CN207541138U - 一种用于变压器绕组变形监测的柔性电流传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种用于变压器绕组变形监测的柔性电流传感器，该传感器由磁芯（1）、磁芯护套（2）、测量线圈（3）、屏蔽外壳（4）、磁芯接口（5）、信号输出端口（6）组成；磁芯（1）由铁磁性带材叠置而成，两端固定，中间散开，因而可弯曲，适用于需要弯曲传感器的场合。

Description

一种用于变压器绕组变形监测的柔性电流传感器

技术领域

本发明属于电力变压器绕组变形监测技术领域，特别是电流信号检测技术领域，涉及一种可弯曲的电流传感器。

背景技术

目前，电流传感器的主要种类是罗果夫斯基线圈式传感器。当被测电流信号比较微弱时，常常采用带有磁芯的罗果夫斯基线圈式电流传感器。然而，目前相对磁导率较高的软磁材料，例如铁氧体、非晶合金、超微晶等，都是固体材料。采用这类固体导磁材料制作的罗果夫斯基线圈式电流传感器的尺寸、形状固定，不满足一些需要柔软、可弯曲传感器的场合。

电力变压器的局部放电检测、绕组变形检测等检测试验中，常常要求测量变压器绕组上的电流信号。以往常用的电流传感器是罗果夫斯基线圈型电流传感器，这种传感器与被测导线之间没有直接的电气连接，依靠电磁感应原理检测被测导线中的电流信号。在局部放电检测、绕组变形扫频信号检测、泄露电流检测等应用场合，被测电流非常微弱，外部电磁干扰很强，要求这种罗果夫斯基型电流传感器具有高磁导率的磁芯和强电磁屏蔽外壳。因此，磁芯常常选用固体磁性材料。

对于在线运行的电力变压器，最佳的检测位置常常是变压器绕组引出线套管的根部，特别是高压套管根部。由于变压器带电运行，现场要求传感器不能靠近强电场区域，因而高压套管升高座外部是比较理想的传感器放置位置。由于变压器高压套管较粗，升高座更粗，直径可达700mm。因此要求电流传感器的直径更大，能够套在升高座外部。

现有的基于固体磁芯、固体屏蔽外壳的罗果夫斯基线圈型电流传感器，若制作成直径700mm的圆环，机械加工成本很高，传感器的携带、运输、安装也极不方便，因此难以胜任。

现有的一些可弯曲的、柔性的传感器，其中一些类型的传感器是由一段一段固体磁芯首尾相连而成，共同的缺点是没有可以与磁芯一起同步弯曲的电磁屏蔽外壳，因而难以适用于电力设备的局部放电、绕组变形检测信号、泄露电流信号等信号微弱、电磁干扰强烈的场合。

发明内容

本发明提出了一种可弯曲电流传感器，其特征是：

传感器由磁芯（1）、磁芯护套（2）、测量线圈（3）、屏蔽外壳（4）、磁芯接口（5）、信号输出端口（6）组成；磁芯（1）由长300mm、宽20mm的磁性带材（8）叠制而成，叠层总厚度5mm；磁芯两端的磁性带材（9）被固定在一起，而中部的带材没有被固定，磁芯（1）的两端可以通过接口（5）对接并保持2mm的间距；磁芯护套（2）为一段长度为240mm，截面为长22mm、宽10mm矩形的塑料软管，套在磁芯（1）上；测量线圈（3）为一段由漆包铜线绕制在磁芯（1）上的、长度为20mm，匝数与测量频带相关的螺线管，所使用的漆包铜线的截面直径0.45mm，线圈（3）两端分别与信号输出端口（6）的外壳和芯线电气连接；屏蔽外壳（4）为导电的磁性材料制成的截面为长25mm、宽15mm矩形、壁厚2mm、中空、侧壁上有2mm缝隙的长度为22mm的矩形筒，套在测量线圈3的外面；接口（5）由可以用螺丝紧固在一起的两半组成，其中一半紧固在磁芯（1）的一端，另一半紧固在磁芯（1）的另一端；当接口（5）的两半合在一起时，带动磁芯（1）的两端紧密接触；信号输出端口（6）是BNC型信号电缆接头。

本发明的优点在于：

（1）本发明提出的传感器磁芯是两端固定、中间未固定的带材叠片重叠组成的，因而可以弯曲，能够适用于需要弯曲传感器的场合。例如，在被测导线或者导线周围存在非常粗的物体时，要求传感器尺寸非常大，过去的固体传感器直径大，加工、制作、运输、安装均不方便；而本发明的可弯曲传感器便于加工，可卷曲或者拉直后运输，非常方便。因此，这种传感器非常适用于变压器绕组变形监测中在高压套管升高座周围测量扫频电流响应信号。

（2）本发明提出的传感器是一段叠片，可以通过端口将两端对接在一起，使得内部的磁芯形成具有2mm空隙的环。因此，在使用过程中，无需变动被测物体，只需将被发明提出的传感器环绕被测物体一圈，端部对接成环即可，安装及其方便。

附图说明

图1为本发明的传感器的磁芯与线圈结构示意图；

图2为本发明的屏蔽外壳结构示意图；

图3为本发明的传感器完成环状时的刨面示意图；

具体实施方式

结合图1~图3对本实用新型做进一步的说明。

如图1所示，将多层和宽度为20mm的铁基非晶带材（8）叠在一起，叠层总厚度达到5mm，叠层总长度300mm，叠层两端30mm范围带材（9）内用环氧树脂浇注，叠层中间不浇注，形成磁芯（1）。由于磁芯由带材叠置而成，仅做了端部固定，则磁芯具有一定的弯曲能力。磁芯（1）放置在磁芯护套（2）中，

测量线圈（3）绕制在磁芯护套外部，距磁芯端部10mm。测量线圈是用直径0.45mm的漆包铜线绕制成的80匝线圈。漆包铜线的两端分别接BNC电缆头（6）的芯线和外皮；再将屏蔽外壳（4）套在测量线圈外部。屏蔽外壳的结构如图2所示。

如图3所示，磁芯（1）的两端分别安装有磁芯接口（5）的一半。磁芯可以弯曲成环状；接口（5）的两半合并后，磁芯（1）两端通过接口（5）靠近并保持2mm空隙，保障被测导体中的工频大电流所产生的磁场不会在磁芯中饱和。当现场安装传感器时，先打接口（5），将传感器围在被测物体外面，然后将接口（5）闭合，用螺丝拧紧。

最后应当说明的是：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应当理解：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，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (1)

1.一种用于变压器绕组变形监测的柔性电流传感器，其特征是：该传感器由磁芯（1）、磁芯护套（2）、测量线圈（3）、屏蔽外壳（4）、磁芯接口（5）、信号输出端口（6）组成；磁芯（1）由长300mm、宽20mm的磁性带材（8）叠制而成，叠层总厚度5mm；磁芯两端的磁性带材（9）被固定在一起，而中部的带材没有被固定，磁芯（1）的两端可以通过接口（5）对接并保持2mm的间距；磁芯护套（2）为一段长度为240mm，截面为长22mm、宽10mm矩形的塑料软管，套在磁芯（1）上；测量线圈（3）为一段由漆包铜线绕制在磁芯（1）上的、长度为20mm，匝数与测量频带相关的螺线管，所使用的漆包铜线的截面直径0.45mm，线圈（3）两端分别与信号输出端口（6）的外壳和芯线电气连接；屏蔽外壳（4）为导电的磁性材料制成的截面为长25mm、宽15mm矩形、壁厚2mm、中空、侧壁上有2mm缝隙的长度为22mm的矩形筒，套在测量线圈3的外面；接口（5）由可以用螺丝紧固在一起的两半组成，其中一半紧固在磁芯（1）的一端，另一半紧固在磁芯（1）的另一端；当接口（5）的两半合在一起时，带动磁芯（1）的两端紧密接触；信号输出端口（6）是BNC型信号电缆接头。