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文档简介
1、霍尔交直流大电流传感器在线校准规范调研报告2022年05月05日 在一个测量系统柜里,因此拆装不便,测量的电流小于30kA,霍尔 电流传感器的二次显示单元也安装在实验室,磁环和显示单元之间一 般都在同一个房间。企业生产可间断,但是新安装的霍尔电流传感器 或运行一段时间后的霍尔电流传感器的无法送到计量实验室校准,无 法判断是否超差,只能通过在线校准方式校准。因为流过霍尔电流传 感器的一次电流可调,电流的短期漂移较小,小于超过0.5%,因此 可采用直接比拟法校准。因此,针对不同使用的状态,霍尔电流传感器在线校准所需设备 和方法不同,现有测量大电流的商用仪器中,优选光纤大电流传感器 作为标准电流传感
2、器,因为它的温度系数小,体型小、重量轻,拆装、 运输方便,适用于霍尔电流传感器在线校准。根据我国南北气温差异大、结合我国霍尔电流传感器的在线使用 实际情况,以及根据防暑降温措施管理方法安监总安健201289 号文件规定,环境温度大于40,停止工作。环境温度-20+40 范围内,相对湿度小于85%;是霍尔交直流大电流传感器正常工作环 境条件,也是标准电流传感器的正常工作环境条件。为规范霍尔大电流传感器的校准,促进霍尔交直流大电流传感器 质量的提升,为霍尔大电流传感器在线计量提供法律保证,因此有必 要起草一个适合霍尔大电流传感器在线校准的规范,为我国节能降耗10提供准确的测量数据提供重要的支撑。1
3、1 TOC o 1-5 h z .背景3.目的和意义4.调研对象及调研方式5.调研情况5涉及标准5国外标准现状5国内标准现状6调研情况6霍尔电流传感器产品介绍6国内行业现状7应用领域8调研反应8金属电解行业使用的霍尔电流传感器8铁路行业使用的霍尔电流传感器8调研结果分析91.背景霍尔电流传感器具有优越的电性能,是一种先进的、能隔离主电 路回路和电子控制电路的电检测元件。它综合了互感器和分流器的所 有优点同时又克服了互感器和分流器的缺乏,适用于交流、直流、脉 冲等复杂信号的隔离转换。霍尔电流传感器在金属电解、铁路、高端制造和核物理研究等领 域应用广泛。测量电流为IkA500kA,霍尔电流传感器的
4、体型、重 量庞大,拆装、运输不便,企业生产不可间断等特殊条件,因此在线 使用的霍尔电流传感器很难送到计量实验室校准。由于霍尔元件临近 磁场(如电流回线)的干扰、二次电路的零点漂移等都将影响霍尔电流 传感器的测量精度,因此在霍尔电流传感器安装完成后以及长期运行 后,都无法精准判断霍尔电流传感器测量电流具体指标,也无法判断 是否超差,因此需要进行在线校准。2013年国家发改委印发的关于电解铝企业用电实行阶梯电价 政策的通知(发改价格(2013) 2530号),明确建立了电解铝行 业阶梯电价政策。霍尔电流传感准确度直接关系到电解电流准确度, 直接关乎电解效率和企业节能降耗,因此急需规范在线使用的霍尔
5、电 流传感器的校准,完善霍尔电流传感器在线校准的溯源体系。根据关于国家计量技术规范制定、修订及宣贯计划有关事项的 通知(市监量函【2018】540号)、关于下达“2018年国家计量 技术规范制定修订工作任务的通知(高压计量分委会2018 19号) 文件,国家计量校准规范霍尔交直流大电流传感器(以下简称本 规范)的制定任务由全国电磁计量技术委员会高压计量分技术委员会 归口组织制定工作。由中国计量科学研究院、国家高电压计量站、国 网江苏省电力公司电力科学研究院、国网河北省电力公司电力科学研 究院、山东省计量科学研究院和宜昌市计量检定测试所等单位起草, 主要起草人有林飞鹏、邵海明、熊魁、王忠东、潘瑾
6、、马雪锋和谭磊 等。我们于2018年H月成立规范起草工作组,并进行了标准的调研 工作,深入了解了我国霍尔电流传感器生产技术水平的现状及开展趋 势,以及霍尔电流传感器的在线应用情况、运行场景,并查阅收集了 国内外相关标准和技术规范。.目的和意义本规范主要是为了规范霍尔电流传感器在线校准的计量性能、试 验工程和试验方法,促进霍尔电流传感器质量的提升,完善霍尔电流 传感器的在线校准溯源体系。.调研对象及调研方式调研的对象:霍尔电流传感器的生产厂和使用霍尔电流传感器的 企业,重点调研了霍尔电流传感器的应用场景、运行情况、校准方法 和存在问题。调研方式:本规范编制小组向传感器生产企业和应用企业发出征 询
7、意见函进行调研,或通过 和现场等方式进行征询意见。.调研情况涉及标准国外标准现状IEC 61869系列标准IEC 61869系列标准(GB/T 20840. 14 XXXX系列标准为对应等 同采用系列标准)是直流应用场合的电流互感器全球通用标准。它通 过标准的实现,实现了直流电流互感器标准化。使得直流电流互感器 实施变得规范、统一和透明。不管是哪个系统集成商研制的直流电流 互感器都可以通过(系统配置)文件了解直流电流互感器的结构和性 能。但是IEC 61869系列标准未对电流互感器的校准作规定,也没提 供在线校准电流传感的任何相关的文件。国内标准现状霍尔电流传感器目前国内起草1项机械行业标准和
8、1项机械行业 的校准规范。JJF (机械)1067-2021霍尔电流传感器校准规范规定了霍尔电流 传感器的计量特性、校准条件、校准用设备及校准方法。适用于准确 度等级0.05级及以下,频率100kHz及以下,电流10kA及以下的 霍尔电流传感器的实验室校准。目前未有在线霍尔电流传感器的校准和使用的相关标准。调研情况霍尔电流传感器产品介绍霍尔交直流大电流传感器(简称霍尔电流传感器)是基于霍尔效 应将被测大电流转换成小电流或电压输出的传感器,一般由原边电 路、磁环、霍尔器件、(副边补偿线圈)和放大电路和显示局部等组 成。主要用于大电流测量。霍尔电流传感器按工作模式通常分为:直流检测式(磁强计式)
9、和零磁通式(磁平衡式)。按测量电流通常分为:交流式、直流式和 交直流通用式。按照测量直流电流方向通常分为:单向式和双向式。按照结构型式通常分为:通孔式和连接式。国内行业现状目前国内霍尔电流传感器产地主要有深圳、珠海、上海、南京、 宁波、北京、石家庄、成都等。主要厂家有北京森社电子, 珠海众锐科技,莱姆电子(中国),珠海汉彩强电 测控设备,武汉迪讯科技等。调研的霍尔电流传感器生产厂家见表1表1霍尔电流传感器生产厂家生产厂仪器名称测量电流范围(kA)工作温度()相对湿度 (%)北京森社电子霍尔电流传感器1 - 100-2570小于85莱姆电子(中 国)霍尔电流传感器1-500-2585小于85珠海
10、汉彩强电测控设备有限公司霍尔电流传感器1-500-2060小于90武汉迪讯科技霍尔电流传感器1-400-2060小于85调研结论:霍尔大电流传感器的测量电流范围宽,测量范围通常为IkA500kA,环境温度在-25。60之内,相对湿度小于85%时,都属于霍尔电流传感器正常工作环境条件。应用领域霍尔大电流传感器广泛应用在金属电解、铁路和电力等行业。其 中在电解行业中,霍尔电流传感器测量电流高达500kA。调研反应. 1金属电解行业使用的霍尔电流传感器1、测量的电流大(30kA-500kA);2、体型、重量庞大,拆装、运输不便;3、测量的电流是固定在一个小范围;4、测量电流不能回零;5、磁环与二次显
11、示单元间隔的距离很远;6、霍尔电流传感器测量电流的波动大(漂移在0.5%2%);7、使用环境较恶劣,因为磁环安装在室外,冬天到夏天温度变 化(-20-50)。铁路行业使用的霍尔电流传感器1、测量的电流(IkA30kA);2、因为安装测量系统柜里,不容易拆卸;3、测量的电流可调且可以回零;4、测量的电流的波动较小(短期漂移小于0.5%);5、环境温度(1030)。调研结果分析在金属电解行业中,每个生产车间都至少安装了一套霍尔电流传 感器,环境温度波动较大,冬天与夏天的温度变化的范围大(-20 40) o它的体型、重量庞大,拆装、运输不便,测量电解电流高达 500kA,电解大电流母线穿过霍尔电流传感器的磁环,输出直接接入 二次测控系统显示电流值,一般没有预留计量接口,而且霍尔电流传 感器的二次显示单元安装在监控室,有的磁环和显示单元之间间隔了 几栋楼,企业生产不可间断等特殊条件,新安装的霍尔电流传感器或 运行一段时间后的霍尔电流传感器的无法判断是否超差,只能通过在 线
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