霍尔型传感器在地铁电力监控中的应用

【摘要】本文简单介绍了地铁电力监控系统，以及基于霍尔效应的闭环霍尔电流传感器与霍尔电压传感器的工作原理，确认了霍尔型传感器在电力监控系统中的应用和霍尔型传感器在电力监控系统应用中需要注意的问题。

 

  随着我国城镇化进展与城市交通的日益拥挤，地铁交通已然成为现代城市的重要交通工具。近年来我国加快发展地铁交通建设步伐。当前综合自动化系统在地铁交通中得以广泛的运用，该系统包括电力监控系统、火灾报警系统、自动售检票系统、门禁系统、机电设备监控系统等。电力监控系统是地铁交通综合监控系统中的一个重要部分，其主要是对地铁交通接触网上的各种设备进行实时的远程监控，通过对各种电量参数的测量、比较与运算，实时反馈上报至系统，以供系统根据反馈信息处理各类事故及报警事件。

地铁电力监控系统示意图如图1所示。

 

图1 地铁电力监控系统

  地铁电力监控系统检测和测量的电量参数主要为各个主要回路的电流与电压。传统电流测量是通过检测电阻将电流转成电压，该方式存在两个问题：在大电流检测时检测电阻消耗能量，降低效率；检测电流与输出电压不隔离。传统电压检测也存在检测电压与输出电压非隔离的问题。霍尔型传感器由于具有较小的体积、低噪声、低功耗、良好的隔离效果等优点，已在电流和电压测量方面受到广泛的应用。

 

1. 霍尔型传感器的工作原理   

  霍尔型传感器主要适用于交流、直流、脉冲等复杂信号的隔离转换，通过霍尔效应原理使变换后的信号能够直接被DCS、AD、DSP、PLC、二次仪表等各种采集装置直接采集，具有响应时间快，电流测量范围宽精度高，过载能力强，线性好，抗干扰能力强等优点。

2. 闭环霍尔传感器技术参数

3. 霍尔电流、电压感器接入电力监控系统

  霍尔电流和电压传感器可以应用在电力监控系统的各个环节与各个子系统，如图1所示。

  高压测控保护装置可以根据电压的幅值选择使用霍尔电压传感器测量与反馈，霍尔电压传感器可以测量高达数千伏的直流或者交流电压，并可以按照需求输出一个几十毫安电流或者几伏电压以供反馈信号使用。其精度可以达到优于1％，线性度优于0.2％，反应时间小于10μs。

  中压、低压测控保护装置可以使用霍尔电流传感器测量与反馈，霍尔电流传感器可以测量高达数千安培的直流或者交流电流，并可以输出一个200mA以下电流或者几伏电压以供反馈信号使用。霍尔电流传感器的精度可以做到优于1％甚至更低，尤其是大电流传感器的精度可以做到优于1‰，线性度优于0.2％，反应时间小于10μs。

4. 霍尔电流、电压感器应用过程中需要注意的问题

  (1)应根据被测电流的大小合理选择导线或者汇流条，然后选择合适孔径的电流传感器，汇流条能够充满传感器孔径或处于孔径的中心位置。 

  (2)传感器测试时应先打开供电电源，再打开测试电源。关机时应先关闭被测电源，再关闭供电电源，对传感器进行消磁处理。

  (3)霍尔型传感器应尽量安装在远离强磁场位置的区域，如应与变压器、大电感、大电流汇流条等保持距离。

  (4)使用霍尔电压传感器时应注意限流电阻的耐压及功耗，避免电阻受到超限应力而损坏。

5.霍尔电流传感器的选型

  规格参数对照表

 

  本文介绍了霍尔电流、电压传感器在地铁电力监控系统的应用，并提示了在应用过程中应该注意的问题。可以明确地认识到霍尔传感器在地铁电力监控系统检测与测量过程中具有广泛的应用。