一種自供電分布式無線電流傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型設(shè)及一種電流互感器，特別是一種自供電分布式無線電流傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電力需求的迅猛增長W及電力系統(tǒng)的高速發(fā)展，電力行業(yè)面臨著提高電力設(shè) 備用率，降低電力設(shè)備運行成本W(wǎng)及增強電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的嚴重挑戰(zhàn)。而電力系統(tǒng) 地絕大多數(shù)故障都會對電流產(chǎn)生影響，因此對電流進行監(jiān)測就十分必要。我國的電力建設(shè) 已步入高度自動化、信息化的新階段，對電流的監(jiān)測也進入了一個新的階段。目前，許多工 業(yè)領(lǐng)域W及配電設(shè)備尤其是配電開關(guān)柜的環(huán)境比較復(fù)雜，很有可能出現(xiàn)因電流過高而引發(fā) 的線路發(fā)熱老化等問題，而當前的一些電流傳感器，有著需要額外供電，W及不能無線傳輸 等缺點，從而導(dǎo)致需要占用額外空間W及單獨供電等弊端。
[0003] 目前，大多數(shù)的無線電流傳感器是由工作電源、信號測量、A/D轉(zhuǎn)換和MCU等部分 構(gòu)成的，常規(guī)的無線電流傳感器需要外接電源給系統(tǒng)提供工作電源，在實際工作環(huán)境尤其 是開關(guān)柜的工作環(huán)境中，使用外接電源時，需要單獨接線用于探測器的工作電源，運使得線 路更加復(fù)雜，尤其是在開關(guān)柜中，線路多，空間小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實用新型提供一種自供電分布式無線電流傳感器，可W克服現(xiàn)有的電流傳感器 占用額外空間W及單獨供電的缺陷，實現(xiàn)自我供電、無線傳輸W及測量多相電路電流等功 能。且可W進行多對一數(shù)據(jù)傳遞。 陽〇化]本實用新型所采用的技術(shù)方案是：
[0006] 一種自供電分布式無線電流傳感器，包括錯形殼體、錯形殼體的錯形開口處設(shè)有 霍爾元件，磁忍布置在錯形殼體內(nèi)，取能線圈纏繞在磁忍上。錯形殼體下方設(shè)有控制盒，所 述控制盒內(nèi)設(shè)有電源管理電路、信號調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換模塊、MCU處理器模塊，無線收發(fā)模 塊。
[0007] 所述取能線圈連接電源管理電路，所述電源管理電路連接信號調(diào)理電路，所述信 號調(diào)理電路連接A/D轉(zhuǎn)換模塊，所述A/D轉(zhuǎn)換模塊連接MCU處理器模塊，所述MCU處理器模 塊連接無線收發(fā)模塊。無線收發(fā)模塊可與遠程通訊設(shè)備實現(xiàn)無線通訊。
[000引所述電源管理電路由依次連接的匹配電路、全橋整流電路、儲能電路和穩(wěn)壓電路 組成。電源管理電路可W通過取能線圈而無需電源或電池供電，即可實現(xiàn)電流傳感和數(shù)據(jù) 無線傳輸。
[0009] 所述控制盒上設(shè)有撥碼開關(guān)。
[0010] 所述控制盒兩側(cè)設(shè)有用于打開錯形殼體的扳手。
[0011] 所述霍爾元件、磁忍、取能線圈都位于錯形殼體內(nèi)部，錯形殼體內(nèi)部預(yù)留有各電氣 元件與其他電路連接的空間區(qū)域。
[0012] 所述控制盒上設(shè)有無線功能開關(guān)。
[0013] 錯形殼體與控制盒連接部分上側(cè)有一銜接處，用于控制錯形殼體的開合。
[0014] 一種電流信號無線傳輸方法，采用傳感輸出響應(yīng)時間短的霍爾元件傳感電流，減 少耗能狀態(tài)的時間；用取能線圈采集電線周圍的磁場能量，通過電源管理電路對電能進行 儲存和釋放，可W確保取能線圈在低電流情況下能夠提供穩(wěn)定的電源輸出，無需布線，節(jié)省 了大量的布線空間。之后利用無線收發(fā)模塊，對電流信息進行無線傳輸。當測量多相電流 時，可利用多個霍爾元件測量電流，然后利用無線數(shù)據(jù)編碼技術(shù)，通過上位機識別并顯示多 相電流信息。實現(xiàn)了實時多路測量、讀取和顯示電流信息。
[0015] 本實用新型一種自供電分布式無線電流傳感器，具有如下有益效果：
[0016] 1)、本實用新型采用霍爾元件檢測電流，取能線圈采集電線周圍的磁場，能為無線 電流傳感器供電，無需電源或電池供電即可實現(xiàn)電流傳感和數(shù)據(jù)無線傳輸。
[0017] 2)、本實用新型是結(jié)構(gòu)緊湊，靈敏度高，適用范圍廣泛，使用方便，具備無線傳輸功 能，可用于構(gòu)建電能安全監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。
[0018] 3)、本實用新型采用無線數(shù)據(jù)傳輸編碼技術(shù)，可將多路電流信息同時發(fā)送到上位 機，上位機可識別運些電流信息并顯示出來。
[0019] 4)、使用時，該傳感器只需要嵌套在被監(jiān)測電線外包層，無需外接電源并免除電池 維護，就可W持久實現(xiàn)無線傳感。
[0020] 5)、該無線傳感器的靈敏度高，無需供電，占用空小間，可自主實現(xiàn)自我供電、電流 檢測和無線數(shù)據(jù)傳輸。
【附圖說明】
[0021] 圖1是本實用新型無線電流傳感器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖2是本實用新型無線電流傳感器的硬件模塊連接圖；
[0023] 圖3是本實用新型無線電流傳感器的電源管理電路框圖；
[0024] 圖4是本實用新型無線電流傳感器的電源管理電路原理圖；
[00巧]圖5是本實用新型無線電流傳感器的信號調(diào)理電路原理圖。
【具體實施方式】
[00%] 如圖1、圖2所示，一種自供電分布式無線電流傳感器，包括兩個錯形殼體1，兩個 錯形殼體1構(gòu)成錯臂。其中一個錯形殼體1的錯形開口處設(shè)有霍爾元件2,磁忍3布置在錯 形殼體1內(nèi)，取能線圈4纏繞在磁忍3上。
[0027] 錯形殼體1下方設(shè)有控制盒5,所述控制盒5內(nèi)設(shè)有電源管理電路、信號調(diào)理電路、 A/D轉(zhuǎn)換模塊、MCU處理器模塊，無線收發(fā)模塊。
[0028] 所述取能線圈4連接電源管理電路，所述電源管理電路連接信號調(diào)理電路，所述 信號調(diào)理電路連接A/D轉(zhuǎn)換模塊，所述A/D轉(zhuǎn)換模塊連接MCU處理器模塊，所述MCU處理器 模塊連接無線收發(fā)模塊。
[0029] 霍爾元件2采用冊302C型號，具有結(jié)構(gòu)牢固，體積小，重量輕，壽命長，安裝方便， 功耗小，頻率高，耐震動，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕等特點。
[0030] A/D轉(zhuǎn)換模塊采用ADC0809型號，具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫?，模擬輸入電壓范圍0~ 巧V，不需零點和滿刻度校準，低功耗等特點。
[0031]MCU處理器模塊采用MSP430G2553忍片，具有低功耗，處理能力強，片內(nèi)資源豐富， 方便擴展，使用靈活方便等特點。
[0032]無線收發(fā)模塊采用NRF905型號無線收發(fā)模塊，具有體積小，收發(fā)距離遠，抗干擾 能力強，通信穩(wěn)定等特點。
[0033] 所述電源管理電路由依次連接的：匹配電路、全橋整流電路、儲能電路、控制開關(guān) 電路和穩(wěn)壓電路組成，
[0034]取能線圈4從電線上的電流ip(t)感應(yīng)出交流電壓形成電流i2(t)，通過匹配電 路和全橋整流電路后對儲能電容充電積累能量，當儲能電容（即儲能電路）兩端電壓達到 預(yù)設(shè)電壓時，啟動穩(wěn)壓電路，因為多輸出的需要，穩(wěn)壓電路設(shè)有多個穩(wěn)壓器，穩(wěn)壓忍片采用 L7815CV穩(wěn)壓器和LM7803穩(wěn)壓器，釋放儲能電容的電能，提高輸出功率，可為無線傳感器和 單片機W及信號調(diào)理電路等提供的穩(wěn)定工作電壓，是一個多路輸出電源。 陽03引如圖4所示，電源管理電路原理圖，其中，Ci=0.1uF，C2=0.1uF，C3= 2200uF，C4=0.luF，Cs=lOuF，Ce= 0.luF，C,= 0.luF，Cs=lOuF，整流橋為將交流變?yōu)橹绷鱨A，Ri =4.化Q，Ti為變壓器。有兩個穩(wěn)壓管，L7815CV穩(wěn)壓器和LM7803穩(wěn)壓器。
[0036] 信號調(diào)理電路簡單的說就是將待測信號通過放大、濾波等操作轉(zhuǎn)換成采集設(shè)備能 夠識別的標準信號。是指利用內(nèi)部的電路，如濾波器、轉(zhuǎn)換器、放大器等…，來改變輸入的訊 號類型并輸出之。
[0037] 如圖5所示，信號調(diào)理電路原理圖：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為基準電壓芯片，Ai為AD620放大器，A2和A3均為AD750放大器。
[0038] 所述控制盒5上設(shè)有撥碼開關(guān)6。撥碼開關(guān)6