一種用于檢測直流控制保護主機板卡故障電流的傳感器的制作方法

本發明涉及直流控制保護主機板卡故障檢測技術領域，尤其涉及一種用于檢測直流控制保護主機板卡故障電流的傳感器。

背景技術：

直流控制保護系統是整個直流工程的核心控制器，控制保護主機板卡故障有可能導致直流閉鎖，這會給電網的安全穩定運行帶來較大風險。目前直流控制保護板卡、測量回路板卡以及遠端模塊在故障后缺乏快速全面的檢測手段，不利于故障分析，同時以上各類型硬件的備品備件也缺乏有效的定期檢測手段，無法確認備品備件的性能是否滿足直流系統現場運行要求，給直流系統安全運行帶來了隱患。

直流控制保護主機板卡故障可能存在多種原因，其中大多伴隨著故障電流信號的出現，因此對故障電流信號的檢測及定位非常重要。目前通過傳感器檢測直流控制保護主機板卡故障電流，大多傳感器為含鐵芯的傳感器或空心的傳感器，傳感器采集電流信號，通過處理分析后，判斷直流控制保護主機板卡是否發生故障。

但是，含鐵芯的傳感器體積較大，重量較重，安裝不方便；空心傳感器為環形，這使得繞線匝數密度較小，檢測精度較低。并且，目前檢測直流控制保護主機板卡故障的傳感器缺乏故障電流檢測定位的功能，導致板卡發生故障時無法及時定位，降低了其運行的穩定性和可靠性。

技術實現要素：

為克服相關技術中存在的問題，本發明提供一種用于檢測直流控制保護主機板卡故障電流的傳感器。

為了解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：

本發明提供的用于檢測直流控制保護主機板卡故障電流的傳感器包括連接件和三個傳感器，其中：

所述傳感器分別與所述連接件活動連接，三個所述傳感器兩兩垂直，且所述傳感器所在平面均不在同一平面上；

所述傳感器包括傳感器骨架和繞線，所述繞線均勻纏繞在所述傳感器骨架的外表面上，且所述繞線的纏繞層數為n，n為奇數。

優選地，上述用于檢測直流控制保護主機板卡故障電流的傳感器中，所述傳感器上、靠近所述連接件一端的側面上均設置信號輸出端子，所述信號輸出端子包括正極性端子和負極性端子，所述正極性端子設置在所述負極性端子的上方，且三個所述負極性端子連接在一起，形成參考端子。

優選地，上述用于檢測直流控制保護主機板卡故障電流的傳感器中，所述繞線從所述傳感器骨架的下部纏繞至所述傳感器骨架的上部，且所述繞線的一端連接所述負極性端子，所述繞線的另一端通過連接線連接所述正極性端子。

優選地，上述用于檢測直流控制保護主機板卡故障電流的傳感器中，所述繞線的直徑為0.04mm。

優選地，上述用于檢測直流控制保護主機板卡故障電流的傳感器中，所述傳感器骨架的形狀為圓柱形。

優選地，上述用于檢測直流控制保護主機板卡故障電流的傳感器中，所述連接件的形狀為正方體，所述連接件的側面中心位置處均設置通孔，所述通孔分別貫穿所述連接件的上下、左右、前后側面。

優選地，上述用于檢測直流控制保護主機板卡故障電流的傳感器中，三個所述傳感器通過所述通孔與所述連接件活動連接。

優選地，上述用于檢測直流控制保護主機板卡故障電流的傳感器中，所述連接件的底部分別設置四個焊點，三個所述傳感器的正極性端子和參考端子分別與所述焊點連接。

本發明提供的技術方案可以包括以下有益效果：

本發明提供的用于檢測直流控制保護主機板卡故障電流的傳感器包括連接件和三個傳感器，其中，傳感器分別與連接件活動連接，三個傳感器兩兩垂直，且傳感器所在平面均不在同一平面上；傳感器包括傳感器骨架和繞線，繞線均勻纏繞在傳感器骨架的外表面，且繞線的纏繞層數為n，n為奇數。本發明提供的新型傳感器用于對直流控制保護主機板卡發生故障時的故障電流進行實時監測，三個傳感器相互垂直，且傳感器所在平面不在同一平面上，構成一個直角坐標系，每個傳感器分別用于感應對應方向的故障電流信號，從而對該方向上的故障電流信號進行檢測，在對三個傳感器的信號進行分析處理后，可以分別得到x、y、z三個方向的故障電流信號分量，從而依據各分量實現故障的準確定位；并且傳感器采用繞線回繞的方式纏繞，可有效降低垂直于傳感器軸線方向的磁場干擾，提高測量準確度。

應當理解的是，以上的一般描述和后文的細節描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本發明。

附圖說明

此處的附圖被并入說明書中并構成本說明書的一部分，示出了符合本發明的實施例，并與說明書一起用于解釋本發明的原理。

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領域普通技術人員而言，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例提供的一種用于檢測直流控制保護主機板卡故障電流的傳感器的結構示意圖；

圖2為本發明實施例提供的一種用于檢測直流控制保護主機板卡故障電流的傳感器中傳感器的結構示意圖；

圖3為本發明實施例提供的一種用于檢測直流控制保護主機板卡故障電流的傳感器中繞線分布示意圖；

圖4為本發明實施例提供的一種用于檢測直流控制保護主機板卡故障電流的傳感器中連接件的結構示意圖；

圖1-圖4具體符號表示：

1-傳感器骨架，2-繞線，3-連接件，4-信號輸出端子，41-正極性端子，42-負極性端子，5-傳感器，6-通孔，7-焊點，8-連接線。

具體實施方式

這里將詳細地對示例性實施例進行說明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時，除非另有表示，不同附圖中的相同數字表示相同或相似的要素。以下示例性實施例中所描述的實施方式并不代表與本發明相一致的所有實施方式。相反，它們僅是與如所附權利要求書中所詳述的、本發明的一些方面相一致的裝置和方法的例子。

參見圖1，該圖示出了本發明實施例提供的用于檢測直流控制保護主機板卡故障電流的傳感器的基本結構。

本發明實施例提供的用于檢測直流控制保護主機板卡故障電流的傳感器包括連接件3和三個傳感器5，其中：

傳感器5分別與連接件3活動連接，三個傳感器5兩兩垂直，且每個傳感器5所在平面均不在同一平面上。即三個傳感器5構成一個x、y、z直角坐標系，每個傳感器5位于直角坐標系的一個坐標軸上，每個傳感器5用于感應直流控制保護主機板卡的故障電流信號，三個傳感器5分別感應對應方向的故障電流信號，從而對該方向上的故障電流信號進行檢測，通過故障電流信號各分量的分析處理實現故障點的準確定位。

如圖2所示，該圖示出了傳感器5的基本結構。傳感器5包括傳感器骨架1和繞線2，繞線2均勻纏繞在傳感器骨架的外表面上；傳感器5的外表面上還設置有信號輸出端4，用于連接信號輸出線，信號輸出端子4設置傳感器骨架1的底部，即設置在靠近連接件3的一端，方便三個傳感器5的連接，信號輸出端子4用于傳感器5信號的輸出。

進一步地，信號輸出端子4包括正極性端子41和負極性端子42，正極性端子41設置在負極性端子42的上方。繞線2從傳感器骨架1的下部纏繞至傳感器骨架1的上部，且繞線2的一端連接負極性端子42，繞線2的另一端通過連接線8連接正極性端子41，如此設置可以大大降低繞線2纏繞的線圈的橫截面積，有效地降低了垂直于傳感器軸線方向的磁場干擾，極大地提高了測量精度。優選的，為保證繞線2的兩端分別位于傳感器骨架1的兩端，1根繞線2纏繞n層，且n為奇數。

進一步地，為方便繞線2纏繞在傳感器骨架1上，傳感器骨架1的形狀為圓柱形，繞線2繞制起來較為簡單，也容易實現繞線的均勻分布，從而形成均勻、對稱的繞線分布，與常用的圓環形骨架相比具有較大的優勢，可有效降低外界干擾。每個傳感器骨架1的長度為15mm，其中纏繞繞線部分的長度為10mm，傳感器骨架1的上部有1mm的空余，下部有4mm的空余，方便傳感器5安裝在連接件3上。優選地，傳感器骨架1的材料為環氧樹脂材料，環氧樹脂具有良好的絕緣性，可以避免傳感器骨架1對磁場產生干擾。

進一步地，繞線2從傳感器骨架1的下部纏繞至傳感器骨架1的上部，纏繞一圈后，再從傳感器骨架1的上部纏繞至傳感器骨架1的下部，纏繞至傳感器骨架1的下部后，再繼續纏繞至傳感器骨架1的上部，循環往復，如圖3所示。傳感器5采用繞線回繞的方式，可有效降低垂直于傳感器軸線方向的磁場干擾，提高測量準確度。

進一步地，每個傳感器骨架1的外表面上纏繞n層繞線2，每層繞線2的匝數為200匝。優選地，繞線2采用漆包線制作而成，且漆包線的直徑為0.04mm。

為方便分析三個傳感器5輸出的信號，通過焊錫和導線將三個傳感器5的負極性端子42連接在一起，作為整個傳感器信號輸出的參考端子，參考端子可以連接導線，從而使其輸出信號與外界電路相連。三個傳感器5的正極性端子41分別與參考端子進行對比，輸出各個方向的故障電壓信號，對三個傳感器5輸出的電壓信號進行分析處理后，可以分別得到x、y、z三個方向的故障電流信號分量，并根據各分量進行故障的準確定位。

如圖4所示，該圖示出了本發明實施例提供的用于檢測直流控制保護主機板卡故障電流的傳感器中連接件3的基本結構。

連接件3的形狀為正方體形狀，連接件3的上、下、左、右、前、后六個面的中心位置均有通孔6，且通孔6分別貫穿連接件3的上下、左右、前后側面。安裝時，三個傳感器5分別從三個通孔6中插入，通過焊錫和導線將三個傳感器5的負極性端子42連接在一起，作為公共的參考端子，分別感應不同方向的故障電流信號。連接件3對三個傳感器5起到固定的作用，保證三個傳感器5兩兩垂直，保證故障電流的準確定位。優選的，連接件3的材料為云母材料。

連接件3下側面的四個邊上各設置一個焊點7，四個焊點7分別與傳感器5的正極性端子41和參考端子連接，構成一個含有四個輸出端子的“元器件”，該元器件可以直接焊接在電路板上，對外進行信號的輸出。本發明實施例提供的用于檢測直流控制保護主機板卡故障電流的傳感器通過四個焊點7對外進行連接和固定，可以直接焊接在直流控制保護主機板卡上作為電路的一部分，也可以安置在檢測對象附近進行檢測，安裝操作十分方便。

目前直流控制保護主機板卡中故障電流檢測傳感器普遍存在體積大、準確度低、不便于安裝等問題，相對于現有的檢測故障電流的傳感器，本發明實施例提供的用于直流控制保護主機板卡故障電流的傳感器安裝方便、體積小，既可以固定在直流控制保護主機板卡附近進行檢測，也可以直接焊接在直流控制保護主機板卡上，該傳感器檢測時不會干擾直流控制保護主機板卡的正常運行，可有效監測直流控制保護主機板卡的運行狀態，提高其運行穩定性和可靠性。

本發明實施例提供的用于直流控制保護主機板卡故障電流的傳感器包括連接件3和三個傳感器5，其中，傳感器5分別與連接件3活動連接，三個傳感器5兩兩垂直，且每個傳感器5所在平面均不在同一平面上，三個傳感器5兩兩垂直，構成一個直角坐標系，每個傳感器5分別用于感應對應方向的故障電流信號，從而對該方向上的故障電流信號進行檢測；傳感器5包括傳感器骨架1和繞線2，繞線2均勻纏繞在傳感器骨架1的外表面上，且繞線2的纏繞層數為n，n為奇數，傳感器骨架1上的繞線2采用回繞的方式纏繞，可以有效降低垂直于傳感器軸線方向的磁場干擾，提高測量準確度；為方便固定本發明提供的傳感器，三個傳感器5的正極性端子和參考端子分別固定在焊點7上。本發明實施例提供的用于直流控制保護主機板卡故障電流的傳感器采用三個相互垂直的傳感器實現故障電流信號的檢測和故障電流的定位，通過信號各分量的分析處理實現故障點的準確定位，且該傳感器體積小，重量輕，檢測準確度高，不僅可以應用于直流控制保護主機板卡的故障電流檢測，還可以用于其他需要對故障電流進行檢測的場合。

本領域技術人員在考慮說明書及實踐這里發明的公開后，將容易想到本發明的其它實施方案。本申請旨在涵蓋本發明的任何變型、用途或者適應性變化，這些變型、用途或者適應性變化遵循本發明的一般性原理并包括本發明未公開的本技術領域中的公知常識或慣用技術手段。說明書和實施例僅被視為示例性的，本發明的真正范圍和精神由下面的權利要求指出。

應當理解的是，本發明并不局限于上面已經描述并在附圖中示出的精確結構，并且可以在不脫離其范圍進行各種修改和改變。本發明的范圍僅由所附的權利要求來限制。