[发明专利]零序互感器测不平衡电流法测电流及电压

说明书

本发明涉及了对互感器检测交流不平衡电流电路的改进，使其使用范围扩展到交流电流、交流电压状态检测，特别是过载电流，过压电压的检测。

现有的互感器测不平衡电流法是将交流电路的流入线与流出线穿过同一互感器，作为初级线圈，并在互感器上另绕一个次级线圈，这种互感器称为零序互感器。当初级流入电流等于流出电流时，因穿过互感器的两电流大小相等，方向相反，故互感器次级线圈回路中不产生感生电流。当流入电流不等于流出电流时，互感器次级回路中产生感生电流。即次级感生电流与初级流入、流出电流的差值相关，与初级流入、流出电流的大小及线间电压无关。因此现有的此法常用于用电器不平衡电流（含漏电流）检测中，而用电器电流状态（含过载电流）及用电器电压状态（含过压电压）则分别由各自的一套电路检测。

本发明的任务是在现有互感器检测不平衡电流的电路中增加二个电阻元件，从而把互感器初级流入线、流出线的电流、电压状态都转换为不平衡电流状态，使次级线圈感生电流不仅反映初级流入线、流出线的不平衡电流，而且不加区别地反映初级（即用电器）的电流、电压状态，达到简化电路，降低生产成本的目的。

本发明的任务是以如下方式完成的：

1、电流状态的检测。如附图1，在流入线（通常是相线）穿过互感器之前的A点和之后的B点处，并联一分流电阻R₁，并且使电阻不穿过互感器。由于电阻的分流作用，穿过互感器的流入电流I_in与流出电流I_out的差值等于分流电阻上流过的电流I_i，这个不穿过互感器的电流I₁与次级线圈回路的感生电流相关。又因流过分流电阻的电流与流入电流相关。即：

I_i= (R_AB)/(R₁) ·I_in（R_AB为A、B间流入线的电阻值）

所以次级线圈回路中的感生电流的大小与流入电流大小相关。只要设定适当的分流电阻值，就能设定某一流入电流时的次级感生电流值。此时实现了对电流状态的检测。分流电阻的接入为本发明的特征。

2、电压状态的检测。如附图2。在流入线穿过互感器之前（或后）的A点处与流出线穿过互感器之后（或前）的C点处接一线间电阻R₂，且线间电阻不穿过互感器。此时穿过互感器的流入电流与流出电流的差值等于线间电阻上流过电流值I_V，且与次级线圈回路中感生电流值相关。又因为流过线间电阻上的电流大小与流入线、流出线线间电压相关，即：

I_v= (V_AC)/(R₂) （V_AC为AC为之间的线间电压）

所以次级线圈回路中感生电流与流入线、流出线之间的线间电压相关。只要设定适当的R₂值，就能设定某一V_AC值时的次级感生电流值。此时实现了对电压状态的检测，线间电阻R₂的接入为本发明的特征。

本发明中的分流电阻R₁与线间电阻R₂可由实验确定其值，也可由以下简单的计算方法与实验结合确定之。

1、R₁＝I_in·R_AB/K_i·I_n式中R₁为接入分流电阻值，I_in为流入电流的某一状态设定值，R_AB为与分流电阻并联的导线的电阻值，K_i为互感器变流系数，I_n为由后级检测电路确定的互感器次级线圈回路感生电流的设定值。

2、R₂＝V_AC/K_i·I_n，式中R₂为接入的线间电阻阻值，V_AC为穿过互感器流入线、流出线之间的电压，K_i为互感器变流系数，I_n为由后级检测电路确定的互感器次级线圈回路感生电流值。