一种自供电分布式无线电流传感器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种电流互感器，特别是一种自供电分布式无线电流传感器。
【背景技术】
[0002] 随着电力需求的迅猛增长W及电力系统的高速发展，电力行业面临着提高电力设 备用率，降低电力设备运行成本W及增强电力系统安全稳定运行的严重挑战。而电力系统 地绝大多数故障都会对电流产生影响，因此对电流进行监测就十分必要。我国的电力建设 已步入高度自动化、信息化的新阶段，对电流的监测也进入了一个新的阶段。目前，许多工 业领域W及配电设备尤其是配电开关柜的环境比较复杂，很有可能出现因电流过高而引发 的线路发热老化等问题，而当前的一些电流传感器，有着需要额外供电，W及不能无线传输 等缺点，从而导致需要占用额外空间W及单独供电等弊端。
[0003] 目前，大多数的无线电流传感器是由工作电源、信号测量、A/D转换和MCU等部分 构成的，常规的无线电流传感器需要外接电源给系统提供工作电源，在实际工作环境尤其 是开关柜的工作环境中，使用外接电源时，需要单独接线用于探测器的工作电源，运使得线 路更加复杂，尤其是在开关柜中，线路多，空间小。
【发明内容】
[0004] 本发明提供一种自供电分布式无线电流传感器，可W克服现有的电流传感器占用 额外空间W及单独供电的缺陷，实现自我供电、无线传输W及测量多相电路电流等功能。且 可W进行多对一数据传递。 阳〇化]本发明所采用的技术方案是：
[0006] 一种自供电分布式无线电流传感器，包括错形壳体、错形壳体的错形开口处设有 霍尔元件，磁忍布置在错形壳体内，取能线圈缠绕在磁忍上。错形壳体下方设有控制盒，所 述控制盒内设有电源管理电路、信号调理电路、A/D转换模块、MCU处理器模块，无线收发模 块。
[0007] 所述取能线圈连接电源管理电路，所述电源管理电路连接信号调理电路，所述信 号调理电路连接A/D转换模块，所述A/D转换模块连接MCU处理器模块，所述MCU处理器模 块连接无线收发模块。无线收发模块可与远程通讯设备实现无线通讯。
[000引所述电源管理电路由依次连接的匹配电路、全桥整流电路、储能电路和稳压电路 组成。电源管理电路可W通过取能线圈而无需电源或电池供电，即可实现电流传感和数据 无线传输。
[0009] 所述控制盒上设有拨码开关。
[0010] 所述控制盒两侧设有用于打开错形壳体的扳手。
[0011] 所述霍尔元件、磁忍、取能线圈都位于错形壳体内部，错形壳体内部预留有各电气 元件与其他电路连接的空间区域。
[0012] 所述控制盒上设有无线功能开关。
[0013] 错形壳体与控制盒连接部分上侧有一衔接处，用于控制错形壳体的开合。
[0014] 一种电流信号无线传输方法，采用传感输出响应时间短的霍尔元件传感电流，减 少耗能状态的时间；用取能线圈采集电线周围的磁场能量，通过电源管理电路对电能进行 储存和释放，可W确保取能线圈在低电流情况下能够提供稳定的电源输出，无需布线，节省 了大量的布线空间。之后利用无线收发模块，对电流信息进行无线传输。当测量多相电流 时，可利用多个霍尔元件测量电流，然后利用无线数据编码技术，通过上位机识别并显示多 相电流信息。实现了实时多路测量、读取和显示电流信息。
[0015] 本发明一种自供电分布式无线电流传感器，具有如下有益效果：
[0016] 1)、本发明采用霍尔元件检测电流，取能线圈采集电线周围的磁场，能为无线电流 传感器供电，无需电源或电池供电即可实现电流传感和数据无线传输。
[0017] 2)、本发明是结构紧凑，灵敏度高，适用范围广泛，使用方便，具备无线传输功能， 可用于构建电能安全监控网络。
[0018] 3)、本发明采用无线数据传输编码技术，可将多路电流信息同时发送到上位机，上 位机可识别运些电流信息并显示出来。
[0019] 4)、使用时，该传感器只需要嵌套在被监测电线外包层，无需外接电源并免除电池 维护，就可W持久实现无线传感。
[0020] 5)、该无线传感器的灵敏度高，无需供电，占用空小间，可自主实现自我供电、电流 检测和无线数据传输。
【附图说明】
[0021] 图1是本发明无线电流传感器结构示意图；
[0022] 图2是本发明无线电流传感器的硬件模块连接图；
[0023] 图3是本发明无线电流传感器的电源管理电路框图；
[0024] 图4是本发明无线电流传感器的电源管理电路原理图；
[00巧]图5是本发明无线电流传感器的信号调理电路原理图。
【具体实施方式】
[00%] 如图1、图2所示，一种自供电分布式无线电流传感器，包括两个错形壳体1，两个 错形壳体1构成错臂。其中一个错形壳体1的错形开口处设有霍尔元件2,磁忍3布置在错 形壳体1内，取能线圈4缠绕在磁忍3上。
[0027] 错形壳体1下方设有控制盒5,所述控制盒5内设有电源管理电路、信号调理电路、 A/D转换模块、MCU处理器模块，无线收发模块。
[0028] 所述取能线圈4连接电源管理电路，所述电源管理电路连接信号调理电路，所述 信号调理电路连接A/D转换模块，所述A/D转换模块连接MCU处理器模块，所述MCU处理器 模块连接无线收发模块。
[0029] 霍尔元件2采用册302C型号，具有结构牢固，体积小，重量轻，寿命长，安装方便， 功耗小，频率高，耐震动，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀等特点。
[0030] A/D转换模块采用ADC0809型号，具有转换起停控制端，模拟输入电压范围0~ 巧V，不需零点和满刻度校准，低功耗等特点。
[0031]MCU处理器模块采用MSP430G2553忍片，具有低功耗，处理能力强，片内资源丰富， 方便扩展，使用灵活方便等特点。
[0032] 无线收发模块采用NRF905型号无线收发模块，具有体积小，收发距离远，抗干扰 能力强，通信稳定等特点。
[0033] 所述电源管理电路由依次连接的：匹配电路、全桥整流电路、储能电路、控制开关 电路和稳压电路组成，
[0034]取能线圈4从电线上的电流ip(t)感应出交流电压形成电流i2(t)，通过匹配电 路和全桥整流电路后对储能电容充电积累能量，当储能电容（即储能电路）两端电压达到 预设电压时，启动稳压电路，因为多输出的需要，稳压电路设有多个稳压器，稳压忍片采用 L7815CV稳压器和LM7803稳压器，释放储能电容的电能，提高输出功率，可为无线传感器和 单片机W及信号调理电路等提供的稳定工作电压，是一个多路输出电源。 阳03引如图4所示，电源管理电路原理图，其中，Ci= 0. 1uF，C2= 0. 1uF，C3= 2200uF，C4 =0.luF，Cs=lOuF，Ce= 0.luF，C,= 0.luF，Cs=lOuF，整流桥为将交流变为直流lA，Ri =4.化Q，Ti为变压器。有两个稳压管，L7815CV稳压器和LM7803稳压器。
[0036] 信号调理电路简单的说就是将待测信号通过放大、滤波等操作转换成采集设备能 够识别的标准信号。是指利用内部的电路，如滤波器、转换器、放大器等…，来改变输入的讯 号类型并输出之。
[0037] 如图5所示，信号调理电路原理图：其中，Ri= 160kQ，R2= 160kQ，R3= 2.化0， 民4二 160kQ，民 5二 160kQ，民 6二 499Q，C1二 0?luF,C2二 〇?luF,C3二 〇?luF,C4二 〇?luF,C5 二0.luF，LM336为基准电压芯片，Ai为AD620放大器，A2和A3均为AD750放大器。
[0038] 所述控制盒5上设有拨码开关6。拨码开关6与MCU处理器模块连接，拨码开关 采用0/1的二进制编码原理，每一个键对应的背面上下各有两个引脚，拨至ON-侧，运下面 两个引脚接通；反之则断开。运四个键是独立的，相互没有关联。可W设接通为"1"，断开 为"0"，运样就有多个地