[实用新型]检测漏电流的装置、变送器、传感器和自动控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及电子领域，特别涉及一种检测漏电流的装置、变送器、传感器和自动控制系统。

背景技术

自动控制系统是在无人直接参与下可使生产过程或其他过程按期望规律或预定程序进行的控制系统，是实现自动化的主要手段。在工业方面，实现自动控制的基础是采集如冶金、化工、机械制造等生产过程中涉及的各种物理量，例如温度、流量、压力、厚度、张力、速度、位置、频率、相位等。在控制过程中，需要将这些物理量采集到控制系统中，由控制系统经逻辑判断后，再转化为控制信号以实现自动控制。

在一种典型的应用场景中，现场安装的传感器将物理量信号变换成4～20mA的电流信号，由变送器保证输出的电流大小与物理量成线性关系。而后电流信号通过控制系统回路传送至数据中心，数据中心布设有能够同时检测多通道4～20mA电流信号的设备，即可通过测量4～20mA电流信号得到采集点的物理量信息。最后，控制系统根据采集的信息进行分析、判断实现自动控制。

在上述应用场景中，由变送器输出的4～20mA电流信号必须以有线的方式连接到控制系统，而且工业现场传感器数量非常多，因而由传感器连接到数据中心的有线线路，即电流回路的数量非常多。一旦某些线路受到外界物理损害、化学侵蚀或人为破坏，那么这种通信的可靠性就无法得到保障，控制系统对现场真实物理量判断就会出现错误。如果回路出现故障，则控制系统将会发生误判断，无法实现其应有的控制功能。因此在工业生产过程中，需要对控制系统的回路进行测试，以确保其工作正常。

一种典型的可靠性问题是线路在某处破损，产生漏电回路，那么变送器至数据中心一对来回的导线电流就不会相等，其差值即为漏电流。漏电流大小同时反映了回路导线对地绝缘的情况，即绝缘电阻。测量回路的绝缘电阻等价于测量回路的漏电流，若回路电压为U，漏电流为I，绝缘电阻为R，那么R＝U/I。为了回路故障的大致区段，并且保证现场节点到数据中心的电信号传输的可靠性，需要一种不损害、不干扰电信号传输，并且能够精确确定回路受到损害和干扰的程度的方法，即确定回路的漏电流或绝缘电阻的方法。

由于要求很高的电流测量精度，因而传统的测量漏电流方法主要是直接测量。直接测量是让回路电流同时流过一个测试电路，比较来回电流的差值即漏电流大小。这种方法需要断开原来的电流连接线进行直接测量，类似于电流表测量电流的方法，所以不仅会对原有电路造成影响，不能做到无损检测，而且每次测量都要改变原有电路的连接关系，检测效率低下。

发明内容

本实用新型提供一种检测漏电流的装置、变送器、传感器和自动控制系统，可以在满足电流测量精度的前提下实现不断开待检测回路的无损检测。

第一方面，本实用新型提供一种检测漏电流的装置，包括第一待测导线、第二待测导线和磁场测量单元；其中，

所述第一待测导线的第一端连接电源的正极，所述第一待测导线的第二端连接待测负载的电流输入端；

所述第二待测导线的第一端连接所述电源的负极，所述第二待测导线的第二端连接所述待测负载的电流输出端；

所述第一待测导线与所述第二待测导线相互缠绕成一股双绞线；

所述磁场测量单元包括用于耦接待测磁场的磁芯，所述双绞线绕制在所述磁芯上形成N匝线圈，所述N大于零。

在一种可能的实现方式中，所述检测漏电流的装置还包括可变电阻器，所述可变电阻器的第一端连接所述待测负载的电流输入端，所述可变电阻器的第二端连接所述待测负载的电流输出端。

在一种可能的实现方式中，所述可变电阻器的第一端进一步经由一固定电阻的两端与所述待测负载的电流输入端连接，和/或，所述可变电阻器的第二端进一步经由一固定电阻的两端与所述待测负载的电流输出端连接。

在一种可能的实现方式中，所述可变电阻器包括串联在第一端与第二端之间的一个以上的可变电阻。

在一种可能的实现方式中，所述磁场测量单元为磁通门传感器或者霍尔传感器。

在一种可能的实现方式中，所述N大于20，或者，所述N大于30，或者，所述N大于50。

在一种可能的实现方式中，所述双绞线密绕在所述磁芯上。

第二方面，本实用新型还提供了一种变送器，包括上述任意一种的检测漏电流的装置；所述检测漏电流的装置设置在所述变送器的电信号输出端处。

第三方面，本实用新型还提供了一种传感器，包括上述任意一种的变送器。