[发明专利]一种双磁芯测量差分泄漏电流传感器设计方法

权利要求书

1.一种双磁芯测量差分泄漏电流传感器设计方法，所述双磁芯测量差分泄漏电流传感器包括同轴设置的检测磁芯(2)和过滤磁芯(3)，过滤磁芯(3)设置在内部；同相绕组的进线电缆(4)和出线电缆(5)穿过所述过滤磁芯(3)的内部，沿轴线对称设置；其特征在于，设计流程包括：

建立双磁芯测量差分泄漏电流传感器磁感应强度幅值模型；

以检测磁场的强度和信噪比SNR为优化目标，建立双磁芯测量差分泄漏电流传感器优化模型；

确定满足优化目标的所述双磁芯测量差分泄漏电流传感器磁感应强度幅值模型的解，进而获得双磁芯测量差分泄漏电流传感器的内、外磁芯的几何尺寸；

差分泄漏电流传感器磁感应强度幅值模型在时域上表述为：

其中B_Ⅳr、分别为检测磁芯内同相绕组的进线和出线电缆电流产生的磁感应强度切向分量和法向分量；B_Ⅳ为检测铁芯内部的磁感应强度幅值；I_1oad为流通过同相绕组的负荷电流有效值；I_diff为同相绕组对地绝缘泄漏电流有效值；Δθ为负荷电流和泄漏电流的相角差；ω为电力系统工作角频率；t为时间，为极坐标系下任一所求点的位置坐标；n为表达式中的级数项；k_n和l_n是参数系数。

2.如权利要求1所述的双磁芯测量差分泄漏电流传感器设计方法，其特征在于双磁芯测量差分泄漏电流传感器磁场的优化模型为：

其中，Thr1为设定的信噪比SNR阈值；Thr2为设定的检测铁芯内磁感应强度阈值；表示I_1oad为0、I_diff为设定的泄漏电流最小检测值情况下的检测铁芯内部的磁感应强度幅值。

3.如权利要求2所述的双磁芯测量差分泄漏电流传感器设计方法，其特征在于，进线电缆(4)和出线电缆(5)间的距离2b满足绝缘距离，根据电力设备电压等级确定。

4.如权利要求2所述的双磁芯测量差分泄漏电流传感器设计方法，其特征在于，确定满足优化目标的所述双磁芯测量差分泄漏电流传感器磁感应强度幅值模型的解，包括确定几何尺寸相关的参数k_n和l_n。

5.如权利要求4所述的双磁芯测量差分泄漏电流传感器设计方法，其特征在于，根据确定的几何尺寸相关的参数k_n和l_n确定过滤磁芯的内径为2a，外径为2c；检测磁芯的内径为2p，外径为2q。

6.如权利要求4所述的双磁芯测量差分泄漏电流传感器设计方法，其特征在于，确定过滤磁芯的内径为2a，外径为2c；检测磁芯的内径为2p，外径为2q包括：

由于k_n和l_n是a,c,p,q的函数，写为

根据优化结果，可以得到具体k_n和l_n的数值，利用

求解a,c,p,q，其中，R₁表示内磁芯的厚度，R₂表示外磁芯的厚度。

7.如权利要求6所述的双磁芯测量差分泄漏电流传感器设计方法，其特征在于，R₁＝10mm,R₂＝10mm。