一种可安装罗氏线圈的多用电流互感器论文和设计-叶宗来

全文摘要

本实用新型公开了一种可安装罗氏线圈的多用电流互感器，包括底座、绝缘外壳、固定螺栓、电流输入口、测量区、内芯、电流输出口和测量仪，底座上安装绝缘外壳，绝缘外壳的顶端两侧由固定螺栓固定，两个固定螺栓的中下方设有电流输入口，绝缘外壳的中心中空区域为测量区，测量区外侧的绝缘外壳内部设有内芯，最前侧的线圈的上端通过导线与电流输入口连接，底座的后端靠近绝缘外壳的部分设有电流输出口，电流输出口通过导线连接测量仪，通过在绝缘外壳上端加装罗氏线圈测定系统，解决由于特殊空间下无法测量或被测物体较小导致测量不准确，通过在电流互感器中设置三层绕组线圈，根据一定的变比将被测电流缩小，避免测量仪器由于电流过大被烧毁。

主设计要求

1.一种可安装罗氏线圈的多用电流互感器，包括底座(1)、绝缘外壳(2)、固定螺栓(3)、电流输入口(4)、测量区(5)、内芯(6)、电流输出口(7)和测量仪(8)，其特征在于：所述底座(1)上安装绝缘外壳(2)，绝缘外壳(2)的顶端两侧由固定螺栓(3)固定，两个所述固定螺栓(3)的中下方设有电流输入口(4)，所述绝缘外壳(2)的中心中空区域为测量区(5)，测量区(5)外侧的绝缘外壳(2)内部设有内芯(6)，所述内芯(6)的中间为铁芯(61)，所述铁芯(61)的外侧设有线圈(62)缠绕，并将铁芯(61)覆盖，最前侧的所述线圈(62)的上端通过导线与电流输入口(4)连接，所述底座(1)的后端靠近绝缘外壳(2)的部分设有电流输出口(7)，最后侧的所述线圈(62)通过导线和电流输出口(7)连接，所述电流输出口(7)通过导线连接测量仪(8)；所述电流输入口(4)包括罗氏线圈(41)、接头(42)、积分器(43)和插口(44)，所述电流输入口(4)处安装插口(44)，所述插口(44)通过导线连接积分器(43)，所述积分器(43)的后端设有两个接头(42)，所述接头(42)通过导线连接罗氏线圈(41)；所述测量仪(8)包括显示屏(81)、操作按钮(82)、高压接线端子(83)、低压接线端子(84)、打印口(85)和电源插口(86)，所述测量仪(8)面板的左上方为显示屏(81)，所述显示屏(81)下方设有操作按钮(82)，所述显示屏(81)的右端设有高压接线端子(83)，所述高压接线端子(83)的下方设有低压接线端子(84)，所述低压接线端子(84)下方靠近操作按钮(82)的部分设有电源插口(86)，所述电源插口(86)的右侧设有打印口(85)。

设计方案

所述电流输入口(4)包括罗氏线圈(41)、接头(42)、积分器(43)和插口(44)，所述电流输入口(4)处安装插口(44)，所述插口(44)通过导线连接积分器(43)，所述积分器(43)的后端设有两个接头(42)，所述接头(42)通过导线连接罗氏线圈(41)；

所述测量仪(8)包括显示屏(81)、操作按钮(82)、高压接线端子(83)、低压接线端子(84)、打印口(85)和电源插口(86)，所述测量仪(8)面板的左上方为显示屏(81)，所述显示屏(81)下方设有操作按钮(82)，所述显示屏(81)的右端设有高压接线端子(83)，所述高压接线端子(83)的下方设有低压接线端子(84)，所述低压接线端子(84)下方靠近操作按钮(82)的部分设有电源插口(86)，所述电源插口(86)的右侧设有打印口(85)。

2.根据权利要求1所述的一种可安装罗氏线圈的多用电流互感器，其特征在于：所述线圈(62)的匝数由外向内依次增多。

3.根据权利要求1所述的一种可安装罗氏线圈的多用电流互感器，其特征在于：所述电流输入口(4)的电流输入范围是20-6000A，电流输出口(7)的电流输出范围是1-5A，电流互感器的最大承受电压为1KV。

4.根据权利要求1所述的一种可安装罗氏线圈的多用电流互感器，其特征在于：所述罗氏线圈(41)的变比为0.1-1V\/kA，最大频率为5MHz，最大输入电流为100KA。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及电流测量技术领域，具体为一种可安装罗氏线圈的多用电流互感器。

背景技术

罗氏线圈(Rogowski线圈)又叫电流测量线圈、微分电流传感器，主要用于测量交流电流，罗氏线圈工作原理是线圈骨架围绕被测导体，导体周围的磁场会随着导体中电流的改变而改变，骨架上的漆包线会因此感应出电动势。根据数学推导，该电动势与导体中电流的导数成正比，而比例系数跟线圈匝数、骨架横截面、磁导通率等有关，将该电动势积分运算后可还原导体中的电流，罗氏线圈是一个均匀缠绕在非铁磁性材料上的环形线圈，输出信号是电流对时间的微分，通过一个对输出的电压信号进行积分的电路，就可以真实还原输入电流，该线圈具有电流可实时测量、响应速度快、不会饱和的特点，适用交流尤其是高频大电流测量，现有技术的电学测量仪器包括电流互感器、电压互感器等体积较大，在需要测量铜排和其他特定区域的电流电压大小时，由于体积问题，不能做到测量准确，而罗氏线圈单独测量时可能会遇到被测电流过大，从而烧毁测量仪表的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可安装罗氏线圈的多用电流互感器，通过在绝缘外壳上端加装罗氏线圈测定系统，解决由于特殊空间下无法测量或被测物体较小导致测量不准确，通过在电流互感器中设置三层绕组线圈，根据一定的变比有效将被测电流缩小至一定范围，可以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种可安装罗氏线圈的多用电流互感器，包括底座、绝缘外壳、固定螺栓、电流输入口、测量区、内芯、电流输出口和测量仪，所述底座上安装绝缘外壳，绝缘外壳的顶端两侧由固定螺栓固定，两个所述固定螺栓的中下方设有电流输入口，所述绝缘外壳的中心中空区域为测量区，测量区外侧的绝缘外壳内部设有内芯，所述内芯的中间为铁芯，所述铁芯的外侧设有线圈缠绕，并将铁芯覆盖，最前侧的所述线圈的上端通过导线与电流输入口连接，所述底座的后端靠近绝缘外壳的部分设有电流输出口，最后侧的所述线圈通过导线和电流输出口连接，所述电流输出口通过导线连接测量仪；

所述电流输入口包括罗氏线圈、接头、积分器和插口，所述电流输入口处安装插口，所述插口通过导线连接积分器，所述积分器的后端设有两个接头，所述接头通过导线连接罗氏线圈；

所述测量仪包括显示屏、操作按钮、高压接线端子、低压接线端子、打印口和电源插口，所述测量仪面板的左上方为显示屏，所述显示屏下方设有操作按钮，所述显示屏的右端设有高压接线端子，所述高压接线端子的下方设有低压接线端子，所述低压接线端子下方靠近操作按钮的部分设有电源插口，所述电源插口的右侧设有打印口。

优选的，所述线圈的匝数由外向内依次增多。

优选的，所述电流输入口的电流输入范围是20-6000A，电流输出口的电流输出范围是1-5A，电流互感器的最大承受电压为1KV。

优选的，所述罗氏线圈的变比为0.1-1V\/kA，最大频率为5MHz，最大输入电流为100KA。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

1、本实用新型可安装罗氏线圈的多用电流互感器，通过添加安装罗氏线圈，将被测物的大小限定解除，在特殊测量环境或特殊测量空间时，通过使用罗氏线圈测量，解决被测物体过小，或者被测环境特殊导致的无法测量的情况出现。

2、本实用新型可安装罗氏线圈的多用电流互感器，由于罗氏线圈的高精度性，当测定电流过大，经过积分器的再次放大，可能导致烧毁测量仪器，将电流互感器中设定三侧绕组线圈，由于第二侧绕组和第三侧绕组线圈匝数较多，能够有效地通过一定的变比缩小电流，通过两次缩小电流大小，从而做到对测量仪器的保护。

附图说明

图1为本实用新型的正面剖视图；

图2为本实用新型的侧面剖视图；

图3为本实用新型的罗氏线圈测量端正视图；

图4为本实用新型的内芯线圈连接图；

图5为本实用新型的测量仪正视图。

图中：1、底座；2、外壳；3、固定螺栓；4、电流输入口；41、罗氏线圈； 42、接头；43、积分器；44、插口；5、测量区；6、内芯；61、铁芯；62、线圈；7、电流输出口；8、测量仪；81、显示屏；82、操作按钮；83、高压接线端子；84、低压接线端子；85、打印口；86、电源插口。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-3，一种可安装罗氏线圈的多用电流互感器，包括底座1、绝缘外壳2、固定螺栓3、电流输入口4、测量区5、内芯6、电流输出口7和测量仪 8，底座1上安装绝缘外壳2，绝缘外壳2用于将内芯6与外界隔离，避免由外界因素导致的电流损失，影响测量结果，绝缘外壳2的顶端两侧由固定螺栓3 固定，两个固定螺栓3的中下方设有电流输入口4，电流输入口4主要用于安装不同规格的罗氏线圈41测量系统，电流输入口4的电流输入范围是20-6000A，绝缘外壳2的中心中空区域为测量区5，当被测物体体积较大，无法使用罗氏线圈41测量时，可直接将被测物体放入测量区5进行测量，测量区5外侧的绝缘外壳2内部设有内芯6，内芯6的中间为铁芯61，铁芯61的外侧设有线圈62 缠绕，并将铁芯61覆盖，线圈62的匝数依次增多，其中最外侧的线圈62的匝数最少，最内侧的线圈62的匝数最多，最外侧线圈62与被测电流属于串联关系，最外侧线圈62的电流较大，经过二次侧绕组和三次侧绕组后，由于线圈62 的匝数增多，线圈62中直流电阻增大，根据欧姆定律，电阻增大电流变小，最内侧线圈62与测量仪8串联，通过第一侧绕组线圈62和第三侧绕组线圈62的匝数比来测量并计算出被测物体的电流大小，最前侧的线圈62的上端通过导线与电流输入口4连接，电流输入口4主要用于连接罗氏线圈41测量系统，通过将被测电流直接输入至线圈62中，在经过第三侧绕组后，从电流输出口7流出，并被测量仪8测得读数，底座1的后端靠近绝缘外壳2的部分设有电流输出口7，电流输出口7与第三侧绕组线圈62和测量仪8串联，可以精准测出读数，并通过匝数比来计算出被测物的电流大小，最后侧的线圈62通过导线和电流输出口 7连接，电流输出口7通过导线连接测量仪8，电流输出口7的电流输出范围是 1-5A，电流互感器的最大承受电压为1KV。

请参阅图4，电流输入口4处安装插口44，插口44通过导线连接积分器43，由于罗氏线圈41有时测得的电流较小，积分器43内部含有放大电路，将被测电流按照一定的比例放大，再通过其内部电容过滤其他的干扰，从而准确将放大过后的被测电流准确输入至电流输入口4，积分器43的后端设有两个接头42，接头42通过导线连接罗氏线圈41，罗氏线圈41根据被测物体的大小，可套在被测物体之上，对其交流电流进行测量，罗氏线圈41的变比为0.1-1V\/kA，最大频率为5MHz，最大输入电流为100KA。

请参阅图5，测量仪8面板的左上方为显示屏81，显示屏81下方设有操作按钮82，测量仪8可通过控制操作按钮82，调节电流互感器的变比，通过调节变比来调节被测电流经过第三侧绕组时的电流大小变化，并通过变比计算出正确的读数，显示屏81的右端设有高压接线端子83，测量电流较高时，连接高压接线端子83，高压接线端子83的下方设有低压接线端子84，测量电流较低时，连接低压接线端子84，低压接线端子84下方靠近操作按钮82的部分设有电源插口86，电源插口86的右侧设有打印口85，打印口85可将测量读数打印出来保存。

工作原理：当被测物体较大时，可将被测物体直接放入测量区5，被测物体中的交流电变化通过电磁感应使电流互感器中的第一侧绕组产生电流；当被测物体较小或者被测物无法拆卸，测量空间较小时，通过在电流输入口4加装罗氏线圈41测量系统，通过电磁感应效果，罗氏线圈41带电并将电流输入至积分器43，积分器43内部含有放大电路和电容器，放大电路通过将被测电流放大至一定的数值，再通过电容器消除干扰，最后输出至电流输入口4，电流输入口 4将被测电流传输至第一侧绕组线圈62，通过电测感应效果使得第三侧绕组线圈62带电并输出至电流输出口7，由于第一侧绕组线圈62匝数较少，电阻较小，第三侧绕组线圈62匝数较多，电阻较大，第一侧绕组线圈62的电流通过一定的变比缩小至第三侧绕组线圈62，并输出至测量仪8，通过测量仪8计算出被测物体的电流大小。

综上所述：本实用新型可安装罗氏线圈的多用电流互感器，当被测物体较大时，可将被测物体直接放入测量区5，被测物体中的交流电变化通过电磁感应使电流互感器中的第一侧绕组产生电流；当被测物体较小或者被测物无法拆卸，测量空间较小时，通过在电流输入口4加装罗氏线圈41测量系统，通过电磁感应效果，罗氏线圈41带电并将电流输入至积分器43，积分器43内部含有放大电路和电容器，放大电路通过将被测电流放大至一定的数值，再通过电容器消除干扰，最后输出至电流输入口4，电流输入口4将被测电流传输至第一侧绕组线圈62，通过电测感应效果使得第三侧绕组线圈62带电并输出至电流输出口7，由于第一侧绕组线圈62匝数较少，电阻较小，第三侧绕组线圈62匝数较多，电阻较大，第一侧绕组线圈62的电流通过一定的变比缩小至第三侧绕组线圈62，并输出至测量仪8，通过测量仪8计算出被测物体的电流大小，由于加装了罗氏线圈41，可在特殊情况下对大小不一的物体进行测量工作，有效的解决了体积问题，同时由于罗氏线圈41的高精度，对被测物体的电流测量更加精准。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

设计图

一种可安装罗氏线圈的多用电流互感器论文和设计

一种可安装罗氏线圈的多用电流互感器论文和设计-叶宗来

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主设计要求

设计方案

设计说明书

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