[发明专利]基于印制电路板的罗戈夫斯基线圈的雷电流传感器

摘要

一种基于印制电路板的罗戈夫斯基线圈的雷电流传感器，涉及基于PCB的Rogowski线圈的雷电流传感器的结构。本发明雷电流传感器主要由基板、积分电路、屏蔽层等构成。本发明具有结构简单，制作方便，成本低；测量频带宽，响应速度快，抗干扰能力强，测量精度高；能在户外恶劣环境下可靠工作和稳定运行；便于推广应用等特点。本发明雷电流传感器可广泛应用于测量架空输电线路的雷电流，为防雷设备的选择、雷电流电磁辐射的研究等提供可靠的原始数据。

主权项

一种基于印制电路板的罗戈夫斯基线圈的雷电流传感器，其特征在于所述雷电流传感器主要由基板(3)、积分电路(2)、屏蔽层(4)构成；所述基板(3)的材料为厚度为2~4mm的FR‑4或CEM‑3或Hydrocarbon板材，所述基板(3)的形状为边缘有一凸台的圆环形，所述基板(3)的圆环的外径为200~300mm、内径为100~180mm，所述基板(3)的边缘凸台的长度为10~25mm、宽度为5~20mm，在所述基板(3)的圆环的内外圆周上距边缘3~6mm处，分别均匀并对称地设置250~350个通孔，即过孔(3‑3)，所述过孔(3‑3)的孔径与PCB型Rogowski线圈的印制导线的宽度相匹配，所述的印制导线为宽度为1.0mm~1.6mm、厚度为50~100的扁形铜线，通过所述的过孔(3‑3)均匀绕制在所述基板(3)的圆环的两面，形成双面印制电路板的罗戈夫斯基线圈，即双面PCB型Rogowski线圈，在距离所述基板(3)的外圆周边缘1~5mm处均匀设置3~5个孔径为1~4mm的通孔，即安装孔(5)，在每个安装孔(5)中装设一根长度为5~15mm、外径为2~4mm的铜柱，串联连接的双面PCB型Rogowski线圈采用2~6个双面PCB型Rogowski线圈构成；所述的积分电路(2)由取样电阻Ra、积分电阻R、积分电容C组成，所述的取样电阻Ra并联在所述双面PCB型Rogowski线圈的两端，即与线圈的杂散电容C0并联，所述的取样电阻Ra为0.2~2的金属膜电阻或无感电阻，所述的积分电阻R为10~100kΩ的金属膜电阻或无感电阻，所述的积分电容C为电气性能稳定的独石电容，所述积分电容C的电容值与所述积分电阻R的电阻值之乘积值为0.5×10‑3~5×10‑3，所述积分电阻R与积分电容C串联而形成RC积分电路，与所述的取样电阻Ra并联，从所述积分电容C的两端输出电压信号u0，所述积分电路(2)输出的电压信号u0通过装设于所述基板(3)边缘凸台处的信号输出接口(1)，即同轴电缆BNC母头输出；所述的屏蔽层(4)由生料带和铜箔胶带及绝缘胶带缠绕而成，即在所述基板(3)的表面先用生料带均匀而紧密地缠绕，形成一层厚度为0.5~1.5mm的绝缘层，即屏蔽层的第一层，然后在所述屏蔽层的第一层的外面用铜箔胶带均匀而紧密地缠绕一层厚度为0.5~2mm的金属层，即屏蔽层的第二层，最后用绝缘胶带在所述屏蔽层的第二层的外面均匀而紧密地缠绕，形成一层厚度为1~3mm的绝缘外壳，即屏蔽层的第三层。