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開口式霍爾電流傳感器在直流配電改造的應用

更新時間:2022-05-13      瀏覽次數(shù):812
艾優(yōu)花
安科瑞電氣股份有限公司  江蘇江陰  202203

 

摘要:根據開口式霍爾電流傳感器的原理、特點及安裝方式,分析開口式霍爾電流傳感器在直流配電改造中的應用,快速實現(xiàn)直流配電系統(tǒng)智能改造。
關鍵詞:開口式霍爾電流傳感器;直流配電系統(tǒng);改造
0:概述
      直流配電系統(tǒng)通常由高頻開關電源和蓄電池組成,用于為直流系統(tǒng)中控制、信號、繼電保護自動裝置、事故照明等提供可靠的直流電流電源,對其供電的可靠性、穩(wěn)定性以及供電質量均有著很高的要求。因此對一些使用周期長的直流配電系統(tǒng)的改造顯得十分緊要。

 

1:開口式霍爾電流傳感器在直流配電改造的應用
1.1 改造要求
      系統(tǒng)改造要求不停電進行直流系統(tǒng)切改,即在不失去直流電源的情況下進行負荷的倒出和倒入,改造工程難度大。針對此需求,可采用開口式霍爾電流傳感器來解決改造項目中直流電流計量問題,確保改造過程中直流母線和直流負載不停電且安全運行。
1.2 開口式霍爾電流傳感器的技術特點和工作原理
      開口式霍爾電流傳感器整體由外殼、鐵芯、采樣線路板及固定樹脂構成,具有耐高溫、機械強度高、環(huán)保等特點;線路板與外部接線采用綠色可插拔端子,現(xiàn)場接線方便。
      開口式霍爾電流傳感器是在傳統(tǒng)的開環(huán)霍爾電流傳感器的基礎上加以改造,根據霍爾效應和電磁感應原理,原邊電流IP產生的磁場,通過磁芯聚磁后,用霍爾感應芯片在磁芯氣隙處感應原邊電流IP的大小和方向。霍爾感應芯片的輸出電壓,經過信號處理電路,使傳感器的輸出可以精確反映被測電流的大小。為了提高霍爾開環(huán)傳感器的性能,通常使用硅鋼或者坡莫合金作為磁芯的材料。
開口式霍爾傳感器原理圖

   

1.3 應用實例
      某鐵路機車改造項目,改造要求在不能拆卸母排前提下接入傳感器來監(jiān)測母排直流電流,此種情況只能采用開口式霍爾電流傳感器,現(xiàn)場安裝方便。
      現(xiàn)場安裝如下圖所示,如果現(xiàn)場可斷電安裝,可在銅排上按傳感器間距要求開兩個對應螺紋孔,將傳感器通過后側的安裝固定孔固定在母排螺紋孔上,完成傳感器的安裝;如現(xiàn)場要求不斷電安裝,可采用配套橡膠墊塊內嵌于外殼與銅排之間固定,確保傳感器能在振動條件下也能可靠工作,整個安裝過程比較快速簡單。

 

某鐵路機車改造項目安裝圖

 

2: 開口式霍爾電流傳感器
2.1 概述       
      開口式霍爾電流傳感器相較于閉口霍爾電流傳感器,與傳統(tǒng)單鐵芯、單霍爾芯片的設計不同,為了設計為分體式結構,將鐵芯分離對稱安裝,硬件采用雙霍爾芯片并聯(lián)互補差分輸入,具有性能穩(wěn)定、機械強度高、導磁率高等特點,線路板與外部接線采用綠色可插拔端子,現(xiàn)場接線方便。

 

AHKC系列開口式霍爾電流傳感器
2.2 型號說明

 

        

2.3 技術參數(shù)
技術參數(shù)指標
霍爾開口式霍爾(真有效值)
輸出標稱值電壓:±5V/±4V電流:4~20mA
零點失調電壓(電流)電壓:±20mV電流:±0.05mA
失調電壓(電流)漂移 電壓: ≤±1.0mV/℃ 電流:±0.04mA/℃
線性度≤0.2%FS
電源電壓DC±15VDC 24V
耐壓強度輸入與輸出及電源之間允許AC2500V工頻耐壓
精度等級1.0
環(huán)境溫度工作:-25℃~+70℃;儲存:-40℃~+85℃
濕度≤95%RH,不結露,無腐蝕性氣體場所
海拔≤3500m

  

3:結束語
       從改造成本上看,如采用傳統(tǒng)閉口式霍爾電流傳感器或者分流器方案,施工時必須先拆除直流母線銅排,然后安裝傳感器,再將母排重新安裝恢復,整改線路必須停電配合,采用開口式霍爾電流傳感器則更省時省力;從測試性能方面,只要安裝時傳感器的上、下體螺絲固定緊密,開口式傳感器與閉口式傳感器的精度、穩(wěn)定性基本一致。綜上所述,開口式霍爾電流傳感器在直流配電改造過程中有著更為廣泛的應用。

 

參考文獻
[1] 企業(yè)微電網設計與應用手冊.2020.6

 


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