开口式罗氏线圈的制作方法

本实用新型属于电流测量技术领域，具体涉及一种开口式罗氏线圈，可以用于配电线路故障定位装置。

背景技术：

罗氏线圈具有测量范围宽，线性度好，结构简单，无开路风险等特点，适合于电力线路的电流参数测量。一般可分为开口式和封闭式两种结构，开口式的罗氏线圈安装、维护较为方便，适宜于应用在带电导体不易拆装的场合。

传统的开口式罗氏线圈，多将导线均匀绕制在非磁性的柔性材料构成的骨架上，外面再增加屏蔽结构。但其测量精度受骨架材料和导线绕制影响。难以满足高精度测量的要求，同时需要外部额外的屏蔽结构，其体积较大，使其安装带来一定困难。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用于抗干扰能力强的高精度开口式的PCB罗氏线圈，以克服上述困难。

本实用新型的技术方案为：一种开口式罗氏线圈，包括双层PCB板，每层PCB板由一对相对设置的半圆环形板构成，相对设置的两块半圆环形板之间设有间隙，所述PCB板中间为一间隔绝缘层，该间隔绝缘层两侧由内向外依次对称设置导电层、间隔绝缘层和屏蔽层，线圈敷设于所述导电层，两个屏蔽层由设置在靠近罗氏线圈外径处的连接两屏蔽层的通孔进行电气连接，形成法拉第笼屏蔽罩结构。

在一个具体实施方式中，一对半圆环形板的一端开口为常开开口，常开开口处设有信号引出端，一对半圆环形板另一端处的线圈通过屏蔽连接线相连，屏蔽连接线同时将一对半圆环形板的屏蔽层相连。

在一个具体实施方式中，两层PCB板的线圈通过导线连接。

在一个具体实施方式中，PCB板最外层为导电层，该导电层敷设有屏蔽铜箔构成所述屏蔽层。

在一个具体实施方式中，所述通孔孔壁镀有金属层。

在一个具体实施方式中，所述通孔沿圆周均布。

在一个具体实施方式中，所述线圈包括在两导电层蚀刻的导线，两层的导线通过导通于两导电层的埋孔形成连接，埋孔孔壁镀有金属层。

在一个具体实施方式中，两层的导线绕制方向相反。

在一个具体实施方式中，所述通孔间隔设置在相邻埋孔间隙处。

本实用新型由于使用PCB板材作为罗氏线圈的基材，PCB材料具有温度稳定性好的特点，不容易变形，同时采用数控加工的方式，线圈蚀刻在铜箔上，其线圈布置均匀，参数一致性好，本实用新型的罗氏线圈在精度、一致性、稳定性方面均优于传统的罗氏线圈。

通过布置在多块PCB板第二和第三导电层的两个线圈，为串联结构，可以增加空心线圈的信号感应强度，提高罗氏线圈的灵敏度。同时，两个线圈由于线圈的绕线方向相反，在垂直方向上的磁场对单个线圈的影响相互抵消，因此可以消除垂直方向的磁场干扰。

通过布置在PCB板第一和第四导电层的屏蔽铜箔，两层铜箔通过罗氏线圈外圈的导电通孔相连接，形成一个法拉第电笼的屏蔽罩结构，将布设在第二和第三导电层的线圈包裹在内，由于铜箔和通孔均为导体，外界的电磁干扰均被屏蔽，不至于影响内部线圈，从而使罗氏线圈获得良好的抗电磁干扰的性能。

且由于将屏蔽层和线圈一同布置在PCB板上，无需再增加额外的屏蔽结构，使整体结构减小，生产制作简单，一致性好。

附图说明

图1是本实用新型罗氏线圈的一个具体实施例的整体结构示意图。

图2是罗氏线圈的PCB板剖面结构示意图。

图3是罗氏线圈连接示意图。

其中，罗氏线圈上半部1、罗氏线圈下半部2、顶层上半部PCB板11、底层上半部PCB板12、顶层下半部PCB板21、底层下半部PCB板22、屏蔽连接线3、信号引出端4；

罗氏线圈内径R1、罗氏线圈外径R2、通孔5、第一导电层61、第二导电层62、第三导电层63、第四导电层64、第一间隔绝缘层71、第二间隔绝缘层72、第三间隔绝缘层73、屏蔽铜箔8、线圈9、埋孔10；

上半部PCB板顶层线圈首端121、上半部PCB板顶层线圈尾端122、下半部PCB板顶层线圈首端123、下半部PCB板顶层线圈尾端124、上半部PCB板底层线圈首端125、上半部PCB板底层线圈尾端126、下半部PCB板底层线圈首端127、下半部PCB板底层线圈尾端128；

顶层线圈第二导电层走线131、顶层线圈第三导电层走线132、底层线圈第二导电层走线133、底层线圈第三导电层走线134。

具体实施方式

本实用新型所述“上、下、顶、底”等涉及方位的词语仅是根据附图中的方位，为方便描述而采用的相对性描述，线圈摆放位置不同该描述性词语应该作相应的调整。

如图1~3，本实用新型一个具体实施例的用于配电线路的故障定位装置的开口式罗氏线圈，包括罗氏线圈上半部1、罗氏线圈下半部2，以及屏蔽连接线3和信号引出端4。罗氏线圈上半部1与罗氏线圈下半部2为一对半圆环形双层PCB板，二者呈相对设置（镜像对称），之间有一定间隙构成开口，一端为常开开口，信号引出端4由罗氏线圈下半部2该常开开口处引出，另一端开口处通过屏蔽连接线3相连。

顶层PCB板和底层PCB板结构相同，层叠设置，呈镜像对称。也即，该实施例的罗氏线圈包括四块半圆环形PCB板。图2为其中一块半圆环形PCB板的剖视图。

罗氏线圈上半部1由带有屏蔽层的顶层上半部PCB板11和由带有屏蔽层的底层上半部PCB板12堆叠组成。上半部PCB板的顶层线圈尾端122与上半部PCB板的底层线圈首端125相连。

罗氏线圈下半部2由带有屏蔽层的顶层下半部PCB板21和由带有屏蔽层的底层下半部PCB板22堆叠组成。下半部PCB板的顶层线圈首端123与下半部PCB板的底层线圈尾端128各连接一个信号引出端4，构成罗氏线圈采样信号的输出端。

屏蔽连接线3分别将上半部PCB板的顶层线圈首端121与下半部的PCB板顶层线圈的尾端124相连，将上半部PCB板的底层线圈尾端126与下半部的PCB板底层线圈的首端127相连，将所罗氏线圈上半部屏蔽层与下半部的屏蔽层相连。

构成罗氏线圈的PCB板（顶层/底层，上半部/下半部）均由四层导电层和三层间隔绝缘层组成。

第一导电层61和第四导电层64均布置有屏蔽层。在一个具体实施例中，第一导电层61和第四导电层64敷设有大面积铜箔（屏蔽铜箔8）构成屏蔽层，以屏蔽外界干扰信号。屏蔽层由设置在靠近罗氏线圈外径处的连接第一导电层61和第四导电层64的通孔5（孔壁镀铜）进行电气连接。通孔5沿罗氏线圈圆周均布，间隔设置在相邻埋孔10的间隙处，以产生良好的屏蔽效果。

第二导电层62和第三导电层63敷设有线圈9（通过蚀刻铜箔走线的方式，沿圆周方向均布），并由导通于第二导电层62和第三导电层63的埋孔10（位于导电层上的每一段铜箔走线的两端，孔壁镀铜）形成连接。线圈9由第二导电层62和第三导电层63的铜箔走线和埋孔10共同构成。敷设于PCB板第二导电层62和第三导电层63的顶层线圈与底层线圈的绕制方向相反（如图3所示）。

本实用新型的开口式罗氏线圈通过敷设在PCB板的顶层线圈和底层线圈检测穿过线圈中心的导体流过的电流信号，生成一个正比于一次电流的弱电压信号，通过信号引出端引出。