一种双线圈电流传感器的制作方法

本发明涉及电流传感器技术领域，特别涉及一种双线圈电流传感器。

背景技术：

在电力行业，为满足对电力设备及系统保护、计量或监测的需要，需对各种电流进行测量，根据测量对象和现场环境，对电流测量方法主要有接入式，感应式，遥测式。主要的检测工具有电流表，电流传感器（或电流互感器、ct），电子感应式互感器、光电感应式互感器等。

对泄漏类电流的检测主要应用在对各种一次设备的保护及监测上，在各电压等级的变电站内、输电杆塔或其他需要对设备进行接地保护的场合，由于其流经电流很微弱（微安ua~毫安ma），在变电站或输电线路等强电磁场干扰情况下，安全、可靠、准确计量监测电流对变电站内各一次设备安全运行尤为重要，但是针对电力系统的特点，比如使用环境是露天，周围干扰因素强，无外部供电支持，被测量设备不允许改变其原有结构等因素，这种情况只能使用串入式测量。

如图1所示，传统的电流传感器包括测量装置和测量线圈，在靠近被测电流时，线圈内产生感应电流并传输至测量装置，实现对电流的测量。但是由于环境空间存在着干扰磁场，而干扰磁场也会使线圈产生感应电流，从而影响测量结果，尤其在对小电流进行检测时，干扰磁场会对测量值有着较大的影响。

技术实现要素：

本发明提供了一种双线圈电流传感器，其优点是能够减小周围环境磁场对电流测量造成的影响，提高电流测量尤其是对小电流测量的准确性。

本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的，一种双线圈电流传感器，包括测量装置和与测量装置连接的感应线圈，所述感应线圈有两组，两组感应线圈匝数相等、面积相等，两个感应线圈的其中一组同极性端相连，另一组同极性端与测量装置的正负极分别连接，待测量电流穿过其中一组感应线圈。

本发明进一步设置为，所述感应线圈为面积固定的固定线圈。

本发明进一步设置为，所述感应线圈由硬质导线制成。

本发明进一步设置为，所述感应线圈为导线缠绕在陶瓷支撑件上而成。

本发明进一步设置为，两组感应线圈内还设有规格相同的铁芯。

本发明的有益效果是，检测电流时，两个感应线圈并列放置，待测量电流穿过其中一个感应线圈。由于环境中的干扰磁场往往分布范围很大，感应线圈的面积相比于干扰磁场的范围很小，因此可认为，两个感应线圈所接触到的感应磁场是相同的，从而干扰磁场在两个感应线圈上产生的感应电动势相等。又因为两个感应线圈的一组同极性端相连，即两个感应线圈的正极相连或者负极相连，对应的，两个感应线圈的负极分别与测量装置的正负极相连或者两个感应线圈的正极与测量装置的正负极相连，两个感应线圈的感应电动势叠加抵消。待测量电流在穿过其中一个感应线圈上并在此感应线圈上产生处感应电动势并连接至测量装置，测量装置测得的电势差或电流值即为待测量电流产生的感应电动势或者感应电流，减小了干扰磁场造成的影响。

附图说明

图1是背景技术中传统电流传感器的原理图；

图2是本实施例的整体结构示意图；

图3是本实施例中干扰磁场在感应线圈a和感应线圈b产生的感应电动势的波形示意图；

图4是本实施例中待测电流在感应线圈a上产生的感应电动势e的波形示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式。

实施例：一种双线圈电流传感器，包括测量装置和与测量装置连接的感应线圈，所述感应线圈有两组，两组感应线圈匝数相等、面积相等，两个感应线圈的其中一组同极性端相连，另一组同极性端与测量装置的正负极分别连接，即两个感应线圈的正极相连或者负极相连，对应的，两个感应线圈的负极分别与测量装置的正负极相连或者两个感应线圈的正极与测量装置的正负极相连，待测量电流穿过其中一组感应线圈。

为保证两个感应线圈在使用过程中面积相等，所述感应线圈为面积固定的固定线圈，具体的，所述感应线圈由硬质导线制成，感应线圈的面积不易变化；或者，所述感应线圈为导线缠绕在陶瓷支撑件上而成，由于陶瓷支撑件的支撑，感应线圈的面积不易变化。

如图2中所示，在本发明实施例中，两个感应线圈分别为感应线圈a和感应线圈b，感应线圈a和感应线圈b的正极通过导线连接，感应线圈a和感应线圈b的负极分别连接在测量装置的正负极上。测量装置即为电流传感器或者电流传感器或电子感应式互感器等现有设备中的测量装置，在此不做赘述。

检测电流时，感应线圈a和感应线圈b并列放置，待测量电流穿过感应线圈a。由于环境中的干扰磁场往往分布范围很大，感应线圈的面积相比于干扰磁场的范围很小，因此可认为，感应线圈a和感应线圈b所接触到的感应磁场是相同的，从而干扰磁场在两个感应线圈上产生的感应电动势相等。设干扰磁场的等效电流为i0，设干扰磁场在感应线圈a上产生的电动势为e0a，在感应线圈b上产生的感应电动势为e0b，则e0a和e0b相等。

感应线圈a和感应线圈b的正极相连，对应的，感应线圈a和感应线圈b的负极分别与测量装置的正负极相连，因此以测量装置正负极处为判断基准，e0a和e0b相位相反，如图3所示。

设待测量电流为i，待测电流在感应线圈a上产生的感应电动势为e，待测电流i为交流时，感应电动势为e为也为交流，如图4所示，因此在测量装置的接入端的电动势e=e+e0a+e0b，即e=e，消除了干扰磁场的影响。

为了方便对微小电流的测量，两组感应线圈内还设有规格相同的铁芯，铁芯可以加强微小电流所产生的微弱磁场的影响。同时，在两组感应线圈内均设置相同规格的铁芯，避免了干扰磁场仅在一侧感应线圈内被加强而产生的测量误差，两个感应线圈内的铁芯可同时增强干扰磁场，以便在检测微小电流时将干扰磁场的影响正确抵消。

需要说明的是，图2中电流的方向仅代表某一瞬时的电流方向，而不代表电流的确定流向；图3中的波形只是为了示意e0a和e0b关系的示意图，而非现实情况中的波形图；图4中的波形只是待测电流在感应线圈a上产生的感应电动势e的示意图，而非实际波形图。

使用方法：使用该线圈电流传感器测量电流时，将两组感应线圈同向放置，以使环境中干扰磁场通过两个感应线圈的磁通量相等。将待测电流穿过其中一组感应线圈进行测量。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种双线圈电流传感器，包括测量装置和与测量装置连接的感应线圈，其特征在于，所述感应线圈有两组，两组感应线圈匝数相等、面积相等，两个感应线圈的其中一组同极性端相连，另一组同极性端与测量装置的正负极分别连接，待测量电流穿过其中一组感应线圈。

2.根据权利要求1所述的双线圈电流传感器，其特征在于，所述感应线圈为面积固定的固定线圈。

3.根据权利要求2所述的双线圈电流传感器，其特征在于，所述感应线圈由硬质导线制成。

4.根据权利要求2所述的双线圈电流传感器，其特征在于，所述感应线圈为导线缠绕在陶瓷支撑件上而成。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的双线圈电流传感器，其特征在于，两组感应线圈内还设有规格相同的铁芯。

技术总结
本发明公开了一种双线圈电流传感器，属于电流传感器技术领域，包括测量装置和与测量装置连接的感应线圈，所述感应线圈有两组，两组感应线圈匝数相等、面积相等，两个感应线圈的其中一组同极性端相连，另一组同极性端与测量装置的正负极分别连接，待测量电流穿过其中一组感应线圈。其优点是能够减小周围环境磁场对电流测量造成的影响，提高电流测量尤其是对小电流测量的准确性。

技术研发人员：施宏;赵登峰;张龙;薛佳乐
受保护的技术使用者：江苏轶一电力科技有限公司
技术研发日：2019.11.20
技术公布日：2020.05.15