[发明专利]剩余电流保护装置

说明书

本发明揭示了一种剩余电流保护装置，包括：承载在主回路导线周围的第一检测磁芯和第二检测磁芯。与第一检测磁芯耦接的第一故障电流检测电路，第一故障电流检测电路依赖电网电压，对主回路进行全电流采样，检测高频交流故障剩余电流、脉动直流剩余电流和平滑直流剩余电流。与第二检测磁芯耦接的第二故障电流检测电路，第二故障电流检测电路独立于电网电压，对主回路进行电磁式电流采样，检测工频交流剩余电流和脉动直流剩余电流。驱动电路，其输入连接到第一故障电流检测电路和第二故障电流检测电路，输出连接到执行机构，触发执行机构动作。双极性电源模块，连接到主回路和第一故障电流检测电路。

技术领域

本发明涉及电流保护装置，更具体地说，涉及一种对于全电流敏感的剩余电流保护装置。

背景技术

通过对剩余电流的监控而实现电流保护是电气线路中重要的保护措施，现有技术主要利用激磁电路在磁芯中产生高频电流，进而产生高频磁场，当原边线圈出现低频或直流电流时，可以引起磁路的饱和程度的改变和高频磁场的偏移来测量直流电流。

例如，公开号为CN1387213A，题为“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”的中国专利申请揭示了一种环形铁心形式的对地漏电故障电流检测互感器，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。该保护装置包括：连接到检测互感器中的至少一个次级绕组的激磁电路，激磁电路施加激磁信号；连接到该次级绕组的处理电路；连接到该激磁电路和处理电路的电源电路；检测互感器。还包括由以铁为主的磁性材料构成的磁路，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。CN1387213A采用三角波作为激磁电流，直流分量出现会使饱和点出现偏移，通过测量饱和瞬间来判断是否产生直流故障电流。CN1387213A的缺陷是使用了积分电路、饱和检测模块等复杂电路，增加了电路成本和复杂程度。

公开号为CN1712973，题为“读取直流和/或交流电流的设备”的中国专利揭示了检测直流和/或交流电流的设备，该设备能用于实现高灵敏度电流测量计或检测伴随自动开关的差分故障。本发明的设备包含能放置在至少一个承载电流的导体周围的磁芯。线圈环绕磁芯并连接到电阻器。电压源产生驱动电压(Vexcit)，该电压能允许接触电流(Iexcit)在线圈)和电阻器中流动。放大装置用于检测电阻器两端的电压(Vsense)以产生表示上述定义的电流(Iexcit)的第一信号(Vampl)。本发明的设备还包含反馈调整电路块(70)，其捕获第一输入信号(Vampl)来产生第二信号，该第二信号在接触电流(Iexcit)达到预置值时反转所述驱动电压(Vexcit)。CN1712973采用固定频率的激磁电流，其检测精度受到原副边安匝比的制约。

公开号为US4,276,510的美国专利提出了一种为电流互感器测量原边电流的设备。其原理为电流互感器的次级线圈通以高频交流源，一个电感传感器交替感应次级绕组电感，任何电感的变化都是因为低频原边电流的影响，它被用来感应出第三线圈电流，第三线圈电流因此成为测量原边电流的精确值。US4,276,510的关键原理是让电感（磁导率）变化，即不能先饱和，也不能故障时达不到饱和（除非故障电流太小），完全饱和前换向，换向时间取决于R1、R2、R3的值和晶体管导通电压。US4,276,510需要第三线圈和复杂的模拟电路，大大增加了实现的难度和成本，影响检测精度。

总结而言，现有技术中使用的激磁电路通常需要很高的电功率，结构复杂，大大增加了电路的成本，并伴随着很大的损耗和严重发热，另外，比较复杂的激磁电路也不适用于小型断路器的小尺寸设计和电磁兼容。

发明内容

本发明旨在提出一种结构简单，容易实现但又能对全电流敏感的剩余电流保护装置。