[发明专利]用于对地漏电保护装置的检测互感器和对地漏电保护装置

说明书

                        技术领域

本发明涉及一种环形铁心形式的用于检测对地漏电故障电流的检测互感器，其用于对AC、DC或周期性对地漏电故障电流灵敏的对地漏电保护装置。

所述保护装置包括：

一激磁(excitation)电路，连接到所述检测互感器中的至少一个次级绕组，以便施加激磁信号，

一处理电路，连接到该次级绕组，

一电源电路，连接到该激磁电路和该处理电路。

本发明还涉及一种包括这样一种互感器的对地漏电保护装置。

                         背景技术

已有的对地漏电保护装置包括环形铁心形式的用于检测AC故障电流的检测互感器。这些装置或者是由系统供电的或者它们利用辅助电压源工作。这些装置能够起动打开触头以断开该需保护的一部分电源系统的电源。

当还须检测故障电流中的DC电流或DC分量时，该保护装置包括处理电路，以测量该测量环形铁心磁化特性的偏移。按照公知的方式，利用激磁电路测量该偏移，以便将激磁信号施加到环形铁心的一个或多个绕组。要提供环形铁心激磁信号，就需要为电子电路和绕组提供电源。

专利EP 356344 B1公开了一种对AC、DC或周期性故障电流灵敏的对地漏电保护装置。这种装置包括由激磁电路交替激磁的2个次级绕组。根据由对地漏电故障电流引起的磁场的偏移和磁路的饱和，利用积分多次(integration times)测量故障信号。

专利US 4276510公开了一种用于检测对地漏电故障电流的装置，其具有一环形铁心形式的互感器。在这种装置中，处理电路能使一返回或补偿电流向回发送到环形铁心，以补偿由故障电流引起的偏移。在这种情况下，由于补偿电流与故障电流成比例，提供取决于补偿电流的测量信号以用于处理故障。

该现有技术的装置包括激磁信号频率一增加就具有呈现很大损耗的磁化特性的环形铁心。如果环形铁心的材料属于铁磁类型的，激磁频率可以高，但是对于对地漏电电流测量足够的饱和磁感应强度，矫顽磁场也高。公知的软磁性材料具有低的矫顽磁场，但是令人关注的是就频率而言其工作特性不佳。此外，这些软磁性材料具有完全环形(round)的磁化回线(cycle)并且不能检测磁饱和。另一种公知的软磁性材料具有矩形的磁滞回线，但是它们的矫顽磁场也高。另外的钴占很大比例的材料当温度发生变化时不稳定，也引起高频损耗并隐含增加对激磁电路的电源。

因而，为了对现有技术的环形铁心激磁、激磁电路要提供高的电功率。这种情况导致很难与小尺寸的模块化的保护装置相兼容的大体积的电源电路。此外，用于激磁的高电功率引起保护装置的明显发热。应用高电功率还意味着对很弱的故障电流的测量是不十分精确的。

                           发明内容

本发明的目的是提供一种环形铁心形式的用于检测对地漏电故障电流的检测互感器，能够大为降低激磁电功率和提高对于低故障电流的灵敏度，还提供一种包括电源电路和这种互感器的对地漏电保护装置。

根据本发明的检测互感器由以铁为主的磁性材料构成，该磁性材料具有的晶粒尺寸小于100纳米，其静态或低频磁化特性为：磁化回线可为明显的矩形及矫顽磁场低于每米3安。

该静态磁化特性明显与直流特性或十分慢变化的特性一致。

最好该矩形回线是这样的，即零磁场感应强度对饱和磁感应强度的比大于0.95。

最好，在静态或低频下，该矫顽磁场低于每米1.5安。

最好，该互感器的磁路具有一矫顽磁场对零磁场感应强度比，使得对于大于1泰斯拉(Tesla)的零磁场感应强度，该矫顽磁场低于每米3安。

在一个优选实施例中，对于低于每米3安(3A/m)的磁场，在静态回线或频率低于400赫时，互感器的磁路的感应强度的变化大于2泰斯拉。

最好，对于低于每米2.5安(2.5A/m)的磁场，在静态回线或频率低于400赫时，互感器的磁路的感应强度的变化大于2.4泰斯拉。

最好，在零磁场感应强度时，在3千赫下互感器的磁路的磁场低于每米20安(20A/m)。

在一个特定实施例中，通过在磁场中的热处理得到该磁路。

最好，该磁路的材料包含50％以上的其颗粒尺寸小于100纳米的细微结晶颗粒。

最好，利用材料厚度小于30微米(μm)的带(strip)得到该磁路的材料。

最好，该互感器包括一用于固定磁性材料的支架(support)。