開(kāi)口式霍爾電流傳感器在直流配電改造的應用

安躍強

安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定  202203

摘要：根據開(kāi)口式霍爾電流傳感器的原理、特點(diǎn)及安裝方式，分析開(kāi)口式霍爾電流傳感器在直流配電改造中的應用，快速實(shí)現直流配電系統智能改造。

關(guān)鍵詞：開(kāi)口式霍爾電流傳感器；直流配電系統；改造

0：概述

直流配電系統通常由高頻開(kāi)關(guān)電源和蓄電池組成，用于為直流系統中控制、信號、繼電保護自動(dòng)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、穩定性以及供電質(zhì)量均有著(zhù)很高的要求。因此對一些使用周期長(cháng)的直流配電系統的改造顯得十分緊要。

1：開(kāi)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

系統改造要求不停電進(jìn)行直流系統切改，即在不失去直流電源的情況下進(jìn)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(kāi)口式霍爾電流傳感器來(lái)解決改造項目中直流電流計量問(wèn)題，確保改造過(guò)程中直流母線(xiàn)和直流負載不停電且安全運行。

1.2 開(kāi)口式霍爾電流傳感器的技術(shù)特點(diǎn)和工作原理

開(kāi)口式霍爾電流傳感器整體由外殼、鐵芯、采樣線(xiàn)路板及固定樹(shù)脂構成，具有耐高溫、機械強度高、環(huán)保等特點(diǎn)；線(xiàn)路板與外部接線(xiàn)采用綠色可插拔端子，現場(chǎng)接線(xiàn)方便。

開(kāi)口式霍爾電流傳感器是在傳統的開(kāi)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(chǎn)生的磁場(chǎng)，通過(guò)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(jīng)過(guò)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(kāi)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(kāi)口式霍爾傳感器原理圖

1.3 應用實(shí)例

某鐵路機車(chē)改造項目，改造要求在不能拆卸母排前提下接入傳感器來(lái)監測母排直流電流，此種情況只能采用開(kāi)口式霍爾電流傳感器，現場(chǎng)安裝方便。

現場(chǎng)安裝如下圖所示，如果現場(chǎng)可斷電安裝，可在銅排上按傳感器間距要求開(kāi)兩個(gè)對應螺紋孔，將傳感器通過(guò)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；如現場(chǎng)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(dòng)條件下也能可靠工作，整個(gè)安裝過(guò)程比較快速簡(jiǎn)單。

2： 開(kāi)口式霍爾電流傳感器

2.1 概述       

開(kāi)口式霍爾電流傳感器相較于閉口霍爾電流傳感器，與傳統單鐵芯、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(chēng)安裝，硬件采用雙霍爾芯片并聯(lián)互補差分輸入，具有性能穩定、機械強度高、導磁率高等特點(diǎn)，線(xiàn)路板與外部接線(xiàn)采用綠色可插拔端子，現場(chǎng)接線(xiàn)方便。

AHKC系列開(kāi)口式霍爾電流傳感器

2.2 技術(shù)參數

3：結束語(yǔ)

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

參考文獻

[1] 企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2020.6