模块2由霍尔元件和各向异性磁电阻元件构成。

其他同实施例1。

实施例6：

磁场检测模块2由霍尔元件、各向异性磁电阻元件、巨磁电阻元件构成。

其他同实施例1。

实施例7：

磁场检测模块2由巨磁电阻元件和隧道磁阻元件构成。

其他同实施例1。

实施例8：

磁场检测模块2由各向异性磁电阻元件、巨磁电阻元件和隧道磁阻元件构成。

其他同实施例1。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

上述实施方式仅为本发明的优选实施例方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。