开口式霍尔电流传感器在数据中心直流配电改造的应用

安科瑞朱以真

摘要：根据开放式霍尔电流传感器的原理、特点和安装方法，分析开放式霍尔电流传感器在直流配电改造中的应用，快速实现直流配电系统的智能改造。

关键词:开口霍尔电流传感器；直流配电系统；改造；

0：概述

直流配电系统通常由高频开关电源和蓄电池组成，用于为直流系统中控制、信号、继电保护自动装置、事故照明等提供可靠的直流电流电源，对其供电的可靠性、稳定性以及供电质量均有着很高的要求。因此对一些使用周期长的直流配电系统的改造显得十分紧要。

1：开口霍尔电流传感器应用于直流配电改造

1.1改造要求

系统改造要求直流系统不停电切换，即负不损失直流电源，改造工程困难。针对这一需求，可以使用开放式霍尔电流传感器来解决改造工程中的直流电流测量问题，确保改造过程中直流母线和直流负载不断电，安全运行。

1.2开口霍尔电流传感器的技术特点和工作原理

开口霍尔电流传感器由外壳、铁芯、采样板和固定树脂组成，具有耐高温、机械强度高、环保等特点；电路板与外部接线采用绿色可插拔端子，现场接线方便。

根据霍尔效应和电磁感应原理，原边电流传感器是在传统开环霍尔电流传感器的基础上进行改造的IP磁场通过磁芯聚磁后，用霍尔感应芯片在磁芯气隙处感应原边电流IP大小和方向。通过信号处理电路，传感器的输出可以准确反映被测电流的大小。硅钢或坡莫合金通常用作磁芯材料，以提高霍尔开环传感器的性能。

开口式霍尔传感器原理图

1.3应用实例

对于铁路机车改造项目，改造要求在不拆卸母排的前提下接入传感器监测母排的直流电流。在这种情况下，只能使用开放式霍尔电流传感器，便于现场安装。

现场安装如下图所示。如果现场可以断电，可以根据传感器间距打开两个相应的螺纹孔，将传感器固定在母线螺纹孔上，完成传感器安装；如果现场需要连续安装，可以嵌入外壳与铜排之间，确保传感器在振动条件下可靠工作，整个安装过程快速简单。

2： 开口式霍尔电流传感器

2.1概述

与封闭式霍尔电流传感器相比，开口式霍尔电流传感器的设计不同于传统的单铁芯和单霍尔芯片。为了设计为分体式结构，铁芯分离对称安装，硬件采用双霍尔芯片并联互补输入，具有性能稳定、机械强度高、导磁率高的特点。电路板与外接线采用绿色可插拔端子，现场接线方便。

AHKC开口式霍尔电流传感器

2.2型号说明

2.3技术参数

技术参数			指标
			霍尔开口式	霍尔(真有效值)
输出	标称值		电压：±5V/±4V	电流：4～20mA
	零点失调电压（电流）		电压：±20mV	电流：±0.05mA
	失调电压（电流）漂移		电压： ≤±1.0mV/℃	电流：±0.04mA/℃
	线性度		≤0.2%FS
电源电压			DC±15V	DC 24V
耐压强度			输入与输出及电源之间允许AC2500V工频耐压
精度等级			1.0
环境		温度	工作：-25℃～+70℃；储存：-40℃～+85℃
		湿度	≤95%RH，不结露，无腐蚀性气体场所
		海拔	≤3500m

 

3：结束语

从改造成本上看，如采用传统闭口式霍尔电流传感器或者分流器方案，施工时必须先拆除直流母线铜排，然后安装传感器，再将母排重新安装恢复，整改线路必须停电配合，采用开口式霍尔电流传感器则更省时省力；从测试性能方面，只要安装时传感器的上、下体螺丝固定紧密，开口式传感器与闭口式传感器的精度、稳定性基本一致。综上所述，开口式霍尔电流传感器在直流配电改造过程中有着更为广泛的应用。