分流器引线结构、其电力仪表及分流器引线结构制造方法与流程

本发明涉及一种用于电力仪器中的分流器引线结构、其电力仪表及分流器引线结构制造方法，尤其是适用于电能传输领域的分流器引线结构、其电力仪表及分流器引线结构制造方法。

背景技术：

目前分流器计量准确度较高、温度影响较小、成本低的优点被广泛用于单相智能电能表中，尤其是锰铜分流器；由于分流器的安装位置以及连接取样导线的特点，导致锰铜分流器在受到工频磁场干扰时会产生感应电流，这会严重影响计量电流的准确度。

传统锰铜分流器就是通过一片锰铜合金进行电流取样，走线较分散，而新型分流器的双绞线需要进行点胶固定位置或用热缩管固定形状使之不易松散，这不仅耗时耗力，还不利于自动化生产。在2013年国家电网公司对电能表的企业标准作出了修订，在q/gdw1364-2013《单相智能电能表技术规范》影响量试验中新增加了“电能表电压线路通以115％un，电流回路无电流，将0.5mt工频磁场施加在电能表受磁场影响最敏感处，在20倍的理论起动时间内，电能表不应产生多于1个的脉冲输出”。这一标准的提出，促使了电能表行业积极寻求提高电能表的抗电磁干扰能力的方案。

因此，有必要通过对分流器引线结构及其电力仪表进行优化改进，以提高分流器抗工频磁场干扰的能力。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种提高抗工频磁场干扰能力的分流器引线结构、其电力仪表及分流器引线结构制造方法。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方式：一种分流器引线结构，包括分流器和pcb引线板，所述分流器设有电阻体，所述分流器围绕所述电阻体上至少设有一个电压端和二个取样端，沿电流的流向方向顺序设置电压端、第一取样端、第二取样端；所述的pcb引线板至少是双面金属孔化或多层金属孔化的pcb板，所述pcb引线板上设有与分流器相对应的电压连接端、第一取样连接端、第二取样连接端；所述的pcb引线板上的第一取样连接端的电路平行沿着所述分流器的电阻体延伸至第二取样连接端位置，并与第二取样连接端电路通过pcb引线板截面孔化绞合状态延伸至pcb引线板另一端，形成第一取样电路iin+和第二取样电路iin-用以实现对分流器采样。

作为本发明的进一步改进，pcb引线板截面孔化绞合状态包括，在pcb引线板上设有呈上下两层设置的上连接片体组和下连接片体组，所述上连接片体组包括若干前后间隔排列的上连接片体，下连接片体组包括若干沿着上连接片体排列方向间隔排列的下连接片体，上下位置相应的所述上连接片体与下连接片体呈相互交叉状，所述上连接片体与下连接片体上设有连接端，所述pcb引线板上设有上下延伸的电性连接柱，沿前后排列方向相邻的上连接片体与下连接片体通过电性连接柱相互电性连接从而分别形成所述第一取样电路iin+和第二取样电路iin-。

作为本发明的进一步改进，电流经过所述分流器后会转换为对应的电压信号，取样的电压信号经过一阶rc滤波电路后进入ad计量芯片中，并经过转化计算出电流，实现电流的计量。

作为本发明的进一步改进，所述的第一取样端和第二取样端分别设置于分流器电阻体上或分流器电阻体侧方。

作为本发明的进一步改进，所述的pcb引线板紧贴平行于所述分流器表面上或者所述的pcb引线板紧贴垂直于所述分流器上。

作为本发明的进一步改进，pcb引线板上第一取样连接端的电路延伸至第二取样连接端的长度与分流器上第一取样端和第二取样端之间的电阻体长度相同。

作为本发明的进一步改进，pcb引线板上第一取样连接端延伸电路的背面与分流器绝缘紧贴。

作为本发明的进一步改进，所述分流器为锰铜分流器。

为实现上述技术目的，本发明还可采用如下技术方式：

一种电力仪表，包括电力仪表外壳，所述电力仪表外壳内设有取样装置、对取样装置测得的信号进行转化运算的计量装置、将计量结果向用户显示的计量显示装置，所述取样装置包括接线端钮盒，所述接线端钮盒包括端钮盒，安装于端钮盒上的连接端钮，所述连接端钮用以与外界电力输入输出线路连接，所述连接端钮与上述分流器引线结构相连接。

为实现上述技术目的，本发明还可采用如下技术方式：一种分流器引线结构的制造方法，包括用以贴置安装于分流器上的pcb引线板，所述pcb引线板设有与所述分流器相对应的电压连接电路、第一取样电路与第二取样电路，所述第一取样电路与第二取样电路用以电性连接分流器的两个取样端，所述pcb引线板制造方法包括：

制备pcb底板，所述底板设置上下相互电力隔绝的第一层与第二层；

所述第一层上设置前后排布的第一上连接片体、第二上连接片体，所述第二层上设置前后排布的第一下连接片体、第二下连接片体；

所述底板上设置贯穿第一层与第二层的第一穿孔和第二穿孔，所述第二穿孔位于第一穿孔旁侧；

在所述第一穿孔内设置第一电性连接柱，所述第一电性连接柱电性连接所述第一上连接片体与所述第二下连接片体，用以形成所述第一取样电路；所述第二穿孔内设置第二电性连接柱，所述第二电性连接柱电性连接所述第一下连接片体与所述第二上连接片体，用以形成第二取样电路；

所述第一上连接片体与第一下连接片体在所述底板上上下位置相对但走向呈一交叉角度，所述第二上连接片体与第二下连接片体分别在所述底板上上下位置相对但走向呈一交叉角度。

较于现有技术，本发明所述的pcb引线板至少是双面金属孔化或多层金属孔化的pcb板，所述pcb引线板上设有与分流器相对应的电压连接端、第一取样连接端、第二取样连接端；所述的pcb引线板上的第一取样连接端的电路平行沿着所述分流器的电阻体延伸至第二取样连接端位置，并与第二取样连接端电路通过pcb引线板截面孔化绞合状态延伸至pcb引线板另一端，形成第一取样电路iin+和第二取样电路iin-用以实现对分流器采样。如此设置，孔化绞合状态的电路像双绞线一样能够有效地抑制电磁干扰，这不仅是孔化绞合状态的两电路之间具有很小的回路面积，而且孔化绞合电路上相邻两回路上感应出的电流具有相反的方向，因此可以相互抵消，pcb板作为分流器的连接线固定了围垦面积，解决了由于导线连接围垦面积的不确定因素，同时解决双绞线松散的不确定因素，有效地降低了由外界交变磁场干扰而产生感应电流，抗干扰能力强、可靠性高。

附图说明

图1是本发明第一实施方式分流器引线结构分流器的结构示意图；

图2是本发明第一实施方式分流器引线结构的结构示意图。

图3是本发明第一实施方式分流器引线结构pcb引线板的结构示意图。

图4是本发明第一实施方式分流器引线结构pcb引线板去除绝缘层后的结构示意图。

图5是本发明第二实施方式分流器引线结构分流器的结构示意图。

图6是本发明第二实施方式的分流器引线结构的结构示意图。

图7为本发明第二实施方式分流器引线结构pcb引线板的结构示意图。

图8是本发明第二实施方式分流器引线结构pcb引线板去除绝缘层后的结构示意图。

图9是本发明第一实施方式分流器引线结构使用环境的结构示意图。

图10是本发明第二实施方式分流器引线结构使用环境的结构示意图。

图11是图10中另一角度的结构示意图。

附图标记：

接线端钮盒100、100’端钮盒101

连接端钮102分流器引线结构1

分流器2、2’电压端21、21’

第一取样端22、22’第二取样端23、23’

电阻体20、20’pcb引线板3、3’

电压连接端31、31’电压连接电路5

第一取样连接端32、32’第一取样电路321

iin+

第二取样连接端33、33’第二取样电路331

iin-

第一层301上连接片体组3011

连接端3012第一上连接片体3013

第二上连接片体3014第二层302

下连接片体组3021连接端3022

第一下连接片体3023第二下连接片体3024

电性连接柱4

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在分流器应用领域，作为业内谙熟市场需求的供应商，伟达电子有限公司对现有技术中存在的问题十分了解，其研发队伍在自身已经拥有的独创技术基础上进一步投入巨资，进行长时间且大量的试验、方案筛选，以及大量的客户调查，终于得到本发明的技术方案。

请参图1至11所示，为本发明分流器引线结构1的结构示意图。本发明分流器引线结构1包括分流器2和pcb引线板3，所述分流器2上设有电阻体20，所述分流器2围绕所述电阻体20至少设有一个电压端21和二个取样端22、23，所述分流器2沿电流的流向方向顺序设置所述电压端21、第一取样端22、第二取样端23；所述的pcb引线板3至少是双面金属孔化或多层金属孔化的pcb板，所述pcb引线板3上设有分别与分流器2电压端21、第一取样端22、第二取样端23相对应的电压连接端31、第一取样连接端32、第二取样连接端33；所述的pcb引线板3上的第一取样连接端32的电路平行沿着所述分流器2的电阻体20延伸至第二取样连接端33的位置，与第二取样连接端33电路通过pcb引线板3截面孔化绞合状态延伸至pcb引线板3另一端，形成第一取样电路iin+321和第二取样电路iin-331用以实现对分流器2采样。

如此设置，所述的pcb引线板3上的第一取样连接端32的电路平行沿着对应分流器2的电阻体20延伸至第二取样连接端33位置；与第二取样连接端33电路通过pcb板截面孔化绞合状态延伸至pcb引线板3另一端，形成第一取样电路iin+321和第二取样电路iin-331，为分流器2采样，从而进一步电连接于主电路板(未图示)。如此可使第一取样连接端32的电路延伸至第二取样连接端33的长度大致与分流器2第一取样端22和第二取样端23之间的电阻体20长度相同。根据法拉第定律，当穿过某一个不闭合线圈的磁通量发生变化时，线圈中虽无感应电流，但感应电动势依旧存在。当一段导体在匀强磁场中做匀速切割磁感线运动时，不论电路是否闭合，感应电动势e的大小只与磁感应强度b、导体长度l、切割速度v及v和b方向间夹角θ的正弦值成正比，即e＝blvsinθ(θ为b，l，v三者间通过互相转化两两垂直所得的角)，当外界的磁感应强度b，切割速度v及v和b方向间夹角θ的正弦值相同时，导体长度l决定了感应电动势的大小；要使闭合电路中有电流，这个电路中必须有电源，因为电流是由电源的电动势引起的，在电磁感应现象里，既然闭合电路里有感应电流，那么这个电路中也必定有电动势。

pcb引线板3的取样电路另一端电连接于主线路板负载后形成了整个闭合回路；在外界交变磁场干扰时整个闭合回路产生了感应电流；由此可见，pcb引线板3上的第一取样连接端32的延伸电路到第二取样连接端33位置后，与对应分流器2的第一取样端22和第二取样端23之间的电阻体20长度大致相同；与pcb引线板3上的第二取样电路iin-331通过pcb引线板3截面孔化绞合状态延伸至pcb引线板3另一端，两个取样电路321、331绞合状态延伸的长度也相同；即第一取样电路iin+321的总长度与对应电阻体20长度和第二取样电路iin-331相加的总长度大致相同，两个取样端电路321、331感应电动势e也大致相同，极性相反相互抵消。

根据法拉第电磁感应定律，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有电流产生。产生感应电流必须符合两个条件：(1)闭合的电路，(2)磁通量变化；磁通量公式φ＝bs(磁通量φ＝磁通密度bx围垦面积s)，当干扰磁通密度是恒定的，电路是闭合时，那么只有围垦面积大小决定磁通量的大小。也就是两个取样电路321、331以及与电阻体20之间围垦的面积大小决定了磁通量的大小；围垦的面积越小磁通量就越小，产生的感应电流就越小。

本发明采用pcb板作为分流器2的连接线固定了围垦面积，解决了由于导线连接围垦面积的不确定因素，同时解决双绞线松散的不确定因素，有效地降低了由外界交变磁场干扰而产生感应电流。

具体的，pcb引线板3截面孔化绞合状态包括：在pcb引线板3上设有呈上下两层设置的上连接片体组3011和下连接片体组3021，所述上连接片体组3011包括若干前后间隔排列的倾斜状上连接片体，下连接片体组3021包括若干沿着上连接片体排列方向间隔排列的下连接片体，上下位置相应的所述上连接片体与下连接片体呈相互交叉状，所述上连接片体与下连接片体两端均设有连接端3012、3022，所述pcb引线板3上设有上下延伸的电性连接柱4，前后相邻的上连接片体与下连接片体通过电性连接柱4相互电性连接从而分别形成所述第一取样电路iin+321和第二取样电路iin-331。所述“前后“”可以是pcb引线板3上的上连接片体组3011和下连接片体组3021的任意排列方向，上连接片体组3011和下连接片体组3021呈直线排布或非直线排布均在本发明的保护范围内。如此设置，第一取样电路iin+321和第二取样电路iin-331可形成较稳定的截面孔化绞合状态，孔化绞合状态的电路像双绞线一样能够有效地抑制电磁干扰，这不仅是孔化绞合状态的两电路之间具有很小的回路面积，而且孔化绞合电路上相邻两回路上感应出的电流具有相反的方向，因此可以相互抵消，使pcb板作为分流器2的连接线固定围垦面积，解决双绞线松散的不确定因素，抗干扰能力强、可靠性高。所述电性连接柱4可以为中空状或实心状等。

所述pcb引线板3还设有位于第一取样电路ii，n+321和第二取样电路iin-331旁侧的电压连接电路55，所述电压连接电路55连接所述分流器2的电压端21。电流经过所述分流器2后会转换为对应的电压信号，取样的电压信号经过一阶rc滤波电路后进入ad计量芯片中，并经过转化计算出电流，实现电流的计量。如此设置，所述分流器引线结构1可实现对分流器2上电压的检测，从而通过所述计量转化装置计算出电流。

在本发明的不同实施方式中，所述的第一取样端22和第二取样端23分别设置于分流器2电阻体20上或分流器2电阻体20侧方。即，所述第一取样端22可设置分流器2电阻体20上或侧方，所述第二取样端23可设置分流器2电阻体20上或侧方，如此可实现对电阻体20两侧电压的取样。

在本发明不同实施方式中，所述的pcb引线板3紧贴平行于所述分流器2表面上或者所述的pcb引线板3紧贴垂直于所述分流器2上。具体请参图1至4及图9所示，为本发明第一实施方式的分流器引线结构1结构示意图以及接线端钮盒100结构示意图，在第一实施方式中，所述pcb引线板3紧贴平行于所述分流器2表面上，且在图1至图2所示的实施方式中，电流自左向右流经所述分流器2。具体请参图5至8及图10至11所示，为本发明第二实施方式的分流器引线结构1结构示意图以及接线端钮盒100结构示意图，在第二实施方式中，所述的pcb引线板3’紧贴垂直于所述分流器2’上，第二实施方式与第一实施方式的区别在于，用以安装于接线端钮盒100’的分流器2’的电压端21’、第一取样端22’、第二取样端23’的位置以及pcb引线板3’上的电压连接端31’、第一取样连接端32’、第二取样连接端33’的相互之间位置不同，pcb引线板3’垂直于所述电阻体20’。且在图5至图6所示的实施方式中，电流自右向左流经所述分流器2。如此，可减小围垦面积，进一步降低由外界交变磁场干扰而产生感应电流。本发明不限于第一实施方式及第二实施方式两种实施方式。在本发明不同实施方式中，电流流向可做其他方向的改变，相应的电压端、第一取样端、第二取样端的相互位置可作调整，但仍然在本发明的保护范围内。

pcb引线板3上第一取样连接端32的电路延伸至第二取样连接端33的长度与分流器2上第一取样端22和第二取样端23之间的电阻体20长度相同。所述长度相同是指大致相同即可。根据法拉第定律，当闭合回路的一部份导体在磁场中作切割磁力线动动时，此闭合回路中的磁通量一定会发生变化，在闭合回路中就产生了感应电动势，从而产生了感应电流。由此可见，现有技术中的分流器结构未解决分流器2两个取样端之间的电阻体20在在外界交变磁场干扰时产生的感应电动势的问题，本发明pcb引线板3上的第一取样连接端32的延伸电路到第二取样连接端33位置后，与对应分流器2的第一取样端22和第二取样端23之间的电阻体20长度大致相同，解决了电阻体20上产生的感应电动势。

pcb引线板3上第一取样连接端32延伸电路的背面与分流器2绝缘紧贴。如此，所述的pcb引线板3紧贴于分流器2上，可进一步减少围垦面积，更好地降低由外界交变磁场干扰而产生感应电流，且避免pcb引线板3与分流器2之间发生短路。

优选的，本发明所述分流器2可以为锰铜分流器。如此设置，锰铜分流器与本发明pcb引线板3相结合可使本发明分流器引线结构1的取样准确度较高、温度影响较小、成本低。

本发明可用以制造一种电力仪表，包括电力仪表外壳，所述电力仪表外壳内设有取样装置、对取样装置测得的信号进行转化运算的计量装置、将计量结果向用户显示的计量显示装置，所述取样装置包括接线端钮盒100，所述接线端钮盒100包括端钮盒101，安装于端钮盒101上的连接端钮102，所述连接端钮102用以与外界电力输入输出线路连接，所述连接端钮102与上述分流器引线结构1相连接。如此设置，所述电力仪表在对用户用电量的检测时准确度较高、温度影响较小、成本低。

本发明提供一种分流器引线结构1的制造方法，包括用以贴置安装于分流器2上的pcb引线板3，所述pcb引线板3设有用以与所述分流器2相对应的电压连接电路5、第一取样电路iin+321与第二取样电路iin-331，所述第一取样电路iin+321与第二取样电路iin-331用以电性连接分流器2的两个取样端，所述pcb引线板3制造方法包括：

制备pcb底板，所述底板设置上下相互电力隔绝的第一层301与第二层302：

所述第一层301上设置前后排布的第一上连接片体3013、第二上连接片体3014，所述第二层302上设置前后排布的第一下连接片体3023、第二下连接片体3024；

所述底板上设置贯穿第一层301与第二层302的第一穿孔和第二穿孔，所述第二穿孔位于第一穿孔旁侧；

在所述第一穿孔内设置第一电性连接柱4，所述第一电性连接柱4电性连接所述第一上连接片体3013与所述第二下连接片体3024，用以形成所述第一取样电路iin+321；所述第二穿孔内设置第二电性连接柱4，所述第二电性连接柱4电性连接所述第一下连接片体3023与所述第二上连接片体3014，用以形成第二取样电路iin-331；

所述第一上连接片体3013与第一下连接片体3023在所述底板上上下位置相对但走向呈一交叉角度，所述第二上连接片体3014与第二下连接片体3024分别在所述底板上上下位置相对但走向呈一交叉角度。

如此设置，可有效制造所述pcb引线板3，当所述pcb引线板3安装于相应的分流器2，可制造供用户检测用电量的电力仪表，所述电力仪表可有效地降低由外界交变磁场干扰而产生感应电流，对外界环境适应性强，准确度较高，温度影响较小，成本低。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，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。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。