專利名稱：用于電力系統(tǒng)的磁致伸縮電流傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于電力系統(tǒng)的磁致伸縮電流傳感器，屬于機械工程領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前用于電力系統(tǒng)的磁致伸縮電流傳感器普遍用的是電磁式電流傳感器和光學(xué)電流傳感器。電磁式電流傳感器的工作原理與變壓器相似，通過設(shè)定二次線圈的匝數(shù)大于一次線圈的匝數(shù)，將一次側(cè)的大電流變?yōu)槎蝹?cè)的小電流來應(yīng)用于測量及保護。而光學(xué)電流傳感器主要分為三種。一種是以重火石玻璃為代表的傳感器，另一種是以光纖作為傳感材料的傳感器。這兩種材料都具有法拉第旋光特性，即將該材料置于由輸電線路所產(chǎn)生的磁場中，讓一束線偏振光通過該材料，由于法拉第旋光效應(yīng)，在材料中的線偏振光角度將發(fā)生一定偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)的角度與磁場強度呈線性關(guān)系，因此可以通過探測出射光偏轉(zhuǎn)角度監(jiān)測電流強度。第三種是由光纖布拉格光柵與GMM棒結(jié)合起來構(gòu)成的光學(xué)電流傳感器,其機理是:GMM棒在磁場中隨待測電流的增加產(chǎn)生伸長，從而影響沿軸向粘貼在棒上的光纖布拉格光柵的光學(xué)參數(shù)，通過測量光纖布拉格光柵的波長偏移量，來獲得產(chǎn)生磁場的待測直流電流的大小。現(xiàn)有的技術(shù)存在的缺點是:電磁式電流傳感器存在二次側(cè)線圈開路的潛在威脅，若出現(xiàn)大故障電流則會導(dǎo)致鐵芯飽和從而無法記錄電流的大小及變化過程，體積大、重量大、價格昂貴，并且易于受電磁干擾，不利于與數(shù)字設(shè)備連接；光學(xué)電流互感器不足之處有三點:一是影響測量精度的溫度漂移問題；二是整體結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，除了光的雙折射對輸出結(jié)果有影響，光電設(shè)備本身也會對最后的數(shù)字信號結(jié)果產(chǎn)生影響；三是傳感器的輸出終端都是數(shù)字信號，只能通過數(shù)字信號對輸電線路進行監(jiān)測，發(fā)生故障無法直接進行保護動作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是為了解決傳統(tǒng)電流磁場傳感器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，測量準確度低，存在潛在威脅，易受外界因素影響并且可靠性低下的問題，提供了一種用于電力系統(tǒng)的磁致伸縮電流傳感器。本發(fā)明所述用于電力系統(tǒng)的磁致伸縮電流傳感器，它包括輸出桿、擰緊螺母、夕卜殼、預(yù)壓彈簧、頂蓋、永磁鐵、超磁致伸縮棒和底座，外殼和底座構(gòu)成開口向上的圓桶結(jié)構(gòu)，所述圓桶由中間帶孔的分隔板分成上下兩部分，且圓桶的開口處設(shè)置擰緊螺母，圓桶的下半部分內(nèi)設(shè)置圓環(huán)形永磁鐵和超磁致伸縮棒，永磁鐵的外圓表面與外殼的內(nèi)側(cè)壁貼合，超磁致伸縮棒設(shè)置在永磁鐵的圓環(huán)空心部分，超磁致伸縮棒的底部壓在底座上；圓桶的上半部分內(nèi)設(shè)置輸出桿、預(yù)壓彈簧和頂蓋，頂蓋設(shè)置在輸出桿的下半部分，且頂蓋平面與輸出桿垂直，輸出桿和頂蓋為一體件；
輸出桿的頂部從擰緊螺母的中間孔伸出，輸出桿的底部從分隔板的孔伸出，并頂壓在超磁致伸縮棒的頂部；在擰緊螺母和頂蓋之間設(shè)置預(yù)壓彈簧，預(yù)壓彈簧纏繞在輸出桿上。本發(fā)明的優(yōu)點:本發(fā)明裝置是采用稀土超磁致伸縮材料的磁場檢測裝置，稀土超磁致伸縮棒機械響應(yīng)快、輸出性能高、穩(wěn)定性及可靠性高。其次，該裝置以位移的形式輸出，方便后期進行測量和計算處理，以及機械控制。


圖1是本發(fā)明所述用于電力系統(tǒng)的磁致伸縮電流傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式具體實施方式
一:下面結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式所述用于電力系統(tǒng)的磁致伸縮電流傳感器，它包括輸出桿1、擰緊螺母2、外殼3、預(yù)壓彈簧4、頂蓋5、永磁鐵6、超磁致伸縮棒7和底座8，外殼3和底座8構(gòu)成開口向上的圓桶結(jié)構(gòu)，所述圓桶由中間帶孔的分隔板分成上下兩部分，且圓桶的開口處設(shè)置擰緊螺母2，圓桶的下半部分內(nèi)設(shè)置圓環(huán)形永磁鐵6和超磁致伸縮棒7,永磁鐵6的外圓表面與外殼3的內(nèi)側(cè)壁貼合，超磁致伸縮棒7設(shè)置在永磁鐵6的圓環(huán)空心部分，超磁致伸縮棒7的底部壓在底座8上；圓桶的上半部分內(nèi)設(shè)置輸出桿1、預(yù)壓彈簧4和頂蓋5，頂蓋5設(shè)置在輸出桿I的下半部分，且頂蓋5平面與輸出桿I垂直，輸出桿I和頂蓋5為一體件；輸出桿I的頂部從擰緊螺母2的中間孔伸出，輸出桿I的底部從分隔板的孔伸出，并頂壓在超磁致伸縮棒7的頂部；在擰緊螺母2和頂蓋5之間設(shè)置預(yù)壓彈簧4，預(yù)壓彈簧4纏繞在輸出桿I上。超磁致伸縮棒7的采用稀土超磁致伸縮材料。參見圖1來說明工作原理，預(yù)壓彈簧4和擰緊螺母2構(gòu)成預(yù)應(yīng)力機構(gòu)，可調(diào)節(jié)擰緊螺母2，通過預(yù)壓彈簧4與輸出桿1，調(diào)節(jié)對超磁致伸縮棒7的預(yù)應(yīng)力大小。在工作時，圖1的輸電線路9設(shè)置在本實施方式所述電流傳感器的外部，且輸電線路9與超磁致伸縮棒7平行。輸電線路9通電產(chǎn)生交變磁場,與永磁鐵6的偏置磁場疊加后形成疊加磁場,所述疊加磁場作用于稀土超磁致伸縮材料的超磁致伸縮棒7上；所述超磁致伸縮棒7即在該疊加磁場作用下，按某一響應(yīng)頻率發(fā)生相應(yīng)伸縮形變，并將位移量輸出至輸出桿I上。所述預(yù)壓應(yīng)力機構(gòu)在保證輸出桿I與超磁致伸縮棒7緊密接觸的同時，能增大超磁致伸縮棒7的應(yīng)變以及該裝置的能量轉(zhuǎn)換效率。本實施方式利用的是磁致伸縮材料的磁致伸縮效應(yīng)，磁致伸縮材料在被外加磁場磁化時，其長度和體積都會發(fā)生相應(yīng)的變化。利用機械裝置可獲取并輸出所述磁致伸縮材料的長度變化，從而用于磁場強度的檢測與測量以及其它控制裝置的驅(qū)動設(shè)備。
權(quán)利要求
1.用于電力系統(tǒng)的磁致伸縮電流傳感器，其特征在于，它包括輸出桿(I)、擰緊螺母(2)、外殼(3)、預(yù)壓彈簧(4)、頂蓋(5)、永磁鐵(6)、超磁致伸縮棒(7)和底座(8)， 外殼(3)和底座(8)構(gòu)成開口向上的圓桶結(jié)構(gòu)，所述圓桶由中間帶孔的分隔板分成上下兩部分，且圓桶的開口處設(shè)置擰緊螺母(2)， 圓桶的下半部分內(nèi)設(shè)置圓環(huán)形永磁鐵(6)和超磁致伸縮棒(7),永磁鐵(6)的外圓表面與外殼(3)的內(nèi)側(cè)壁貼合，超磁致伸縮棒(7)設(shè)置在永磁鐵(6)的圓環(huán)空心部分，超磁致伸縮棒(7)的底部壓在底座(8)上； 圓桶的上半部分內(nèi)設(shè)置輸出桿(I)、預(yù)壓彈簧(4)和頂蓋(5)，頂蓋(5)設(shè)置在輸出桿(I)的下半部分，且頂蓋(5)平面與輸出桿(I)垂直，輸出桿(I)和頂蓋(5)為一體件；輸出桿(I)的頂部從擰緊螺母(2)的中間孔伸出，輸出桿(I)的底部從分隔板的孔伸出，并頂壓在超磁致伸縮棒(7)的頂部； 在擰緊螺母(2)和頂蓋(5)之間設(shè)置預(yù)壓彈簧(4)，預(yù)壓彈簧(4)纏繞在輸出桿(I)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于電力系統(tǒng)的磁致伸縮電流傳感器，其特征在于，超磁致伸縮棒(7)的采用稀土超磁致伸縮材料。
全文摘要
用于電力系統(tǒng)的磁致伸縮電流傳感器，屬于機械工程領(lǐng)域，本發(fā)明為解決傳統(tǒng)電流磁場傳感器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，測量準確度低，存在潛在威脅，易受外界因素影響并且可靠性低下的問題。本發(fā)明包括輸出桿、擰緊螺母、外殼、預(yù)壓彈簧、頂蓋、永磁鐵、超磁致伸縮棒和底座，外殼和底座構(gòu)成開口向上的圓桶結(jié)構(gòu)，圓桶由中間帶孔分隔板分成上下兩部分，圓桶的開口設(shè)置擰緊螺母，圓桶下半部分設(shè)置圓環(huán)形永磁鐵和超磁致伸縮棒，超磁致伸縮棒設(shè)置在永磁鐵的空心部分；圓桶上半部分設(shè)置輸出桿、預(yù)壓彈簧和頂蓋，輸出桿和頂蓋為一體件；輸出桿的頂部從擰緊螺母的中間孔伸出，輸出桿的底部從分隔板的孔伸出，并頂壓在超磁致伸縮棒的頂部；在擰緊螺母和頂蓋之間設(shè)置預(yù)壓彈簧。
文檔編號G01R19/00GK103207311SQ201310091350
公開日2013年7月17日 申請日期2013年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月21日
發(fā)明者申巖, 張國慶, 于文斌, 郭志忠, 路忠峰 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)