[发明专利]一种无源雷电流传感器

说明书

本发明公开了一种无源雷电流传感器，其包括外壳，外壳上侧设置有与导线配合的固定环，外壳内侧壁上设置有支撑台，支撑台两侧对称设置有磁铁，支撑台中部固定设置有磁电结构；磁铁与固定环的连接孔轴线方向相平行；磁电结构包括两个相互重叠的磁致伸缩片，磁致伸缩片中间设置有压电片。本发明能够解决现有技术中缺乏有效测量室外雷电流的装置的问题，无需外部电源即可完成测量；并利用偏置磁场使传感器性能可调节；使用开合式可拆卸结构解决了现有安装后不可拆卸的难题；结构简单、可靠性强、准确性好。

技术领域

本发明涉及一种电流测量装置，具体涉及一种无源雷电流传感器。

背景技术

对于固定设置于室外的电气设施而言，雷电流是影响线路正常运行的主要因素，因此雷电流的测量，对于降低其影响尤为关键。雷电流属于微秒级的脉冲电流，因而对传感器的测量精度有较高的要求。

罗氏线圈是基于电磁感应原理的电流传感器，是目前应用最为广泛的暂态电流传感器。其结构主要为线圈和积分回路。

用罗氏线圈测量雷电流具有较高的精度，但是整个检测系统成本比较昂贵，感应信号的幅值偏低；为了保持良好的稳定性，积分器对电阻的精密度要求很高。罗氏线圈工作需要外部电源。

带磁芯的罗氏线圈灵敏度更高，但是容易达到磁饱和，为防止产生饱和磁芯通常都很大，因此造成传感器的结构大，重量重，安装和维护等方面不易。

不带磁芯的线圈体积小、重量轻，但是由于线圈本身自积分条件不足，易产生低频失真。且罗氏线圈在工作时，需要外部电源供电，不易于安装维护。

发明内容

本发明针对现有技术中的上述不足，提供了一种能够解决现有技术中缺乏有效测量室外雷电流的装置的问题的无源雷电流传感器。

为解决上述技术问题，本发明采用了下列技术方案：

提供了一种无源雷电流传感器，其包括外壳，外壳上侧设置有与导线配合的固定环，固定环为两个半圆环可拆卸地装配的结构，外壳内侧壁上设置有支撑台，支撑台两侧对称设置有磁铁，支撑台中部固定设置有磁电结构；

所述磁铁与固定环的连接孔轴线方向相平行；

所述磁电结构包括两个相互重叠的磁致伸缩片，磁致伸缩片中间设置有压电片。

本发明提供的上述无源雷电流传感器的主要有益效果在于：

本发明通过设置磁电结构，当导线上有雷电流通过时，会在导线周围形成环形磁场，磁电结构上的磁致伸缩片受磁场作用发生形变，且该形变随磁场增加而增大，并通过界面耦合将形变传递至压电片上，压电片由于形变而产生沿厚度方向的极化，进而在压电片上下端面上产生电势差，通过输出该电势差并经过信号处理，即可实现对雷电流或脉冲电流的测量，无需外部电源，节省能源，安装方便灵活；且由于直接测量到的电势差远小于导线上的瞬时电流峰值，因此，能有效保证测量设备不被电流击穿，从而保证测量的有效性和准确性。

通过在磁电结构两端设置磁铁，当导线周围有环形磁场时，通过磁铁向磁电结构提供偏置磁场，从而调节磁电结构的输出电势差，优化其输出性能，避免因为瞬时电流持续时间过短，导致测量数据不足，影响测量效果。

且由于固定环为可拆卸的结构，从而可以方便地安装于任意待测量的导线位置，有效保证测量的最佳效果，避免因为安装位置限制导致准确性和可靠性不足的限制。同时，通过设置方便拆卸的结构，还便于后期维护。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是磁电结构与磁铁的结构示意图。

图3是输出电压随偏置磁场变化的变化关系示意图。