一種雷電電流峰值傳感器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種雷電電流峰值傳感器，電氣部分主要包括線圈、積分電阻、積分電容、信號輸出電纜和屏蔽層，結構部分包括線圈骨架、絕緣護套、接頭螺拴和接頭螺母。針對自帶AD采樣轉換的單片機對超高沖擊電流峰值的檢測，提供了一種簡易、價格低廉的傳感裝置，其信號輸出穩定，重復性及線性度完全能滿足實際使用要求。特別適宜野外惡劣環境的廣泛應用，便于取得電力、林業、民航、水利、交通、石化、風電等行業急需的大量的雷電數據氣象資料。
【專利說明】一種雷電電流峰值傳感器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種雷電電流峰值傳感器，特別是針對自帶AD采樣轉換的單片機對超高沖擊電流峰值的檢測，提供了一種簡易、價格低廉的傳感裝置。
【背景技術】
[0002]近年來，由于雷擊災害頻發，造成電力、林業、水利、交通、石化、風電等行業部門的巨大損失。尤其國內一些偏遠地方的電力、通訊干線等遭受雷擊，使得線路嚴重受損，從而導致一些地區出現大面積的電力和通訊系統癱瘓，造成了地方經濟損失巨大。不僅如此，由于夾在發生損壞的地點基本都在野外且事故地點不明確，給維修帶來了極大的困難。由于目前我國電力、林業、水利、交通、石化、風電等行業在雷電災害監測方面還很落后，基本沒有使用雷電災害監測設備，所以在沒有各個區實際環境的雷擊強度數據的情況下采用統一的防雷方案進行防護，但這樣就會造成防護不到位或過度防護的情況。而目前國際國內對雷電的檢測，通常采用在數十平方公里范圍內建立三個以上基站，配備聲光電磁檢測儀器，對雷聲、閃電光波、雷擊電磁場進行檢測，然后根據接收到的聲光電磁參數的方位和時延，計算出雷擊大體地理位置(誤差約數公里)，不能直接測量雷擊電流，也不能實時準確定位雷擊地點，而且造價昂貴。因此人們迫切需要一種簡易且造價低廉的雷電數據采集設置來獲取各地區各季節雷擊發生的數據資料，特別需要直接測量雷擊電流峰值和實時準確定位雷擊地點，以便迅速抗擊雷擊災害，排除雷害故障，取得開展雷擊防護設計規范的科學依據。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的是提供一種雷電電流峰值傳感器，采用羅柯夫斯基線圈的工作原理，將通常用于測量8/20 μ S (或10/20 μ S)交流電流的線圈，改造成能使用在自帶AD采樣轉換(采樣速率范圍:200kHflMHZ)的單片機對超高沖擊電流峰值檢測的傳感器，主要特點是結構簡單，性能可靠，價格低廉，其重復性，線性度，穩定度均能滿足實際使用要求。
[0004]本實用新型所采取的技術方案是:
[0005]—種雷電電流峰值傳感器，電氣部分主要包括線圈、積分電阻、積分電容、信號輸出電纜和屏蔽層，結構部分包括線圈骨架、絕緣護套、接頭螺拴和接頭螺母，其特征是:在柔性中空絕緣骨架上等間距繞制線圈，至骨架的末端，線圈的末端穿入骨架的中空孔，并從其始端引出；線圈的首端焊接上積分電阻一端，積分電阻的另一端分別焊接積分電容和信號輸出電纜，積分電容的另一端焊接線圈的尾端；將骨架和線圈整體放入具有屏蔽層的柔性絕緣護套內；柔性絕緣護套的首尾兩端帶有接頭螺拴和接頭螺母。
[0006]使用時，將本傳感器體環繞在雷擊泄放電流的導流體上，將接頭螺拴擰入接頭螺母，然后將后續測量電路的輸入端連接到本傳感器的信號輸出電纜。
[0007]線圈的線徑的范圍為:0.31mm到1.5mm。
[0008]線圈的匝徑的范圍為3mm到30mm。[0009]線圈的匝數的范圍為10到300。
[0010]積分電阻的阻值的范圍為IkQ到IOOkQ。
[0011]線圈環繞直徑的范圍為300mm至1200mm。
[0012]積分電阻的阻值的范圍為IOpF到100nF。
[0013]在實際使用中，該傳感器環繞在雷電泄放回路的導流體上，當檢測到雷擊泄放電流時，根據電磁感應原理，線圈中產生相應的感生電勢，通過線圈的輸出端的積分電阻和積分電容進行感生電勢波行進行積分轉換，將8/20μ S (或10/20 μ S)的雷電電流波形轉換成波頭時間大于40μ S的電流波形，其峰值與雷擊泄放電流成正比。
[0014]本實用新型的特點是:
[0015]由于本傳感器非常適用于自帶AD采樣轉換(采樣速率范圍:200kHZ?lMHZ)的單片機對超高沖擊電流峰值的檢測，其結構簡單，并且是無源器件，成本低廉，具有很高的可靠性，且信號輸出穩定，重復性及線性度完全能滿足實際使用要求。特別適宜野外惡劣環境的廣泛應用。便于取得電力、林業、民航、水利、交通、石化、風電等行業急需的大量的雷電數據氣象資料。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的電氣原理圖。
[0017]圖2是本實用新型的整體裝配圖。
【具體實施方式】
[0018]該傳感器由骨架1，線圈2，積分電阻3，積分電容4、屏蔽層5，絕緣護套6，接頭螺拴7，接頭螺母8，信號輸出電纜9組成。
[0019]在柔性中空絕緣骨架I上，用高強度漆包線，以等間距繞制線圈2，至骨架I的末端，將線圈2的末端穿入骨架I的中空孔，并從其始端引出。將線圈2的首端焊接上積分電阻3 —端，積分電阻3的另一端分別焊接積分電容4和信號輸出電纜9，積分電容4的另一端焊接線圈2的尾端。再將骨架I和線圈2，整體放入具有屏蔽層5的柔性絕緣護套6內。柔性絕緣護套6的首尾兩端，帶有接頭螺拴7和接頭螺母8。在實際測量使用中，將本傳感器體，環繞在雷擊泄放電流的導流體上，將接頭螺拴7，擰入接頭螺母6。然后將后續測量電路的輸入端，連接到本傳感器的信號輸出電纜9。
[0020]實際測量時，根據雷擊導流體的幾何尺寸，確定線圈長度L=環繞直徑*圓周率π，通常L為300臟至1200臟。
[0021]根據測量電流量程和所需要的輸出電壓幅度，確定線圈線徑d，匝徑Φ，匝數n，積分電阻的阻值范圍:線圈線徑d=0.31mm到1.0mm ;匝徑Φ=3ι?πι到30mm ;匝數n=10到300，積分電阻的阻值范圍=IkQ到IOOkQ,積分電容的容值范圍=IOpF到100nF。
【權利要求】
1.一種雷電電流峰值傳感器，電氣部分主要包括線圈(2)、積分電阻(3)、積分電容(4)、信號輸出電纜(9)和屏蔽層(5)，結構部分包括線圈骨架(I)、絕緣護套(6)、接頭螺拴(7)和接頭螺母(8)，其特征是:在柔性中空絕緣骨架(I)上等間距繞制線圈(2)，至骨架(I)的末端，線圈(2)的末端穿入骨架(I)的中空孔，并從其始端引出；線圈(2)的首端焊接上積分電阻(3)—端，積分電阻(3)的另一端分別焊接積分電容(4)和信號輸出電纜(9)，積分電容(4)的另一端焊接線圈(2)的尾端；將骨架(I)和線圈(2)整體放入具有屏蔽層(5)的柔性絕緣護套(6)內；柔性絕緣護套(6)的首尾兩端帶有接頭螺拴(7)和接頭螺母(8)。
2.根據權利要求1所述的雷電電流峰值傳感器，其特征是:使用時，將本傳感器體環繞在雷擊泄放電流的導流體上，將接頭螺拴(7)擰入接頭螺母(8)，然后將后續測量電路的輸入端連接到本傳感器的信號輸出電纜(9)。
3.根據權利要求1所述的雷電電流峰值傳感器，其特征是:線圈(2)的線徑的范圍為0.31mm 至Ij 1.5mm。
4.根據權利要求1所述的雷電電流峰值傳感器，其特征是:線圈(2)的匝徑的范圍為3臟到30臟。
5.根據權利要求1所述的雷電電流峰值傳感器，其特征是:線圈(2)的匝數的范圍為10 到 300。
6.根據權利要求1所述的雷電電流峰值傳感器，其特征是:積分電阻(3)的阻值的范圍為 IkQ 到 IOOkQ。
7.根據權利要求所述的雷電電流峰值傳感器，其特征是:線圈(2)環繞直徑的范圍為300mm 至 1200mm。
8.根據權利要求1所述的雷電電流峰值傳感器，其特征是:積分電阻(3)的阻值的范圍為 IOpF 到 IOOnF。
【文檔編號】G01R19/25GK203732613SQ201320862266
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2013年12月25日 優先權日:2013年12月25日
【發明者】余騫, 蔣兆平 申請人:廣西地凱科技有限公司