卡接式电感耦合器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种卡接式电感耦合器，其包括卡接磁环和滤波器；卡接磁环包括两个合并后可套在电力电缆上的半圆形非晶合金磁芯，缠绕在其中一个半圆形非晶合金磁芯上的感应线圈；滤波器包括滤波磁环，滤波磁环上缠绕有抽头设计的原级线圈和次级线圈，所述原级线圈的抽头通过一变量器引出两端口，所述次级线圈的抽头通过另一变量器引出三个端口；感应线圈的两端分别连接至原级线圈两端口，次级线圈的中间抽头设置为接地端口，剩下的端口中任一端口接载波机。本实用新型专利技术的卡接式电感耦合器中，采用卡接磁环连接滤波器的设置，可调制阻抗，实现宽频（２０－５００ＫＨｚ）全频的稳定低耦合衰耗，可广泛用于电力电缆线上载波通信的数据传输。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于电力电缆线上载波通信的数据传输的非注 入式电感耦合器。
技术介绍
现代城市中，电力电缆逐步取代了架空线路的供电方式，而电力系统 自动化信息传输使用的电力载波通信耦合的方式也随之而改变，虽然有技 术较成熟的阻波器、电容耦合器等装置，由于体积庞大，不能在电力电缆 的高频通道中应用，因此，必须用一种新的耦合装置来实现信息传输，那 就是电感耦合技术装置——电感耦合器。目前电力电缆通信使用的电感耦合器主要有两种第一种是注入式 (地线变压器方式)，第二种是非注入式(高频磁环卡接方式)。注入式电 感耦合器原方接入屏蔽电缆线上的接地回路中，副方接到载波机，载波机 上的高频信号便由它注入到电力电缆中去。其优点是耦合信号衰减小，传 输效率高。然而，安装时必须停电，地线开断式接入，以及大电流或电流 不平衡时存在的安全威胁等种种弊端，为供电部门所不喜，因而迫切呼唤 非注入式耦合器的问世。非注入式电感耦合器是卡接在电力电缆的绝缘层外面，是一种非接触 式耦合方式，实为电磁耦合或电磁感应。在研究及应用中我们发现目前 已研发并试用的磁环卡接耦合器阻抗失配严重，所以通信质量非常差。而3即使是同一型号的电力电缆也因放置方式不同而有不同的高频特性阻抗 和不同的传输频带。非注入式电感耦合器的研究在国内还属于起步阶段。 尽管它很好的解决了注入式耦合器安装不便的问题，可如何适应国内载波机较低的频带范围(50KHz—200KHz)，如何使耦合器、载波器以及电缆线 感抗匹配，以获得理想的耦合衰耗，则成为卡接式耦合器的技术难点，也 是目前的研究重点。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种卡接式电感耦合器，其能降 低耦合衰耗。为解决上述技术问题，本技术的卡接式电感耦合器包括卡接磁环 和滤波器；所述卡接磁环包括两个合并后可套在电力电缆上的半圆形非晶合金 磁芯，缠绕在其中一个半圆形非晶合金磁芯上的感应线圈；所述滤波器包括滤波磁环，滤波磁环上缠绕有抽头设计的原级线圈和 次级线圈，所述原级线圈的抽头通过一变量器引出两个端口，所述次级线 圈的抽头通过变量器引出三个端口 ；所述卡接磁环的感应线圈的两端分别连接至所述滤波器的原级线圈 两个端口，所述滤波器的次级线圈的中间抽头设置为接地端口，剩下的端 口中任一端口接载波机。本技术提供的卡接式电感耦合器是利用卡接在电力电缆接地屏 蔽层外的非晶合金磁芯和感应线圈来实现信号传输的，与卡接磁环配套的 滤波器可调节以获得与电力电缆相适应的最佳阻抗，并隔离工频、高频信号。同时本专利技术的卡接磁环中的半圆形非晶合金磁芯可为多个磁环叠压而成(可为5个)，多个磁环磁感相互耦合，可提高耦合效率并减少每层涡 流带来的损耗和热量，避免由高温引起的安全隐患。且在两个半圆形磁芯 合并处可设置塑料磁隙，可防止达到磁路饱和，避免磁饱和时信号失磁。 该技术结构紧凑，安装方便，无需破坏原有的电缆接地线结构，即可 在不停电状态下安装。本技术的卡接式电感耦合器，采用卡接磁环结 合滤波器的设置，可调节最佳阻抗，实现宽频(20 — 500KHz)全频的稳定 低耦合衰耗。以下结合附图与具体实施方式对本技术作进一步详细的说明 附图说明图1为本技术的卡接式电感耦合器的卡接磁环示意图； 图2为本技术的卡接式电感耦合器的连接示意图； 图3为本技术的卡接式电感耦合器的应用实例一； 图4为本技术的卡接式电感耦合器的应用实例二。 图中附图标记IO为卡接磁环；ll为磁芯；12为感应线圈；13为塑料磁隙；20为滤波器；21为原级线圈；22为次级线圈；23为信号分流搭桥；30为载波机；40为高频电缆。具体实施方式本技术的卡接式电感耦合器主要由卡接磁环10和滤波器20两部分组成。卡接磁环10 (见图1)包括两个合并后可套在电力电缆上的半圆形非晶合金磁芯11，缠绕在其中一个半圆形非晶合金磁芯11上的感应线圈12;磁芯11外设置有不锈钢外壳，通过设置在不锈钢外壳上的紧固栓将两半圆形非晶合金磁芯ll套接固定在电缆上。在具体的实例中，半圆形非晶合金磁芯11可为多个磁环叠压而成(可为5个)，多个磁环磁感 相互耦合，可提高耦合效率并减少每层涡流带来的损耗和热量，避免由高 温引起的安全隐患。且在两个半圆磁芯11合并处可设置塑料磁隙13，可 防止达到磁路饱和，避免磁饱和时信号失磁。紧固栓具体可为半圆合并处 设置的两个可调松紧的元宝螺丝。滤波器20包括滤波磁环，滤波磁环 上缠绕有抽头设计的原级线圈21和次级线圈22;原级线圈21的抽头通过一变量器引出两端口，分别和卡接磁环10中感应线圈的两端相连接；次级线圈22的抽头通过变量器引出三个端口，次级线圈22的中间抽头设 置为接地端口，剩余的两个端口分别为等阻抗端口，任意一个端口可连接 负载载波机30，通过变量器来调整滤波器次级线圈22的阻抗，使次级线 圈22负载端的输入始终保持与负载相匹配的阻抗值。在具体应用中，在 次级线圈22的阻抗与载波机30的内阻相匹配时，耦合效果较好，故当不 同型号或放置方式的电力电缆使原级线圈端21的输入阻抗影响到次级线 圈22的阻抗时，采用变量器调节次级线圈22的阻抗使其始终保持与载波 机30的内阻一致以取得较好的耦合效果。在一具体实例中，所使用的载 波机30的内阻为75欧，故滤波器20的次级线圈22负载端阻抗也应保持 75欧，但因受电力电缆的影响使次级线圈22的负载端阻抗偏离75欧时， 需要通过变量器对次级线圈22连接抽头进行调节。同时滤波器20的原级 线圈21也可采用抽头设计加变量器调节的方式，用于提供多种高频特性 阻抗，以匹配不同型号电力电缆或电力龟缆的不同设置方式。在一具体实 施中，载波机30输出阻抗为75欧，故滤波器20的次级线圈输入阻抗则对应为75欧，次级线圈22的中间抽头接地，故次级线圈22的两个负载 端为双75欧的等阻抗端口。在本专利技术的卡接磁环10和滤波器20的接合处还可设置避雷器，可用 的避雷器有TVS避雷器，用于防止雷电感应或在电力电缆单项接地、地电 位升高到数千伏时，避雷器放电，起到"门卫式"的保护。本技术的卡接式电感耦合器采用卡接磁环10和滤波器20的设 置，能隔离高电压(雷击)对载波机及上端设备的冲击，起了严格的保护 作用。同时滤波器20的使用可起到增宽传输频带，组成各数字信号传输 网灵活方便的功能。本滤波器20在20-500KHz频带内有几个特点1、带 内特性阻抗为电阻性，且很稳定，2、不会影响信号传输误码率，3、高频 电缆出口处有两个端口，可以组成多功能通信网。卡接式耦合器的安装非常方便，在电力电缆40不断电运行状态下即 可安装。打开磁环盒，安装在两地线之间，将磁环盒合上，扣上紧固栓， 拧紧元宝螺丝即可。滤波器20与磁环10是分开的，将磁环10上感应线 圈的两端分别接在到滤波器20的原级线圈21的两端口即可，载波机30 的两输出端口与滤波器20的接地端口和其中一个次级线圈22的端口相 连。在实际调试中通过变量器来选择原级线圈21和次级线圈22的抽头(实际可设计为滤波器箱上的多阻抗跳头簧片档位)，使全电路取得最佳运行 状态(见图2)。本技术最简单的应用是用于一条接地电缆和载波机30之间的耦 合。载波机30输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种卡接式电感耦合器，其特征在于：　　　　包括卡接磁环和滤波器；　　　　所述卡接磁环包括两个合并后可套在电力电缆上的半圆形非晶合金磁芯，缠绕在其中一个半圆形非晶合金磁芯上的感应线圈；　　　　所述滤波器包括滤波磁环，滤波磁环上缠绕有抽头设计的原级线圈和次级线圈，所述原级线圈的抽头通过一变量器引出两个端口，所述次级线圈的抽头通过另一变量器引出三个端口；　　　　所述卡接磁环的感应线圈的两端分别连接至所述滤波器的原级线圈两个端口，所述滤波器的次级线圈的中间抽头设置为接地端口，剩下的两个端口中任一端口接载波机。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄明松，易波，
申请(专利权)人：上海科大鲁能集成科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]