CN108693903A - 一种实现等安匝原理大电流的***及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种实现等安匝原理大电流的***及其方法，***包括低压电流源和多路线圈，其特征在于，所述多路线圈缠绕后与所述低压电流源连接；所述低压电流源用于产生小电流通过多路线圈，在多路线圈截面产生等效的大电流，所产生的等效电流大小正比于多路线圈的匝数。本发明提供的技术方案，利用多芯接插件组成的线圈等效放大了直流小电流，省去了变压器、逆变器、整流器等复杂的***。简单、高效、利于实现，并且成本低实用性强。利用线圈的等效放大，可以通过改变线圈的圈数来改变等效放大倍数，能够实现几安培到几万安培电流的连续可调。

Description

一种实现等安匝原理大电流的***及其方法

技术领域

本发明涉及一种大电流设备校验领域，具体涉及一种实现等安匝原理大电流的***及其方法。

背景技术

随着国内特高压和大直流项目的建设，对大电流互感器校验用电流源提出了新的要求。不仅要求此类电源输出电流能够在几安至几千安的大范围内连续可调，而且要保证输出电流较高的精度和稳定性，为满足现场测试的要求，还要保证此类电源体积小、重量轻、可靠性高、易于操作等特点。

目前的直流大电流源一般采用整流器、逆变器、变压器等模块连接而成；交流大电流源需要升流器、容性补偿装置等。装置成本较高不利于推广应用，体积庞大不适用于互感器现场校验，并且直流电流中存在纹波从而影响校验精度。

发明内容

为解决上述现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种实现等安匝原理大电流的***及其方法，提高直流电流中存在纹波从而影响校验精度。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种实现等安匝原理大电流的***，包括低压电流源和多路线圈，其改进之处在于，所述多路线圈缠绕后与所述低压电流源连接；所述低压电流源用于产生小电流通过多路线圈，在多路线圈截面产生等效的大电流，所产生的等效电流大小正比于多路线圈的匝数(小电流可能是安培级别，但是精度要很高可能得纳安级别；大电流的话大概是几百上千甚至几万安培。电流大小跟线圈的匝数有关系)。

进一步地，所述多路线圈包括多芯接插件和多芯导线；所述多芯导线内部包含多根导线，并且导线间相互绝缘；所述多芯插件的数量和所述多芯导线中导线的数量一致并对应连接。

进一步地，所述多芯接插件，包括多个插针和插座；

所述插针和插座闭合时一一对应连接；

每个插针和插座分别与多芯导线的每个芯连接。

进一步地，所述插针和插座各选一个端口为引出线端口，其他接线端口用多芯导线按照次序连接形成线圈；

所述线圈通过选择不同的引线端口或连接次序来改变连接方式和线圈匝数，来改变电流等效放大倍数。

进一步地，所述多芯导线为一条电缆或多条导线。

进一步地，所述多路线圈还包括连接件，所述连接件分别与所述插针和插座连接；所述连接件内部短接；

优选的，所述连接件为多导电芯配件，导电芯配件数量与插针和插座端口数量一致，并且与插针和插座互联；

所述多导电芯配件的导电芯之间相互连接。

进一步地，所述多芯接插件的插针和插座的形状契合；所述插针和插座一字排列或密集排布；所述密集排布的形状为圆形或多边形。

进一步地，所述导线间绝缘方式为漆包线或绝缘层。

本发明提供一种采用等安匝原理大电流检测待校验器件的***，其改进之处在于：包括多路线圈和低压电流源；还包括：直流电流互感器、负载电阻和计算器；

所述多路线圈套在所述直流光纤电流互感器的敏感线圈上，所述多路线圈的引出线通过负载电阻接入所述低压电流源；

所述计算器分别与所述低压电流源和所述直流光纤电流互感器二次信号处理***连接。

本发明还提供一种采用等安匝原理大电流检测待校验器件***的实现方法，其改进之处在于：

1)用带有多芯接插件的多路线圈套在待校验器件的敏感线圈上；

2)多路线圈的引出线通过负载电阻后接入低压电流源；

3)低压电流源的输出电流值输入计算器(计算器的作用是能够把实际匝数输入然后乘上低压电流源的电流值，然后跟光纤电流传感器测出来的电流做对比。其实作用就类似于常用的校验仪)；

4)敏感线圈的感应信号传入待校验器件的二次信号处理***，并计算出一次侧电流，同时将电流值输入计算器；

5)计算器将低压电流源的输出值乘以等效放大倍数n并与待校验器件输出值对比计算出测量误差；

6)根据测量误差校准待校验器件。

与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有的优异效果是：

1.本发明利用多芯接插件组成的线圈等效放大了直流小电流，省去了变压器、逆变器、整流器等复杂的***，简单、高效、利于实现，并且成本低实用性强。

2.本发明利用线圈的等效放大，可以通过改变线圈的圈数来改变等效放大倍数，能够实现几安培到几万安培电流的连续可调。

附图说明

图1是本发明提供的等安匝线圈原理图；

图2是本发明提供的调控匝数的连接件原理图；

图3是本发明提供的多芯接插件实例原理图；

图4是本发明提供的电流传感器带电检测***原理图；

其中：1～n均为插针的接线端编号，1’～n’均为插座的接线端编号，其中1和n’为引出线端口，a插针，a’插座，b多芯接插件，c导电芯，10-多路线圈，11-负载电阻，12-低压电流源，13-直流光纤电流互感器的敏感线圈，14-直流光纤电流互感器二次信号处理***，15-计算器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的组件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本发明的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。

实施例一、

本发明提供一种实现等安匝原理大电流的***，其中包括：低压电流源、多芯接插件和多芯导线。

利用多芯接插件和多芯导线连接构成多匝线圈的导电回路，然后利用低压电流源产生小电流通过线圈，在线圈截面产生等效的大电流，所产生的等效电流大小正比于线圈的实际匝数，形成了一个等安匝意义上的大电流电缆。

所述多芯接插件，分为插针a和插座a’；

所述插针a和插座a’闭合时一一对应连接；

所述每个插针a和插座a’分别与导线连接，并且导线为可插拔连接。

所述插针a和插座a’各选一个端口为引出线端口，其他接线端口用多芯导线按照次序连接形成线圈；

所述线圈可通过选择不同的引线端口或者连接次序来改变连接方式，改变线圈匝数，进而改变电流等效放大倍数；

所述电流等效放大倍数，即线圈截面上电流的代数和比上输入电流的比值。

所述插针a和插座a’之间可引入连接件作为配件；

所述连接件可通过内部短接的方式实现对线圈匝数的控制。

所述多芯接插件的插针a和插座a’的形状要契合；

所述插针a和插座a’一字排列或按某种形状密集排布；

所述密集排布形状为圆形或多边形。

所述多芯导线，内部包含多跟导线，并且每个导线间相互绝缘。

所述多芯导线为一条缆或多条导线；

所述多芯导线可为铝线、铜线等金属导线；

所述导线间绝缘方式为漆包线或绝缘层；

所述绝缘层为橡胶、塑料、绝缘纤维以及交联聚乙烯等高分子聚合物。

实施例二、

如图1所示，一种等效直流大电流的实现方法，主要包括：插针和插座a和a’，接线端编号分别为1～n和1’～n’，其中1和n’为引出线端口；多芯导线L。

上述方案中，多芯插件上余下的导电芯c编号分别为2～n和1～n’-1，多芯插件两端的接线端口，利用导线一一对应的连接，然后闭合多芯插件形成n匝线圈；

上述方案中多芯导线1和n’为所组成线圈的引出线。

上述方案中多芯导线1和n’分别低压电流源的输入和输出，在线圈截面上形成的等效电流是高精度电流源的n倍。

上述方案中需变线圈圈数时，只需拔掉多芯接插件引线端的接线n，此时的引出线接口就变成了n’-1，线圈圈数就变为n-1圈；以此类推，所需等效放大电流倍数为x(1<x<n，x为自然数)时，则只需拔掉编号为x+1的接线作为引出线即可。

也可如图2所示，在插针和插座中间引入连接件，通过连接件内部接线方式短接一部分线圈，从而实现对匝数的控制。

如图3所示为9个导电芯的接插件实例，a插针，a’插座，b多芯接插件，c导电芯。

按照上述连接方法，选择编号1和9’分别为输入和输出引出线；

余下的导电芯用多芯导线相互连接，连接方式为：2-1’，3-2’，4-3’，5-4’，6-5’，7-6’，8-7’，9-8’；

闭合多芯接插件后便形成了匝数为9的线圈；

用低压电流源分别连接引出线输入和输出，在线圈截面上便形成了9倍于输入电流的等效电流。

当选择编号1和3’作为输入和输出引出线时，连接方式为2-1’，3-2’，其余端口可接可不接，此时的线圈为3匝，等效放大倍数变为3倍。

如果利用连接配件连接时，也可以达到改变线圈匝数的效果。例如，编号为7和8的插针和插座连接到一起，此时相当也短路了一匝线圈，因此得到的匝数变为8圈。同理运用不同的连接件就可以实现匝数控制。

实施例三、

本发明还提供一种实现等安匝原理大电流的***的实现方法，用于检测待校验器件，如图4所示为直流光纤电流互感器校验原理图，检测步骤：

1)用带有多芯接插件的多路线圈10套在直流光纤电流互感器的敏感线圈13上；

2)线圈的引出线通过负载电阻11后接入低压电流源12；

3)低压电流源12的输出电流值输入计算器15(计算器的作用是能够把实际匝数输入然后乘上低压电流源的电流值，然后跟光纤电流传感器测出来的电流做对比。其实作用就类似于常用的校验仪)；

4)敏感线圈的感应信号传入直流光纤电流互感器二次信号处理***14，并计算出一次侧电流，同时将电流值输入计算器15。

5)计算器将电流源的输出值乘以等效放大倍数n并与直流光纤电流互感器输出值对比计算出测量误差；

6)根据测量误差校准直流光纤电流互感器。

本发明提供的技术方案，利用多芯接插件组成的线圈等效放大了直流小电流，省去了变压器、逆变器、整流器等复杂的***。简单、高效、利于实现，并且成本低实用性强。利用线圈的等效放大，可以通过改变线圈的圈数来改变等效放大倍数，能够实现几安培到几万安培电流的连续可调。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种实现等安匝原理大电流的***，包括低压电流源和多路线圈，其特征在于，所述多路线圈缠绕后与所述低压电流源连接；所述低压电流源用于产生小电流通过多路线圈，在多路线圈截面产生等效的大电流，所产生的等效电流大小正比于多路线圈的匝数。

2.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述多路线圈包括多芯接插件和多芯导线；所述多芯导线内部包含多根导线，并且导线间相互绝缘；所述多芯插件的数量和所述多芯导线中导线的数量一致并对应连接。

3.如权利要求2所述的***，其特征在于，所述多芯接插件，包括多个插针和插座；

所述插针和插座闭合时一一对应连接；

每个插针和插座分别与多芯导线的每个芯连接。

4.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述插针和插座各选一个端口为引出线端口，其他接线端口用多芯导线按照次序连接形成线圈；

所述线圈通过选择不同的引线端口或连接次序来改变连接方式和线圈匝数，来改变电流等效放大倍数。

5.如权利要求2-4中任一项所述的***，其特征在于，所述多芯导线为一条电缆或多条导线。

6.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述多路线圈还包括连接件，所述连接件分别与所述插针和插座连接；所述连接件内部短接；

优选的，所述连接件为多导电芯配件，导电芯配件数量与插针和插座端口数量一致，并且与插针和插座互联；

所述多导电芯配件的导电芯之间相互连接。

7.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述多芯接插件的插针和插座的形状契合；所述插针和插座一字排列或密集排布；所述密集排布的形状为圆形或多边形。

8.如权利要求7所述的***，其特征在于，所述导线间绝缘方式为漆包线或绝缘层。

9.一种采用等安匝原理大电流检测待校验器件的***，其特征在于：包括如权利要求1-9任一项所述的多路线圈和低压电流源；还包括：直流电流互感器、负载电阻和计算器；

所述多路线圈套在所述直流光纤电流互感器的敏感线圈上，所述多路线圈的引出线通过负载电阻接入所述低压电流源；

所述计算器分别与所述低压电流源和所述直流光纤电流互感器的二次信号处理***连接。

10.一种采用权利要求9所述的等安匝原理大电流检测待校验器件***的实现方法，其特征在于：

1)用带有多芯接插件的多路线圈套在待校验器件的敏感线圈上；

2)多路线圈的引出线通过负载电阻后接入低压电流源；

3)低压电流源的输出电流值输入计算器；

4)敏感线圈的感应信号传入待校验器件的二次信号处理***，并计算出一次侧电流，同时将电流值输入计算器；

5)计算器将低压电流源的输出值乘以等效放大倍数n并与待校验器件输出值对比计算出测量误差；

6)根据测量误差校准待校验器件。