[发明专利]磁调制式直流漏电流传感器

说明书

本发明提供了一种磁调制式直流漏电流传感器，包括电流检测环A和漏电路检测电路；所述电流检测环A上缠绕有检测绕组W1和反馈绕组W2；所述漏电流检测电路包括顺次相连的方波电压源激励电路、方波有效值差电路、调零电路、积分电路和滤波电路；所述检测绕组W1的两端与所述方波电压源激励电路电连接，所述反馈绕组W2的两端与所述滤波电路电连接。本发明基于磁调制原理，与霍尔电流传感器相比，本发明提供的磁调制式直流漏电流传感器具有抗干扰能力强、稳定性高的优点。

技术领域

本发明涉及直流系统的接地故障监测技术领域，具体地，涉及磁调制式直流漏电流传感器。

背景技术

发电厂、变电站直流系统是控制和信号系统、继电保护及自动装置的工作电源，直流系统能否稳定运行直接影响变电站的安全运行。支路接地是直流系统常见的故障之一，若不能及时找到并修复，就可能引起信号装置、继电保护、断路器的误操作，甚至造成严重的变电站电力事故。直流漏电流测量法就是直流系统接地故障检测方法的其中一种。

直流漏电流测量的传感器主要基于霍尔原理和磁调制原理。而霍尔电流传感器由于磁芯中存在气隙，极易受到外界大电流磁场的干扰而使检测误差增大。相对而言，磁调制电流传感器磁芯中无气隙，其抗干扰能力强，不易受外界磁场的干扰，更适合于直流漏电流的检测。

现有的磁调制式电流传感器大都以倍频磁调制器为核心构成，通常具有双磁芯结构，通过检测磁芯二次绕组输出信号中的二次谐波分量来测量电流大小，其信号处理电路复杂，测量过程繁琐，导致检测误差增大；传统的磁调制式电流传感器磁芯多采用铁氧体、硅钢片以及坡莫合金材料，而硅钢材料、铁氧体材料初始磁导率比较低，坡莫合金虽然有很高的初始磁导率，但是价格昂贵，性价比不高，所以并非磁芯材料的最佳选择。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种磁调制式直流漏电流传感器。

根据本发明提供的磁调制式直流漏电流传感器，包括电流检测环A和漏电路检测电路；

所述电流检测环A上缠绕有检测绕组W1和反馈绕组W2；

所述漏电流检测电路包括顺次相连的方波电压源激励电路、方波有效值差电路、调零电路、积分电路和滤波电路；

所述检测绕组W1的两端与所述方波电压源激励电路电连接，所述反馈绕组W2的两端与所述滤波电路电连接。

优选地，所述电流检测环A采用单磁芯结构。

优选地，所述电流检测环A的磁芯采用铁基纳米晶制成。

优选地，所述方波有效值差电路采用二阶Sallen-Key低通滤波器。

优选地，所述漏电流检测电路的输出信号经过滤波电路加载到反馈绕组W2两端，通过反馈绕组W2产生的与被测直流所产生的磁动势相反方向的直流电动势，以平衡被测直流所产生的偏磁磁势，形成了零磁通状态。

优选地，所述方波电压源激磁电路包括运算放大器U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、稳压管D1以及稳压管D2；

所述电阻R2的一端连接所述检测绕组W1的一端，另一端连接所述运算放大器U1的反相输入端，所述电阻R1一端接地，另一端连接所述运算放大器U1的反相输入端；

所述电阻R4的一端连接所述检测绕组W1的另一端，另一端连接所述运算放大器U1的正相输入端，所述电阻R3一端接地，另一端连接所述运算放大器U1的正相输入端；

所述运算放大器U1的输出端连接所述电阻R5的一端，所述电阻R5的另一端一方面连接所述稳压管D1的负极，另一方面连接所述电阻R4的一端，所述稳压管D1的正极连接所述稳压管D2的正极，所述稳压管D2的负极接地；

所述电阻R5的另一端为所述方波电压源激磁电路的输出端。