ロシアの工場におけるオープン型ホール電流センサー

要約: オープン型ホール電流センサーの原理、特性、設置方法に基づいて、工場の変電・配電システムにおけるオープン型ホール電流センサーの応用を分析し、ユーザーがDCシステムのインテリジェントな配電を迅速に実現するためのソリューションを提供します。

1. 概要

直流配電システムは通常、高周波スイッチング電源とバッテリーで構成され、直流システムの制御、信号、リレー保護、自動装置、事故照明などに信頼性の高い直流電源を提供するために使用されます。電源の信頼性、安定性、品質に対する要件は高いです。そのため、ロシアの直流システムでは、直流ホール分配計が使用されています。直流システムの変電中は停電がなく、エンジニアリングの変電は困難であり、従来の密閉型ホール電流センサーやシャントでは問題を解決できません。そのため、オープンホール電流センサーは、変電プロジェクトにおける直流電流測定の問題を解決するために使用でき、停電のない変電プロセスの安全な操作を確保できます。

2. 製品設計

2.1 構造上の特徴

オープンマウス型ホール電流センサは、従来のクローズドマウス型ホール電流センサをベースに開発されました。斬新な構造と美しい外観を特徴としています。全体は、シェル、鉄心、サンプリング回路基板、固定樹脂で構成されています。シェル材質はPC/ABS合金製で、耐熱性、機械的強度、耐環境性に優れています。コアは方向性冷間圧着シリコン鋼板製で、安定した性能、高い機械的強度、極めて高い磁気伝導性を備えています。回路基板と外部配線には緑色のプラグ式端子を採用しており、現場での配線作業に便利で信頼性に優れています。

具体的な構造は図1と図2に示されています。製品の外観は分割設計を採用しています。図1は円形パスで、一次母線がケーブルの場合の直流システムの通過に適しています。図2は四角形パスで、一次母線が銅棒の場合の直流システムに適しています。一次電流の測定範囲と穿孔要件に応じて、対応する製品タイプを選択できます。このシリーズのセンサーは、20A～20000Aの電流範囲を測定でき、主な形状はφ20、40、60、64×16、85×27、104×36、140×50などの仕様があり、図3に示すように、さまざまな用途に適しています。

図1 円形パスパターン

図2 スクエアパスパターン

図3 AHKCシリーズオープン型ホール電流センサ

2.2 動作原理

ホール電流センサーは、ホール効果、電磁誘導の原理に基づき、センサーの設計は、原理に応じて開ループ方式（ストレート）と閉ループ方式（磁気バランス型）に分けられます。開ループ型ホール電流センサーは、従来の開ループ（ストレート）方式のホールセンサーを改良したもので、従来のシングルコア、シングルチップ設計のホールセンサーとは異なり、分割構造を設計するために、鉄心を分離し、対称的に設置します。ハードウェアは、ダブルホールチップの並列相補差動入力を採用しています。開ループ型ホールセンサーの原理を図4に示します。

図4 オープンホールセンサの概略図

一次側電流IPが長い導線を流れると、導線の周囲に磁場が発生します。磁場の大きさは導線を流れる電流に比例し、磁場は円形に集まります。この円形の空隙を2つのホール素子で測定し、2つのホール素子を同じ磁場内に配置することで、相補特性を持つ出力信号が得られます。差動増幅回路の出力は、出力電圧VSと相補特性を持ちます。これにより、コモンモード干渉を抑制できるだけでなく、温度ドリフトの影響も抑えられ、出力電圧VSは一次側電流IPを正確に反映します。一般的な定格出力は、DC±5VまたはDC4～20mAに校正されています。

2.3 製品のインストール

角穴製品を例に挙げると、図5に示すように、開放型ホール電流センサの取り付けネジを開き、センサの下部筐体を取り外します。開放型ホール電流センサの上部筐体は配電系統の一次側母線に挿入され、センサの下部筐体は閉じられています。センサの取り付けネジとガスケットは、上部筐体と下部筐体の固定穴を通過し、センサの上部筐体と下部筐体が固定されます。

現場で電源を切った状態での設置が可能な場合は、センサーの設置間隔に合わせてブロンズプレートに2つの対応するネジ穴を開け、センサーを背面の取り付け固定穴を通してバスバーのネジ穴に固定することで、センサーの設置が完了します。現場で常時通電設置が必要な場合は、シェルとブロンズプレートの間に支持ゴムパッドを埋め込むことで、振動条件下でもセンサーが確実に動作することを保証します。設置プロセス全体は比較的迅速かつ簡単です。

図5 製品の設置図

2.4 オープン型ホールセンサの利点

シャントまたはトランスによって一般的に採用されている従来の DC 電流測定方法と比較して、オープン型ホール センサーには次の利点があります。

1) 一次側と二次側の絶縁強度が高く、AC 12KV までの絶縁が可能です。

2) 挿入損失なし

3) 優れた動的性能: 応答時間は20uS未満、追跡速度Di /dtは20A/uS以上

4) 設置時に元のサイドケーブルやバスを分解する必要がないため、電源喪失が許されない設備の改造や構築に特に適しています。

3. 製品の応用

オープンエンドホール電流センサは、主に工場の直流配電システムの変電所、発電所の直流電力システム変電所、変電所の直流システム変電所、通信室の変電所、鉄道機関車の変電所などのプロジェクトに用いられます。システムの中央エッジの直流電流信号を標準のDC±5Vまたは4-20mA出力に変換します。監視と電気的絶縁の役割を果たしており、マルチループ監視機器やその他の電気計測機器と併用できます。

4. 結論

オープンエンド ホール電流センサーは、そのシンプルな構造、簡単な設置、信頼性の高い操作、その他の優れた適用性により、特に改修プロジェクトにおいて DC システムのアプリケーションで重要な役割を果たします。