[发明专利]快响应穿芯式直流漏电流传感器

说明书

技术领域

本发明属漏电流检测产品领域，尤其涉及一种对车辆、直流设备或装置中的漏电流情况进行快速检测的快响应穿芯式直流漏电流传感器。

背景技术

在使用直流供电系统的企业，如电力、电信、铁路、冶金等行业，直流系统的安全运行要求十分严格。如果设备或装置上不是等电位的两点同时接地，会引起设备和装置的误动作，造成安全事故。实时监测直流系统对地的漏电流状况，尤其是对直流系统中设备对地微小漏电流的监测，对于避免事故的发生，就显得尤其重要。因此，将直流系统接地故障隐患提前消除，避免因两点同时接地带来的危害，以及如何及时准确地排除直流系统接地故障，是长期以来急需解决的问题。特别是随着直流装备的发展和直流供电系统的大量采用，对直流漏电流的检测需求更是越来越多。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足之处而提供一种非线性误差及温度漂移小，抗干扰能力强，检测精度高，可靠性好的快响应穿芯式直流漏电流传感器。本发明快响应直流漏电流传感器系采用磁调制隔离技术作为小电流采样的核心技术来进行产品的设计。

为解决上述技术问题，本发明是这样实现的。

快响应穿芯式直流漏电流传感器，它包括交流激磁振荡线圈W1、平衡反馈线圈W2、磁环及信号处理模块；被测电流导线从磁环穿孔通过；所述平衡反馈线圈W2及交流激磁振荡线圈W1 分层绕制于磁环上；内层为平衡反馈线圈W2；外层为交流激磁振荡线圈W1；所述平衡反馈线圈W2与交流激磁振荡线圈W1的信号传输端口分别与信号处理模块的信号传输端口相接。

作为一种优选方案，本发明所述信号处理模块包括激磁振荡电路、滤波电路、放大电路、平衡驱动电路及稳压电源电路；所述激磁振荡电路产生PWM方波，并经滤波电路实现脉冲信号向直流电压的转换；待处理直流信号再经放大处理后送至平衡驱动电路，以驱动平衡反馈线圈W2。

进一步地，本发明所述磁环可采用高导磁率材料制成的环形结构。

进一步地，本发明所述交流激磁振荡线圈W1及平衡反馈线圈W2可采用耐高温漆包线。

本发明是针对直流装备及系统中的漏电流的检测需要而设计的一种穿芯式小电流传感器产品。该产品采用磁调制原理和磁平衡原理相结合的技术方案设计，传感器的综合性能得到了极大提高。特别是传感器的非线性误差和温度漂移很小，抗干扰能力较强，工作稳定性好，通过合理的结构设计和器件参数的选择，传感器的响应时间得到了极大提高，对系统的实时测量和防护效果显著。

该传感器主要用于对设备的直流泄漏电流进行检测，广泛应用于直流输电、蓄电检测、直流屏、直流电源、大型医疗卫生设备、光伏、风力发电、通信基站等行业设备中，对设备的漏电情况进行反馈，通过相关的漏电保护系统对设备进行防护，以避免事故的发生，确保设备安全和人身安全。在直流设备和系统中，根据国家相关安全使用标准，对于安全防护方面都有一定的硬性要求，直流漏电流传感器是确保设备安全运行的不可或缺的一个重要元器件。

传感器的技术实现。

（1）采用低漂移、高稳定性运算放大器组成磁调制振荡电路，外围辅助电阻选用温度漂移优于10PPM的产品；降低振荡线圈的电感量，保证振荡电路产生的PWM波形频率在200Hz以上，提高了传感器的响应时间。

（2）有源滤波电路中的电容采用低温漂系数的电容，保证了传感器在整个温区内的滤波效果，即保证了传感器的纹波控制在一定的水平。

（3）放大电路和平衡反馈电路中采用高速、低漂移运算放电器，保证了平衡线圈电流能及时抵消被测电流。

（4）采用屏蔽磁场效果好的硅钢片制成的屏蔽壳对测试线圈和平衡线圈进行整体屏蔽，保证传感器的抗干扰性能。

（5）采用耐高温屏蔽导线作为传感器引出线，传感器用环氧树脂进行整体灌封，提高了产品的可靠性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。本发明的保护范围不仅局限于下列内容的表述。

图1为本发明的工作原理图。

图2为本发明的电路图。

具体实施方式