专利名称：磁敏电子式互感器的制作方法
技术领域：
磁敏电子式互感器技术领域[0001]本实用新型涉及ー种磁敏电子式互感器，特别是涉及ー种能将高电压、大电流进行电能计量、继电保护及电能监测的磁敏电子式互感器。
背景技术：
电子式互感器其功能主要是将高电压或大电流按比例变换成标准低电压或标准小电流，以便实现电能计量、继电保护及电能监测并也可实现测量仪表、保护设备及自动控制设备的标准化、小型化。同时电子式互感器还可用来隔开高电压系统，以保证人身和设备的安全。按比例需求变换电压或电流。传统的电子式互感器按原理分主要有光学式、空心线圈式、低功率铁芯线圈式。光电式互感器在应用上存在的主要问题是需要对传感器进行供能，长期大功率的激光供能会影响光器件的使用寿命并且光学器件成本昂贵易损坏，同时温度的变化会引起光路系统的变化引起晶体除具有电光效应外的弹光效应、热光效应等干扰效应，导致传感器内光学电压传感器的工作稳定性减弱。空心线圈式互感器在应用上存在的主要问题是线圈输出信号与其结构有很强的相关性，温度变化会导致结构变化，影响测量准确度。低功率铁芯线圈式互感器在应用上存在的主要问题是体积大、磁饱和、铁磁谐振、动态范围小，使用频带窄(一般使用在35KV以下)等弱点。现有技术也有涉及到相关专利，例如申请号为89217242. 8的名为磁敏式交、直流互感器的实用新型专利，涉及由磁敏元件电流电压信号变换器及接线板二部分组成的ー种磁敏式交直流互感器。其特征在于，在绝缘硬塑料底壳和上壳中置有磁环，磁环有ー缺ロ，嵌入磁敏元件，本实用新型可代替现有的控制检测装置中采用的各种交、直流互感器而应用于交、直流电流信号并存电路的检測，变频调速系统负载电流的检测与跟踪，交、直流调速系统中电流反馈信号的检测和交、直流測量仪器仪表的电流检测部件等。然而该专利存在结构复杂，体积较大等缺陷，不利于推广应用。有鉴于此，有必要提供ー种新型磁敏电子式互感器，以克服上述缺陷。
发明内容本实用新型的目的是针对现有传统的电子式互感器具有的上述缺点，本实用新型的目的是提供ー种磁敏电子式互感器，其性能具有结构牢固，体积小，重量轻，寿命长，安装方便，功耗小，耐震动，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等环境温度的变化，測量准确度高。本实用新型的技术方案是ー种磁敏电子式互感器，由磁阻传感器、结缘套管及合并单元电路组成，其特征在于，所述磁阻传感器、结缘套管及合并单元电路按照从上到下的位置关系排布，磁阻传感器通过信号传输线连接至合并单元电路；通过磁阻传感器可以将一次导线上的高电压或大电流转换成低电压或小电流，并接于合并单元电路便得到ー个能随系统一次电压电流变化而变化的电压信号或电流信号。[0010]如上所述的磁敏电子式互感器，其特征在于，所述磁敏电子式互感器设计成IOKV 1000KV适合不同电压等级的磁阻电子式电压互感器。如上所述的磁敏电子式互感器，其特征在于，所述磁敏电子式互感器设计成磁阻电子式电流互感器，改变一次导体的截面积的大小就可以适用于各种大电流的电路中。如上所述的磁敏电子式互感器，其特征在于，所述磁敏电子式互感器设计成磁阻电子式组合互感器，同时可以测量电压和电流。如上所述的磁敏电子式互感器，其特征在于，所述磁敏电子式互感器输出的信号为模拟信号，可以在合并单元电路输出的模拟信号后面加装ー个数字电路，将模拟信号转变成数字信号。本实用新型的有益效果是本实用新型的磁敏电子式互感器，利用磁阻效应的原理，设计成磁阻元件的传感器，磁阻随系统电磁场的变化而阻值发生变化，将变化的阻值转变成电压，故此传感器输出的电压信号能随系统一次电压或电流变化而变化，真实的反应系统情況；可以设计成磁阻电子式电压互感器、磁阻电子式电流互感器及磁阻组合互感器(可以测量电压，也可以测量电流，把它们组合在一起)。
图I是本实用新型实施例的磁阻电子式互感器基本原理图。图2是磁阻电子式互感器中磁阻传感器内部原理图。图3是磁阻电子式互感器电路工作原理图。图4是磁阻电子式互感器电路工作原理图中电压电路的具体实施电路。图5是磁阻电子式互感器设计的外观图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型做进ー步的详细说明，但该实施例不应理解为对本实用新型的限制。本实用新型实施例提供的ー种磁敏电子式互感器，由磁阻传感器、结缘套管及合并单元电路组成，所述磁阻传感器、结缘套管及合并单元电路按照从上到下的位置关系排布，磁阻传感器通过信号传输线连接至合并单元电路；通过磁阻传感器可以将一次导线上的高电压或大电流转换成低电压或小电流，并接于合并单元电路便得到ー个能随系统一次电压电流变化而变化的电压信号或电流信号。图I中通电导线周围存在电磁场，其大小与导线中的电流成正比，若把磁阻元件置于电场中，磁阻将发生阻值变化R，同时在该元件中有流过的恒定电流I，元件上同时产生的磁阻电位差U=RI。U电压在后面的电压电路中按照需求进行处理得到不同功能的电压。图2所示，当半导体处于磁场中时，导体或半导体的载流子将受洛仑兹カ的作用，发生偏转，在两端产生积聚电荷并产生霍耳电场。如果霍耳电场作用和某一速度载流子的洛仑兹力作用刚好抵消，那么小于或大于该速度的载流子将发生偏转，因而沿外加电场方向运动的载流子数量将減少，电阻増大，表现出横向磁阻效应。若将图中a端和b端短路， 则磁阻效应更明显。通常以电阻率的相对改变量来表示磁阻的大小，即用A p/p (0)表示。其中P (O)为零磁场时的电阻率，设磁电阻在磁感应强度为B的磁场中电阻率为P(B)，则A p=p (B)-P (O)。由于磁阻传感器电阻的相对变化率AR/R (0)正比于Ap/P (0)，这里AR=R (B)-R (0)，因此也可以用磁阻传感器电阻的相对改变量AR/R (0)来表示磁阻效应的大小。当金属或半导体处于较弱磁场中时，一般磁阻传感器电阻相对变化率AR/R (0)正比于磁感应强度B的平方，而在强磁场中AR/R (0)与磁感应强度B呈线性关系。处于磁场中的磁阻器件和ー个外接电阻串联，接在恒流源的分压电路中，通过对R的调节可以调节磁阻器件中电流的大小，电压表联接I或2可以分别监测外接电阻的电压和磁阻器件的电压。图3是磁阻电子式互感器的电路原理图，磁阻传感器在通电导线产生磁场作用下阻值发生变化同时磁阻中有ー个恒定的电流流过由此产生ー个随通电导线电压高低或电流大小变化而变化的电压Ui0为保证磁阻传感器在将磁能转成电能时的损耗，需进一歩放大；同时为保证输出的电压精确度能够随着外界系统电压高低或电流大小变化而变化及相 位的差异，需在下一部进行设计射级跟随放大电路及负反馈电路，使输出的电压能自动跟踪系统的电压高低或电流大小及相位变化而变化并输出Uo。Uo电压可以是反应系统高电压的信号电压，也可以是反应系统电流大小的信号电压。所以本原理磁阻电子式互感器，可以设计成磁阻电子式电流互感器、磁阻电子式电压互感器及磁阻电子式组合互感器。同时可以根据客服功能要求设计成电流测量、电流保护、电流监测及电压测量、电压保护、电压监测等其他功能。图4是磁阻电子式互感器的电路原理图实施电路，首先由TL082组成ー个恒流电流发生电路产生一个恒流源，磁阻传感器Rx在通电导线产生磁场作用下阻值发生变化同时恒定的电流流过磁阻由此产生ー个随通电导线电压高低或电流大小变化而变化引起磁阻阻值变化在Rx±产生电压仏。Ui电压经过两级运算放大器进行放大并移相后，在经过后面两级放大及反馈电路使输出的Uo电压能够随Ui变化而变化；此基本电路也可以根据要求设计成电流测量、电流保护、电流监测及电压测量、电压保护、电压监测或其他功能的电路；只需在外围电路中的电阻电容配置上稍作改动就可以了。图5中改变结缘套管的外结缘距离就可以设计成IOKV 1000KV适合不同电压等级的磁阻电子式互感器可以是磁阻电子式电压互感器也可以是磁阻电子式电流互感器；同时改变一次导体的截面积的大小就可以适用于各种大电流的电路中而设计成磁阻电子式电流互感器。该产品的合并单元电路可以与产品集成装在一起，也可独立装在単独的箱体中；同时该产品输出信号为模拟信号，为适合现在的数字化变电站应用要求，也可以在合并単元电路输出的模拟信号后面加装ー个数字电路，将模拟信号转变成数字信号即可。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技木。
权利要求1.一种磁敏电子式互感器，由磁阻传感器、结缘套管及合并单元电路组成，其特征在于，所述磁阻传感器、结缘套管及合并单元电路按照从上到下的位置关系排布，磁阻传感器通过信号传输线连接至合并单元电路；通过磁阻传感器可以将一次导线上的高电压或大电流转换成低电压或小电流，并接于合并单元电路便得到一个能随系统一次电压电流变化而变化的电压信号或电流信号。
2.根据权利要求I所述的磁敏电子式互感器，其特征在于，所述磁敏电子式互感器设计成IOKV IOOOKV适合不同电压等级的磁阻电子式电压互感器。
3.根据权利要求I所述的磁敏电子式互感器，其特征在于，所述磁敏电子式互感器设计成磁阻电子式电流互感器，改变一次导体的截面积的大小就可以适用于各种大电流的电路中。
4.根据权利要求2或3所述的磁敏电子式互感器，其特征在于，所述磁敏电子式互感器 设计成磁阻电子式组合互感器，同时可以测量电压和电流。
5.根据权利要求I所述的磁敏电子式互感器，其特征在于，所述磁敏电子式互感器输出的信号为模拟信号，可以在合并单元电路输出的模拟信号后面加装一个数字电路，将模拟信号转变成数字信号。
专利摘要本实用新型涉及一种磁敏电子式互感器，由磁阻传感器、结缘套管及合并单元电路组成，所述磁阻传感器、结缘套管及合并单元电路按照从上到下的位置关系排布，磁阻传感器通过信号传输线连接至合并单元电路；通过磁阻传感器可以将一次导线上的高电压或大电流转换成低电压或小电流，并接于合并单元电路便得到一个能随系统一次电压电流变化而变化的电压信号或电流信号。本实用新型的磁敏电子式互感器，利用磁阻效应的原理，设计成磁阻元件的传感器，磁阻随系统电磁场的变化而阻值发生变化，将变化的阻值转变成电压，故此传感器输出的电压信号能随系统一次电压或电流变化而变化，真实的反应系统情况。
文档编号G01R15/18GK202404138SQ201120480628
公开日2012年8月29日 申请日期2011年11月28日 优先权日2011年11月28日
发明者万德锋, 刘西超, 王焱 申请人:国网电力科学研究院