阅读说明：本技术 一种抗工磁干扰的锰铜分流器及其应用 (Manganese-copper current divider capable of resisting work magnetic interference and application thereof ) 是由 李隐宪 马鲁 花海涛 于 2019-11-25 设计创作，主要内容包括：一种抗工磁干扰的锰铜分流器及其应用,包括第一导电片、第二导电片、锰铜片,所述第一导电片、锰铜片、第二导电片依次连接并处于同一平面上；所述第一导电片上侧边缘向上凸伸处设置有采样连接端一,所述第二导电片上侧边缘向上凸伸处设置有采样连接端二；所述采样连接端一、采样连接端二通过双绞线与电表电路板连接；所述双绞线与所述电表电路板之间还设置有抗工磁干扰电路。本发明所述的抗工磁干扰的锰铜分流器及其应用,结构简单,通过抗工磁干扰电路,大大减小了作为电流采样元件的锰铜分流器受到交变磁场的干扰,降低了磁场对电流采样信号的影响,从而有效地保证了电子式电能表的计量的准确性。应用广泛。(The manganese-copper shunt comprises a first conducting strip, a second conducting strip and a manganese-copper sheet, wherein the first conducting strip, the manganese-copper sheet and the second conducting strip are sequentially connected and positioned on the same plane; a first sampling connecting end is arranged at the upward protruding part of the upper side edge of the first conductive sheet, and a second sampling connecting end is arranged at the upward protruding part of the upper side edge of the second conductive sheet; the first sampling connecting end and the second sampling connecting end are connected with an ammeter circuit board through twisted-pair lines; and an anti-work magnetic interference circuit is also arranged between the twisted pair and the electric meter circuit board. The manganese-copper shunt with the anti-work magnetic interference function and the application thereof have simple structure, and the manganese-copper shunt serving as a current sampling element is greatly reduced by the anti-work magnetic interference circuit from the interference of an alternating magnetic field, so that the influence of the magnetic field on a current sampling signal is reduced, and the metering accuracy of the electronic electric energy meter is effectively ensured. The application is wide.)

一种抗工磁干扰的锰铜分流器及其应用

技术领域

本发明属于分流器技术领域，具体涉及一种抗工磁干扰的锰铜分流器及其应用。

背景技术

电子式电能表是通过对用户供电电压和电流实时采样，采用专用的电能表集成电路，对采样电压和电流信号进行处理并相乘转换成与电能成正比的脉冲输出，通过计度器或数字显示器显示的物理器械。

电子式电能表的电流采样单元包括电流互感器采样以及锰铜分流器采样两种型式，火线电流的测量通常采用锰铜分流器元件来实现，中性线电流的测量则采用电流互感器元件。

锰铜分流器以其温度系数小和成本低的优点被广泛应用于电流测量中。作为单相电能表电流采样电路的关键元器件，锰铜分流器电流采样的准确性将直接影响电能表计量精度。由电磁学知识以及互感器特性可以知道，工频磁场对电流互感器几乎不会产生影响，而对于锰铜分流器会造成较大的影响。

传统电子式电能表电流采样部分中的锰铜分流器在受到电磁干扰时，会产生计量误差，给用户以及电网公司造成影响。为了克服传统电子式电能表抗磁场干扰技术的不足，需要对传统锰铜分流器结构的改进，使其能够抵抗来自不确定方向磁场干扰，从而保证电子式电能表计量的准确性。

中国专利申请号为CN201721612107.7公开了一种抗工频磁场的锰铜分流器，锰铜分流器本体的内侧设置有锰铜体，锰铜体的内侧两端均设置有连接引脚，连接引脚上连接有取样引线，取样引线的内侧设置有抗磁层，取样引线的一侧设置有连接导线，锰铜分流器本体的外侧套接有抗磁套。该装置是通过抗磁套、抗磁层来对抗工频磁场的，抗工频磁场效果弱，并且抗磁套、抗磁层的使用寿命短。

发明内容

发明目的：为了克服以上不足，本发明的目的是提供一种抗工磁干扰的锰铜分流器及其应用，结构简单，通过抗工磁干扰电路来起到抗工磁干扰的作用，其中，通过滤波及差分放大电路对干扰信号进行抑制处理，通过隔离放大电路实现输入部分和输出部分的物理隔离大大减小了作为电流采样元件的锰铜分流器受到交变磁场的干扰，降低了磁场对电流采样信号的影响，从而有效地保证了电子式电能表的计量的准确性，应用广泛。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种抗工磁干扰的锰铜分流器，其特征在于，包括第一导电片、第二导电片、锰铜片，所述第一导电片、锰铜片、第二导电片依次连接并处于同一平面上；所述第一导电片上侧边缘向上凸伸处设置有采样连接端一，所述第二导电片上侧边缘向上凸伸处设置有采样连接端二；所述采样连接端一、采样连接端二通过双绞线与电表电路板连接；所述双绞线与所述电表电路板之间还设置有抗工磁干扰电路；所述抗工磁干扰电路包括滤波及差分放大电路、隔离放大电路，所述滤波及差分放大电路、隔离放大电路串联。

锰铜分流器作为电能表电流采样电路中的关键器件，当电能表受到工频磁场的干扰时，如果锰铜分流器产生的感应电流附加到采样电流中，那么会对电能表计量产生明显的影响。考虑到电能表内部高度集成化和工作环境，一般认为电能表受到工频磁场干扰的来源主要有表内变压器漏磁、临近表内变压器漏磁、表箱进线大电流和现场布线不合理等。本发明所述的一种抗工磁干扰的锰铜分流器，锰铜片作为采样电阻片连接在第一导电片、第二导电片之间，连接继电器一侧的导电片称为第一导电片，接人电流线路端口的导电片称为第二导电片，所述零线电流经过锰铜分流器后，会转换为对应的电压信号，采样的电压信号，从双绞线，经过抗工磁干扰电路后，再进入电表电路板的计量芯片中，并经过转化计算出零线的电流，实现了电流的计量。所述抗工磁干扰电路，通过滤波及差分放大电路对干扰信号进行抑制处理，通过隔离放大电路实现输入部分和输出部分的物理隔离，大大减小作为电流采样元件的锰铜分流器受到交变磁场的干扰，降低了磁场对电流采样信号的影响，从而有效地保证了电子式电能表的计量的准确性。

进一步的，上述的抗工磁干扰的锰铜分流器，所述第一导电片、第二导电片为纯铜片。

进一步的，上述的抗工磁干扰的锰铜分流器，所述锰铜片，按质量份数计，由以下组分构成：锰 50份、铜35份、锌10份、铅0.8份 、硼 0.7份、铁0.5份、铍0.2份、铋0.1份。

进一步的，上述的抗工磁干扰的锰铜分流器，所述滤波及差分放大电路包括低通滤波电路、差分放大电路，所述低通滤波电路、差分放大电路串联。

进一步的，上述的抗工磁干扰的锰铜分流器，所述低通滤波电路由两个RC低通滤波电路并联组成。

进一步的，上述的抗工磁干扰的锰铜分流器，所述RC低通滤波电路由两个电容一个电阻组成。

由两个电容一个电阻组成RC低通滤波电路对电路的工磁干扰信号进行低通滤波处理。

进一步的，上述的抗工磁干扰的锰铜分流器，所述差分放大电路由三个查分放大器组成，并且所述查分放大器的输入信号之间设置有多个电容。

在抗工磁干扰电路中使用 3 个差分放大器组成 2 级差分放大电路，提高电路的输入阻抗和共模抑制比，有效的抑制了工磁干扰信号。

进一步的，上述的抗工磁干扰的锰铜分流器，所所述差分放大电路还包括若干个电源输入电路，每个所述电源输入电路的电源输入脚设置有RC滤波电路。

在每个运放的电源输入脚添加RC滤波电路，可以有效抑制引入的高频干扰，同时可以减小供电电压的纹波幅度，保证运放工作性能的稳定性。

进一步的，上述的抗工磁干扰的锰铜分流器，所述隔离放大电路通过线性光耦进行隔离传输。

隔离放大电路采用线性光耦进行隔离传输，能够耦合模拟和数字信号，增益稳定性高。

进一步的，上述的抗工磁干扰的锰铜分流器的应用，该应用为电子式电能表的电流采样装置。

所述电子式电能表可以是电子式单相电能表、电子式三相有功电能表、电子式有、无功双向多功能电能表等等。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明公开的抗工磁干扰的锰铜分流器，通过抗工磁干扰电路来起到抗工磁干扰的作用，其中，通过滤波及差分放大电路对干扰信号进行抑制处理，通过隔离放大电路实现输入部分和输出部分的物理隔离大大减小了作为电流采样元件的锰铜分流器受到交变磁场的干扰，降低了磁场对电流采样信号的影响，从而有效地保证了电子式电能表的计量的准确性；本发明所述的抗工磁干扰的锰铜分流器，应用广泛，可以应用在电子式单相电能表、电子式三相有功电能表、电子式有、无功双向多功能电能表等多种电子式电能表上。

附图说明

图1为本发明所述一种抗工磁干扰的锰铜分流器的结构示意图；

图2为本发明所述一种抗工磁干扰的锰铜分流器的电性连接示意图；

图3为本发明所述一种抗工磁干扰的锰铜分流器的滤波及差分放大电路的电路示意图；

图中：第一导电片1、采样连接端一11、第二导电片2、采样连接端二21、锰铜片3、双绞线4、电表电路板5、抗工磁干扰电路6、滤波及差分放大电路61、低通滤波电路611、RC低通滤波电路6111、差分放大电路612、电源输入电路613、RC滤波电路6131、隔离放大电路62、a继电器、b电流线路端口。

具体实施方式

下面将结合具体实验数据和附图1~3，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。

如图1、2所示，以下实施例提供了一种抗工磁干扰的锰铜分流器，包括第一导电片1、第二导电片2、锰铜片3，所述第一导电片1、锰铜片3、第二导电片2依次连接并处于同一平面上；所述第一导电片1上侧边缘向上凸伸处设置有采样连接端一11，所述第二导电片2上侧边缘向上凸伸处设置有采样连接端二21；所述采样连接端一11、采样连接端二21通过双绞线4与电表电路板5连接；所述双绞线4与所述电表电路板5之间还设置有抗工磁干扰电路6；所述抗工磁干扰电路6包括滤波及差分放大电路61、隔离放大电路62，所述滤波及差分放大电路61、隔离放大电路62串联。

进一步的，所述第一导电片1、第二导电片2为纯铜片。所述锰铜片3，按质量份数计，由以下组分构成：锰 50份、铜35份、锌10份、铅0.8份 、硼 0.7份、铁0.5份、铍0.2份、铋0.1份。

如图3所示，所述滤波及差分放大电路61包括低通滤波电路611、差分放大电路612，所述低通滤波电路611、差分放大电路612串联。

进一步的，所述低通滤波电路611由两个RC低通滤波电路6111并联组成。所述RC低通滤波电路6111由两个电容一个电阻组成。

进一步的，所述差分放大电路612由三个查分放大器6121组成，并且所述查分放大器6121的输入信号之间设置有多个电容。

进一步的，所述差分放大电路612还包括若干个电源输入电路613，每个所述电源输入电路613的电源输入脚设置有RC滤波电路6131。

此外，所述隔离放大电路62通过线性光耦进行隔离传输。

实施例

本发明所述的抗工磁干扰的锰铜分流器安装在电子式电能表的壳体内。考虑到电能表内部高度集成化和工作环境，一般认为电能表受到工频磁场干扰的来源主要有表内变压器漏磁、临近表内变压器漏磁、表箱进线大电流和现场布线不合理等，此外，由于交流输变电设施在传输电力的过程中产生的磁场以电磁波的形式辐射出去，该磁场被称作工频磁场。由于电子式电能表连接电缆的缘故，会在电缆及分流器周围产生交变工频电磁场干扰。

本发明所述的抗工磁干扰的锰铜分流器，锰铜片3作为采样电阻片连接在第一导电片1、第二导电片2之间，连接继电器a一侧的导电片称为第一导电片1，接人电流线路端口b的导电片称为第二导电片2，所述零线电流经过所述锰铜分流器后，会转换为对应的电压信号，采样的电压信号，从双绞线4，经过抗工磁干扰电路6后，再进入电表电路板5的计量芯片中，并经过转化计算出零线的电流，实现了电流的计量。

所述抗工磁干扰电路6，通过滤波及差分放大电路61对干扰信号进行抑制处理，通过隔离放大电路62实现输入部分和输出部分的物理隔离。

综上所述，通过上述方式消除所述锰铜分流器工频电磁场干扰。

本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出，以上实施例仅用于说明本发明，而并不用于限制本发明的保护范围。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。