[发明专利]一种电网漏电监测装置及方法

权利要求书

1.一种电网漏电监测装置，其特征在于，包括：

漏电流采集器、调谐电感器、电容器、隔离变压器、整流滤波器和监测器；

其中，所述隔离变压器的一次侧并联所述电容器，二次侧并联所述整流滤波器，所述整流滤波器并联所述监测器；

所述漏电流采集器包括第一电极和第二电极，所述第一电极包括第一端和第二端，所述第二电极包括第三端和第四端，所述调谐电感器包括第五端和第六端，所述隔离变压器的一次侧与所述电容器并联后形成第一等电位端和第二等电位端；

所述第一端连接漏电扩散介质，所述第二端连接所述第五端，所述第六端连接所述第一等电位端；

所述第三端连接漏电扩散介质，所述第四端连接所述第二等电位端；

所述第一端与所述漏电扩散介质面接触连接，所述第一端与所述漏电扩散介质的接触面积S'满足S'＝I'*S/I，其中，I为电网漏电流，I'为所述监测器运行所需要的电流，S为电网漏电流的扩散面积。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一电极与电网漏电点的距离r₁，和，所述第二电极与电网漏电点的距离r₂，满足如下关系式：

其中，r₁为实际测量得到，I为电网漏电流，ρ为漏电扩散介质电阻率，Z₀为所述调谐电感器、所述电容器、所述隔离变压器和所述监测器连接后的总阻抗。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二电极为条形电极，且所述第二电极的电阻I为电网漏电流，Z₀为所述调谐电感器、所述电容器、所述隔离变压器和所述监测器连接后的总阻抗，R_j为所述第一电极和所述第二电极之间的过渡电阻，R₁₁为所述第一电极的电阻；

根据条形电极电阻表达式计算得到所述第二电极的长度l与横截面积S”满足如下关系式：

其中，ρ₁为所述第二电极的电阻率。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二电极为环形电极，且所述第二电极的电阻r'为所述第二电极的环形半径，t为所述第二电极的厚度，a为所述第二电极的宽度，R_j为所述第一电极和所述第二电极之间的过渡电阻，R₁₁为所述第一电极的电阻，ρ₁为所述第二电极的电阻率；

经计算得到所述第二电极的环形半径

其中，Z₀为所述调谐电感器、所述电容器、所述隔离变压器和所述监测器连接后的总阻抗。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述监测器的电阻R_L和供电功率P满足如下关系式：

R_S为所述隔离变压器的短路电阻，C为所述电容器的电容，U₁₂为供电电压，ω为由所述调谐电感器、所述电容器和所述隔离变压器组成的谐振电路的角频率；

其中，所述供电电压U₁₂按照下式计算得到：

I为电网漏电流，ρ为漏电扩散介质电阻率，r₁为所述第一电极与电网漏电点的距离，r₂为所述第二电极与电网漏电点的距离；

C为所述电容器的电容，L_S为所述隔离变压器的短路电感，L为所述调谐电感器的电感，ωL_S+ωL-ω³CL_SL＝0。

6.一种电网漏电监测方法，其特征在于，应用于权利要求1-5任一项所述的电网漏电监测装置，所述方法包括：

使用漏电流采集器采集电网漏电流；

通过由调谐电感器、电容器和隔离变压器组成的谐振电路对所述电网漏电流进行处理，得到供电电压；

采用所述供电电压对监测器进行供电，以通过监测器监测电网的漏电情况。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述通过由调谐电感器、电容器和隔离变压器组成的谐振电路对电网漏电流进行处理，得到供电电压，包括：

根据第一电极与漏电点之间的距离，按照下式计算所述第一电极的电位U₁：

根据第二电极与漏电点之间的距离，按照下式计算所述第二电极的电位U₂：

根据所述第一电极的电位和所述第二电极的电位，按照下式计算供电电压U₁₂：

其中，I为电网漏电流，ρ为漏电扩散介质电阻率，r₁为实际测量得到的所述第一电极与电网漏电点的距离，r₂为所述第二电极与电网漏电点的距离。