一种高精度开合式电流测量装置的制作方法

1.本实用新型涉及电流测量装置，具体说是一种高精度开合式电流测量装置。


背景技术：

2.电流传感器用于测量电流，是电力系统中测量仪表、继电保护等二次设备获取一次回路电流信息的传感器，是电力系统中重要的电气设备，承载着高、低压系统之间的隔离及高压量向低压量转换的职能。电流传感器本身的工作正常与否，对整个电力系统的安全、保护、测量等有着极其重要的意义。
3.很多应用场合，电流母线不可能或者不方便断开，非开合式穿心传感器无法后装，必须使用开合式传感器。开合式电流测量装置，在易用性方面有得天独厚的优势，尤其是不允许中断的现场测量场合，几乎是唯一选择。传统开合式传感器工作原理大多是基于互感器或霍尔效应，它们的一个明显缺点是测量精度较低，无法满足高精度测试要求。基于互感器原理，不能测量直流或低频交流信号。
4.工作原理基于磁调制或磁通门方式的电流测量装置，可同时测量直流和交流信号，是目前测量精度等级最高的电流测量装置，精度远高于基于霍尔效应的装置。然而它如果做成开合式，就必然破坏完整的环形磁芯结构，基于该原理的装置内部往往有多个磁芯，磁芯错位、没有对准或没有压紧，多个磁芯也会增加对位的难度，会导致磁性能的大幅下降，从而引起测量精度等指标的下降。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的上述缺陷，本实用新型提供一种能实现直流和交流电流测量且易于组装安装、组装效率高、使用方便的高精度开合式电流测量装置。
6.本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种高精度开合式电流测量装置，包括支撑外壳和设置在该支撑外壳内的内壳，所述内壳内配设有磁芯，该磁芯上分别绕制有上、下两部分内绕组，所述内壳上对应分别绕制有上、下两部分外绕组，上部分内绕组和上部分外绕组均连接至设置在所述支撑外壳上的信号接线端，下部分内绕组和下部分外绕组均连接至所述信号接线端；所述磁芯和内绕组通过灌封胶灌封固定在所述内壳内，所述内壳和外绕组通过灌封胶灌封固定在所述支撑外壳内形成整体结构，通过切割该整体结构将上部分内、外绕组与下部分内、外绕组切割分开。
7.作为优选，所述磁芯外包覆有屏蔽层，该屏蔽层通过灌封胶灌封固定在所述内壳内。
8.作为优选，上部分内绕组和上部分外绕组分别连接至设置在所述支撑外壳上侧的上接线端，该上接线端通过连接线与设置在所述支撑外壳下侧的下接线端连接，下部分内绕组和下部分外绕组的引出线与所述下接线端的引线融合后，从所述信号接线端引出。
9.作为优选，所述支撑外壳下侧内部设置有电路板，所述下接线端和信号接线端均设置该电路板上，该电路板的处理电路对融合后的信号处理后从信号接线端引出。
10.作为优选，所述电路板通过盖板固定在所述支撑外壳内。
11.作为优选，所述支撑外壳内成型有凹槽，所述内壳上设置有卡头，所述卡头卡入所述凹槽。
12.作为优选，上部分外绕组绕制在所述卡头上侧，下部分外绕组绕制在所述卡头下侧。
13.作为优选，所述整体结构切割分开成上切割部和下切割部，在上切割部或下切割部的支撑外壳上通过设置定位柱限定结合该上切割部和下切割部。
14.作为优选，所述上切割部和下切割部通过设置在所述支撑外壳上的锁紧件进行锁紧。
15.从以上方案可知，本实用新型提供的高精度开合式电流测量装置通过结构改进，解决了磁芯的对准和压紧机制，保证了磁芯切割后的磁性能，从而实现了高精度测量；且本实用新型充分考虑了加工和使用过程的易用性，能实现高精度直流和交流电流测量，测量精度优于0.05%。
附图说明
16.图1是本实用新型外部立体结构示意图。
17.图2是本实用新型另一方向的外部立体结构示意图。
18.图3是本实用新型内部爆炸结构示意图。
19.图4是本实用新型整体结构切割示意图。
具体实施方式
20.下面结合图1、图2、图3和图4详细介绍本实用新型，在此本实用新型的示意性实施例以及说明用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。
21.本实用新型提供了一种高精度开合式电流测量装置，其包括支撑外壳1和设置在该支撑外壳内的内壳9，所述内壳内配设有磁芯7，磁芯上分别绕制有上、下两部分内绕组，所述内壳上对应分别绕制有上、下两部分外绕组，上部分内绕组和上部分外绕组均连接至设置在所述支撑外壳上的信号接线端15，下部分内绕组和下部分外绕组均连接至所述信号接线端，从而可将外部电流的信号引出至该信号接线端，以实现测量，本实用新型的所述磁芯和内绕组通过灌封胶灌封固定在所述内壳内，所述内壳和外绕组通过灌封胶灌封固定在所述支撑外壳内形成整体结构16，通过切割该整体结构将上部分内、外绕组与下部分内、外绕组切割分开，由此形成了开合式电流测量装置，可实现高精度直流和交流电流测量。
22.本高精度开合式电流测量装置在组装时，首先在磁芯上分别绕制上、下部分内绕组，再将该磁芯置入内壳内，同时在内壳上分别绕制上、下部分外绕组，再将该内壳置入支撑外壳内并对正位置；然后，将上部分内、外绕组和下部分内、外绕组分别连接至固定在所述支撑外壳上的上、下接线端；接着，灌注灌封胶，使磁芯、内壳与支撑外壳固化成整体结构；灌封胶完全固化后在规定的位置对整体结构切割，切割分开为上切割部和下切割部；在上切割部或下切割部的支撑外壳上安装定位柱和锁紧件。本实用新型通过灌封胶灌封为一个整体，采用整体切割方式，配合定位柱实现了磁芯、屏蔽层等结构的固定和精确对位，其生产效率高，组装便捷，对位精度高。
23.具体来说，本实用新型用到一个或者多个带有内绕组的磁芯7，如图3，该示意图用圆环形磁芯表示，图中为简明，省略了内绕组线。所述磁芯外可包覆屏蔽层6，该屏蔽层通过灌封胶灌封固定在所述内壳内。在实施过程中，将全部磁芯7和屏蔽层6放置于内壳9形成的容置腔一中，屏蔽层6是可选部件，其作用是屏蔽漏磁，提升测量准确度，屏蔽层6可以将磁芯7全部包围，也可以部分包围，在测量精度要求没那么高的场合也可以省略。将带有内绕组线的磁芯7、屏蔽层6放入内壳9容置腔一后，在内壳9组成的圆环上绕制外绕组（图中省略），并通过内壳9上的卡头13，限制绕组线的范围，即上部分外绕组绕制在所述卡头上侧，下部分外绕组绕制在所述卡头下侧，从而可防止后续切割时在切口处误切割绕组线。
24.本实用新型的内、外绕组的上、下两个部分是分别绕制的，上部分内绕组和上部分外绕组分别连接至设置在所述支撑外壳上侧的上接线端3，该上接线端通过连接线12与设置在所述支撑外壳下侧的下接线端5连接，下部分内绕组和下部分外绕组的引出线与所述下接线端的引线融合后，从所述信号接线端15引出。具体来说，上部分内、外绕组的引出线引出至上接线端3，再通过连接线12引入下接线端5，下部分内、外绕组的引出线和下接线端5的引线融合后，从信号接线端15引出。在存在控制电路板8的情况下，可在支撑外壳下侧内部设置电路板，所述下接线端和信号接线端均设置该电路板上，下接线端5和下部分内、外绕组的引出线均接入电路板8，经电路板的处理电路处理后的信号和整个装置的供电从信号接线端15引出。电路板8可固定在盖板4上，最终安装在支撑外壳1的容置腔三中。如果不存在控制电路板8，容置腔三可省略。
25.在实施过过程中，带外绕组线的内壳9组件置入支撑外壳1形成的容置腔二，且所述支撑外壳内成型有凹槽2，所述内壳上设置有卡头13，卡头13的底面和凹槽2相互匹配，即可将卡头卡入所述凹槽，从而使内壳9和支撑外壳1的相对位置固定，再通过灌注灌封胶（图中省略）使容置腔一和容置腔二内的部件位置固定。灌封胶固化后，形成整体结构16，如图4，以圆心水平线为切割线，将整体结构16进行切割，支撑外壳1、内壳9、屏蔽层6、带有内绕组线的磁芯7、灌封胶均切割为两半，但内外绕组的绕制均避开切口位置，因此绕组不受切割影响。
26.切割后的整体结构16，分为上切割部7和下切割部18两部分，通过在支撑外壳1上安装定位柱10使上切割部17和下切割部18实现对接。通过安装在支撑外壳1上的锁紧件11，使上切割部17和下切割部18实现压紧。通过定位柱10和锁紧件11的组合，实现了上切割部17和下切割部18的准确对位和紧密连接。锁紧件11可采用锁紧螺栓或锁紧卡簧等，锁紧螺栓通过螺纹实现上切割部17和下切割部18的固定，锁紧卡簧通过弹性簧片实现上切割部17和下切割部18的快速安装和拆除。本实用新型的定位柱实现精确定位两半磁芯对接、螺栓实现两半磁芯压紧，为实现高精度测量提供了前提条件。同时，通过在内壳上设置卡头，防止绕组线凸出，避免在切割过程中损伤。该卡头可同时用作与支撑外壳间的定位机构，使内壳和支撑外壳具备确定的空间关系，并通过灌封胶固定在一起。
27.测试外部电流时，将锁紧件11打开，将外部电流线放入该电流测试装置中间测量孔内连接固定后通过定位柱10和锁紧件11闭合上切割部17和下切割部18。再通过连接线12连接上接线端3和下接线端5。测量信号从信号接线端15引出，从而实现外部电流的测量。