開合式電流傳感器
一、 開合式傳感器
開合式電流傳感器，在易用性方面有得天獨厚的優(yōu)勢，尤其是不允許中斷的現(xiàn)場測量場合，幾乎是固定的選擇。市面上的開合式電流傳感器，主要基于霍爾原理或羅氏線圈，受限于工作原理，精度普遍不高，僅能實現(xiàn)1%左右。功率測量等領域大量需要0.1%或更高精度等級的產品，但目前的產品滿足不了性能要求。為了給客戶提供完美解決方案，湖南銀河電氣有限公司研發(fā)出SCI系列高精度開合式電流傳感器，其精度大幅超越傳統(tǒng)開合式方案，甚至高于主流的非開合式方案。目前我司SCI系列開合式傳感器的滿量程準確度為0.1%和0.02%，量程涵蓋100A至5000A，測量頻率范圍從DC至數(shù)百kHz的高精度開合式電流傳感器。
型號 | 量程（A） | 孔徑（㎜） | 變比 | 準確度 | |
DC | 50Hz | ||||
SCI-200 | 200 | 35 | 500:1 | 0.02% | 0.05% |
SCI-600 | 600 | 35 | 1000:1 | 0.02% | 0.05% |
SCI-1000 | 1000 | 45 | 1000:1 | 0.02% | 0.05% |
SCI-2000 | 2000 | 60 | 2000:1 | 0.02% | 0.05% |
SCI-4000 | 4000 | 90 | 4000:1 | 0.02% | 0.05% |
SCI-5000 | 5000 | 90 | 4000:1 | 0.02% | 0.05% |
表一 高精度開合式電流傳感器選型列表（可定制）
圖一 高精度開合式電流傳感器展示圖
二、 開合式傳感器的設計原理
傳統(tǒng)的開合式電流傳感器，無論是基于霍爾原理或羅氏線圈，理論上都達不到較高精度。基于霍爾原理的傳感器，即使是其中精度高的非開合式閉環(huán)霍爾傳感器，精度上限僅約在0.3%，做成開合式，精度會進一步下降。羅氏線圈的缺點同樣是精度不高，柔性羅氏線圈僅能實現(xiàn)1%，還有其他明顯缺點，如不能測量直流、低頻特性不好、波形質量不佳、有明顯的相位延遲等。
湖南銀河電氣有限公司的高精度開合式電流傳感器，屬于直流電流變換器（Direct Coupled Current Transformer，DCCT）的一種，是新一代的隔離測量電流的裝置，可以測量直流、交流或脈沖電流，且具備高等級的測試精度。除具備隔離測量的優(yōu)點外，它還具備測量動態(tài)范圍寬、測量精度極高、頻帶寬、響應速度快、基本不受溫度等外部環(huán)境影響等一系列顯著的優(yōu)點。與上代霍爾電阻式電流傳感器相比，其在性能上有了質的提升。
我司SCI系列傳感器的基本原理基于新型磁調制式零磁通技術，通過驅動反饋電流來補償母線電流對磁環(huán)的影響，實現(xiàn)測量磁環(huán)內的零磁通狀態(tài)，實現(xiàn)近乎理想的母線電流-輸出電流變比。工作原理框圖見圖二。
圖二 高精度開合式電流傳感器的工作原理
SCI系列高精度開合式電流傳感器應用零磁通原理，通過優(yōu)越的調制解調設計思路，在原理上保障了該系列傳感器的高性能；通過高效的自恢復邏輯，實現(xiàn)復雜工況下的高可靠性；通過優(yōu)化工藝制作和加工流程，實現(xiàn)卓越的產品性能和易用性。
三、 高精度開合式電流傳感器指標測試
針對SCI系列高精度開合式電流傳感器的性能測試，我司選用經過中國計量科學研究院校準并授予校準證書的高精度電流傳感器對比測試，但由于對比法直觀性較差，我司在保障開合式電流傳感器精度的基礎上，使用源表法對其測試，讓客戶一目了然。
圖三 開合式電流傳感器SCI-600成品展示圖
我們選用量程為600A、滿量程精度指標為0.02%的高精度開合式電流傳感器SCI-600進行測試。如圖三和圖四所示，我們選用我司自主研發(fā)滿量程為1500A、精度為0.01%的直流大電流源SCS-1500AU作為測試直流電流源，把八位半表作為測試表，選用電壓檔（這里我們選用Vishay系列經過校準阻值為1.000006Ω的電阻作為負載電阻進行測試）。
從圖四測試結果中可清晰得知，我司開合式電流傳感器測試精度非常高！
圖四 SCI-600 準確度為0.02%高精度開合式電流傳感器
四、 優(yōu)勢
SCI系列開合式電流傳感器，采用開合式穿心結構，提供多種測量孔徑和量程可供選擇，不需斷開被測母線，便于安裝測量。它主要面向要求高測量準確度的直流、交流以及脈沖電流測量領域，一次 、二次電流相互隔離，安全性能優(yōu)越。
性能特點
開合式，便于安裝測量
先進的零磁通閉環(huán)電流傳感器
出色的線性度和準確度
極低的溫漂
寬頻帶和低響應時間
原、副邊隔離測量
強抗干擾能力
