[发明专利]一种低成本高频电流信号传感器

说明书

本发明提供了一种低成本高频电流信号传感器，属于电变量测量技术领域。所述的低成本高频电流信号传感器包括：带有缺口的用于环绕被测线路的环状磁芯，感测线圈设置在环状磁芯的缺口位置，以使得磁力线全部或者部分穿过感测线圈围成的空间；所述感测线圈的两端并联有谐振电容，根据输出信号与电流高频信号强度的比例关系，确定高频电流信号强度的大小；本发明对磁芯材料要求低，可获得很好的频率特性，采集频率范围宽，能够实现高频电流信号的采集，线圈置于磁芯气隙处或者绕在有气隙的磁芯上，可通过阻抗设计获得良好的选频特性，省掉后置选频电路，极大的降低了成本。

技术领域

本发明涉及高频电流信号传感器技术领域，特别涉及一种低成本高频电流信号传感器。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

交流线路故障基本使用电流信号或高频信号（一般在3MHZ~30MHZ范围内）作为检测依据，其中高频信号采集，依赖高频电流互感器或罗氏线圈。

发明人发现，高频电流互感器要求使用高频低磁滞材料，输出频率范围需要定制或使用后置选频电路；罗氏线圈制造精度要求更高，制造成本高，同样需要后置选频电路。

中国专利CN201911109810.X，公开了一种具备宽频、宽幅测量及抗磁干扰能力的电流互感器，其在气隙处设置了霍尔元件，霍尔元件感知信号的频域受元件本身参数的限制，频域局限在一小段区域内（一般小于1MHZ），无法实现用于故障检测的高频信号的探测。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种低成本高频电流信号传感器，使用带气隙的磁芯，对磁芯材料要求低，可获得很好的频率特性，采集频率范围宽，能够实现高频电流信号的采集，线圈置于磁芯气隙处或者绕在有气隙的磁芯上，可通过阻抗设计获得良好的选频特性，省掉后置选频电路，极大的降低了成本。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明第一方面提供了一种低成本高频电流信号传感器。

一种低成本高频电流信号传感器，包括：带有缺口的用于环绕被测线路的环状磁芯，感测线圈设置在环状磁芯的缺口位置，以使得磁力线全部或者部分穿过感测线圈围成的空间；

所述感测线圈的两端并联有谐振电容，根据输出信号与电流高频信号强度的比例关系，确定高频电流信号强度的大小。

可以理解的，环状磁芯可以是圆形和方形，也有可能是其他形状，比如椭圆、长方形、五边形、六边形等等。

作为可选的一种实现方式，环状磁芯的缺口位置设置的感测线圈为板载线圈。

作为可选的一种实现方式，感测线圈的电感值l为：l=0.01DN2/（L/D+0.44）；其中，N为线圈匝数，D为线圈直径，L为线圈总长度。

作为可选的一种实现方式，所述环状磁芯为带有缺口的圆环状磁芯。

作为可选的一种实现方式，所述环状磁芯为带有缺口的方形或矩形环状磁芯。

作为可选的一种实现方式，所述环状磁芯为带有缺口的开合式环状磁芯，包括第一磁芯和第二磁芯，第一磁芯的第一端和第二磁芯的第一端活动连接，第一磁芯的第二端和第二磁芯的第二端之间为缺口。

本发明第二方面提供了一种低成本高频电流信号传感器。

一种低成本高频电流信号传感器，包括：带有缺口的用于环绕被测线路的环状磁芯，感测线圈环绕设置在环状磁芯上，以使得磁力线全部穿过感测线圈围成的空间；

所述感测线圈的两端并联有谐振电容，根据输出信号与电流高频信号强度的比例关系，确定高频电流信号强度的大小。