一种自供电分布式无线电流传感器制造技术

一种自供电分布式无线电流传感器，包括钳形壳体、钳形壳体的钳形开口处设有霍尔元件，磁芯布置在钳形壳体内，取能线圈缠绕在磁芯上。钳形壳体下方设有控制盒，所述控制盒内设有电源管理电路、信号调理电路、A/D转换模块、MCU处理器模块，无线收发模块。所述取能线圈连接电源管理电路，所述电源管理电路连接信号调理电路，所述信号调理电路连接A/D转换模块，所述A/D转换模块连接MCU处理器模块，所述MCU处理器模块连接无线收发模块。无线收发模块可与远程通讯设备实现无线通讯。本实用新型专利技术可以克服现有的电流传感器占用额外空间以及单独供电的缺陷，实现自我供电、无线传输以及测量多相电路电流等功能。且可以进行多对一数据传递。

【技术实现步骤摘要】

本技术设及一种电流互感器，特别是一种自供电分布式无线电流传感器。
技术介绍
随着电力需求的迅猛增长W及电力系统的高速发展，电力行业面临着提高电力设 备用率，降低电力设备运行成本W及增强电力系统安全稳定运行的严重挑战。而电力系统 地绝大多数故障都会对电流产生影响，因此对电流进行监测就十分必要。我国的电力建设 已步入高度自动化、信息化的新阶段，对电流的监测也进入了一个新的阶段。目前，许多工 业领域W及配电设备尤其是配电开关柜的环境比较复杂，很有可能出现因电流过高而引发 的线路发热老化等问题，而当前的一些电流传感器，有着需要额外供电，W及不能无线传输 等缺点，从而导致需要占用额外空间W及单独供电等弊端。 目前，大多数的无线电流传感器是由工作电源、信号测量、A/D转换和MCU等部分 构成的，常规的无线电流传感器需要外接电源给系统提供工作电源，在实际工作环境尤其 是开关柜的工作环境中，使用外接电源时，需要单独接线用于探测器的工作电源，运使得线 路更加复杂，尤其是在开关柜中，线路多，空间小。
技术实现思路
本技术提供一种自供电分布式无线电流传感器，可W克服现有的电流传感器 占用额外空间W及单独供电的缺陷，实现自我供电、无线传输W及测量多相电路电流等功 能。且可W进行多对一数据传递。 阳〇化]本技术所采用的技术方案是： 一种自供电分布式无线电流传感器，包括错形壳体、错形壳体的错形开口处设有 霍尔元件，磁忍布置在错形壳体内，取能线圈缠绕在磁忍上。错形壳体下方设有控制盒，所 述控制盒内设有电源管理电路、信号调理电路、A/D转换模块、MCU处理器模块，无线收发模 块。 所述取能线圈连接电源管理电路，所述电源管理电路连接信号调理电路，所述信 号调理电路连接A/D转换模块，所述A/D转换模块连接MCU处理器模块，所述MCU处理器模 块连接无线收发模块。无线收发模块可与远程通讯设备实现无线通讯。[000引所述电源管理电路由依次连接的匹配电路、全桥整流电路、储能电路和稳压电路 组成。电源管理电路可W通过取能线圈而无需电源或电池供电，即可实现电流传感和数据 无线传输。 所述控制盒上设有拨码开关。 所述控制盒两侧设有用于打开错形壳体的扳手。 所述霍尔元件、磁忍、取能线圈都位于错形壳体内部，错形壳体内部预留有各电气 元件与其他电路连接的空间区域。 所述控制盒上设有无线功能开关。 错形壳体与控制盒连接部分上侧有一衔接处，用于控制错形壳体的开合。 一种电流信号无线传输方法，采用传感输出响应时间短的霍尔元件传感电流，减 少耗能状态的时间；用取能线圈采集电线周围的磁场能量，通过电源管理电路对电能进行 储存和释放，可W确保取能线圈在低电流情况下能够提供稳定的电源输出，无需布线，节省 了大量的布线空间。之后利用无线收发模块，对电流信息进行无线传输。当测量多相电流 时，可利用多个霍尔元件测量电流，然后利用无线数据编码技术，通过上位机识别并显示多 相电流信息。实现了实时多路测量、读取和显示电流信息。 本技术一种自供电分布式无线电流传感器，具有如下有益效果： 1)、本技术采用霍尔元件检测电流，取能线圈采集电线周围的磁场，能为无线 电流传感器供电，无需电源或电池供电即可实现电流传感和数据无线传输。 2)、本技术是结构紧凑，灵敏度高，适用范围广泛，使用方便，具备无线传输功 能，可用于构建电能安全监控网络。 3)、本技术采用无线数据传输编码技术，可将多路电流信息同时发送到上位 机，上位机可识别运些电流信息并显示出来。 4)、使用时，该传感器只需要嵌套在被监测电线外包层，无需外接电源并免除电池 维护，就可W持久实现无线传感。 5)、该无线传感器的灵敏度高，无需供电，占用空小间，可自主实现自我供电、电流 检测和无线数据传输。【附图说明】 图1是本技术无线电流传感器结构示意图； 图2是本技术无线电流传感器的硬件模块连接图； 图3是本技术无线电流传感器的电源管理电路框图； 图4是本技术无线电流传感器的电源管理电路原理图；图5是本技术无线电流传感器的信号调理电路原理图。【具体实施方式】 如图1、图2所示，一种自供电分布式无线电流传感器，包括两个错形壳体1，两个 错形壳体1构成错臂。其中一个错形壳体1的错形开口处设有霍尔元件2,磁忍3布置在错 形壳体1内，取能线圈4缠绕在磁忍3上。 错形壳体1下方设有控制盒5,所述控制盒5内设有电源管理电路、信号调理电路、 A/D转换模块、MCU处理器模块，无线收发模块。 所述取能线圈4连接电源管理电路，所述电源管理电路连接信号调理电路，所述 信号调理电路连接A/D转换模块，所述A/D转换模块连接MCU处理器模块，所述MCU处理器 模块连接无线收发模块。 霍尔元件2采用册302C型号，具有结构牢固，体积小，重量轻，寿命长，安装方便， 功耗小，频率高，耐震动，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀等特点。 A/D转换模块采用ADC0809型号，具有转换起停控制端，模拟输入电压范围0~ 巧V，不需零点和满刻度校准，低功耗等特点。MCU处理器模块采用MSP430G2553忍片，具有低功耗，处理能力强，片内资源丰富， 方便扩展，使用灵活方便等特点。无线收发模块采用NRF905型号无线收发模块，具有体积小，收发距离远，抗干扰 能力强，通信稳定等特点。 所述电源管理电路由依次连接的：匹配电路、全桥整流电路、储能电路、控制开关 电路和稳压电路组成，取能线圈4从电线上的电流ip(t)感应出交流电压形成电流i2(t)，通过匹配电 路和全桥整流电路后对储能电容充电积累能量，当储能电容（即储能电路）两端电压达到 预设电压时，启动稳压电路，因为多输出的需要，稳压电路设有多个稳压器，稳压忍片采用 L7815CV稳压器和LM7803稳压器，释放储能电容的电能，提高输出功率，可为无线传感器和 单片机W及信号调理电路等提供的稳定工作电压，是一个多路输出电源。 阳03引如图4所示，电源管理电路原理图，其中，Ci=0.1uF，C2=0.1uF，C3= 2200uF，C4=0.luF，Cs=lOuF，Ce= 0.luF，C,= 0.luF，Cs=lOuF，整流桥为将交流变为直流lA，Ri =4.化Q，Ti为变压器。有两个稳压管，L7815CV稳压器和LM7803稳压器。 信号调理电路简单的说就是将待测信号通过放大、滤波等操作转换成采集设备能 够识别的标准信号。是指利用内部的电路，如滤波器、转换器、放大器等…，来改变输入的讯 号类型并输出之。 如图5所示，信号调理电路原理图：其中，Ri= 160kQ，R2= 160kQ，R3= 2.化0， 民4二 160kQ，民 5二 160kQ，民 6二 499Q，C1二 0?luF,C2二 〇?luF,C3二 〇?luF,C4二 〇?luF,C5 二0.luF，LM336为基准电压芯片，Ai为AD620放大器，A2和A3均为AD750放大器。 所述控制盒5上设有拨码开关6。拨码开关6当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自供电分布式无线电流传感器，包括钳形壳体(1)、其特征在于，钳形壳体(1)的钳形开口处设有霍尔元件(2)，磁芯(3)布置在钳形壳体(1)内，取能线圈(4)缠绕在磁芯(3)上；钳形壳体(1)下方设有控制盒(5)，所述控制盒(5)内设有电源管理电路、信号调理电路、A/D转换模块、MCU处理器模块，无线收发模块；所述取能线圈(4)连接电源管理电路，所述电源管理电路连接信号调理电路，所述信号调理电路连接A/D转换模块，所述A/D转换模块连接MCU处理器模块，所述MCU处理器模块连接无线收发模块。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄悦华，张迪，程江洲，袁雪珺，曹诗龙，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42