[发明专利]一种基于无矩线圈形式的大电流产生小磁场的装置与方法

说明书

本发明公开了一种基于无矩线圈形式的大电流产生小磁场的装置与方法。为了克服现有技术通过磁场检测电流的方案，由于磁场分布不均匀，无法保证较高的电流检测精度的问题；本发明的装置包括塑料骨架，其截面为带间隙的环形；铜箔线圈，沿塑料骨架绕制成双层线圈结构，铜箔线圈与输电线路连接；双线圈结构包括内层螺线管、外层螺线管和连接部；内层螺线管的一侧与外层螺线管的一侧通过连接部连接，内层螺线管和外层螺线管的中心重合。利用铜箔线圈具有较大的截面积能够获得较大的载流量，双线圈结构能够在轴线位置获得均匀度较高的弱磁区域。

技术领域

本发明涉及一种高压配电网及磁场测量领域，尤其涉及一种基于无矩线圈形式的大电流产生小磁场的装置与方法。

背景技术

电流检测技术作为高压配电网系统中的重要研究方向，该技术的主要实现方式为利用磁场测量的间接测量方法来对电流进行检测，目前国内外在使用、研究和发展的电流互感器主要分为三类：基于法拉第电磁感应效应的绕组线圈式电流互感器；基于安培环路定律，以霍尔元件为代表的电流互感器；基于法拉第磁光效应的光纤电流互感器，但因为磁场均匀度的影响，检测结果无法保证较高的电流检测精度，因此，需要一种能够产生高均匀度的弱磁场装置，来应用于高压配电网中来提高电流检测精度。

例如，一种在中国专利文献上公开的“一种抗强磁场环境干扰的电流检测互感器”，其公告号CN209657980U，包括并排设置在第一互感器本体和第二互感器本体内的第一导磁铁芯和第二导磁铁芯，第一导磁铁芯和第二导磁铁芯的边沿水平重合形成重合部，并在相重合的区段上分别缠绕有感应线圈，两组感应线圈绕向和匝数相同，两组感应线圈首尾交错短接形成两个短接点，两个短接点分别自重合部的侧部引出。该方案由于磁场均匀度的原因，无法保证较高的电流检测精度。

发明内容

本发明主要解决现有技术通过磁场检测电流的方案，由于磁场分布不均匀，无法保证较高的电流检测精度的问题；提供一种基于无矩线圈形式的大电流产生小磁场的装置与方法，利用无矩线圈形式的绕线方式将铜箔绕成双层线圈装置，并基于此装置实现了在线圈轴线中心位置产生了均匀度较高的弱磁场区域，且载流量可以达到上千安培，保证了电流检测的精度。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种基于无矩线圈形式的大电流产生小磁场的装置，包括

塑料骨架，其截面为带间隙的环形；

铜箔线圈，沿塑料骨架绕制成双层线圈结构，铜箔线圈与输电线路连接；

双线圈结构包括内层螺线管、外层螺线管和连接部；内层螺线管的一侧与外层螺线管的一侧通过连接部连接，内层螺线管和外层螺线管的中心重合。

本方案的装置利用铜箔线圈具有较大的截面积能够获得较大的载流量；利用无矩线圈的绕线方式，双线圈结构产生的磁场抵消后能获得较弱的磁场，且外部磁场衰减快，减小了装置对外部设备的电磁干扰；双线圈形式减小了轴线磁场较大的变化趋势，能够获得均匀度较高的磁场区域。

作为优选，所述的外层螺线管纵向的长度小于内层螺线管纵向的长度。采用本方案的设置使得外层螺线管产生的磁场与内层螺线管产生的磁场抵消后再轴线位置产生一个弱磁场。

作为优选，所述的连接部设置在塑料骨架的间隙中，连接部的形状适配于塑料骨架。连接部连接内层螺线管与外层螺线管，形状适配塑料骨架减小对产生的磁场的影响。

作为优选，所述的双层线圈结构的外形尺寸满足一下公式：