[實用新型]互感器偏磁工作時的掉零檢測裝置

有效

• 申請號: 200820095050.2
• 申請日: 2008-06-24
• 公開（公告）號: CN201233430Y
• 公開（公告）日: 2009-05-06
• 發明（設計）人: 張新永
• 申請（專利權）人: 中興通訊股份有限公司
• 主分類號: G01R31/02
• 分類號: G01R31/02
• 代理公司: 深圳市永杰專利商標事務所
• 代理人: 曹建軍

技術領域

本實用新型涉及一種掉零檢測裝置，具體地說，尤其涉及一種用于零線電流中存在直流量時能夠準確及時地檢測零線是否斷線的掉零檢測裝置。

背景技術

對于必須采用零線的設備，如果零線缺失或者在設備工作時斷線，將使設備無法正常工作甚至損毀，所以如何準確及時地進行掉零保護對于設備來說是十分必要的。然而，如何準確及時地進行掉零檢測，目前是一個比較困難的問題，現有的檢測設備存在檢測不到或者誤檢測，發生誤告警等問題。

當零線掉時，零線中電流為零。一般檢測零線掉的設備都是通過檢測零線電流，根據零線電流的大小來判斷是否出現掉零線。

目前常用的掉零檢測就是在設備的零線上串聯采樣電阻，電阻串在零線上，零線電流流過電阻時產生壓降，電阻值固定就可得到零線電流的大小，從而可以判斷零線是否斷線，其原理如附圖1所示。使用這種設備時，電阻的規格不易選擇，由于設備滿載工作時電流可能會很大，故在較大的電流下，電阻的阻值只能選取毫歐級的，避免較大電阻損耗大而造成溫升也較大。但是在空載或者三相負載平衡時，零線電流一般較小，采樣電阻上的電壓就較低，較低的電壓信號抗擾性差，這時候往往會造成檢測失敗，產生誤告警。然而，如果增大電阻阻值，雖然在空載時的電壓信號提高了，但是電阻上的損耗會增加。另外這種檢測設備將功率電路和檢測電路無隔離的連在一起，容易對用電設備造成干擾。同時這種設備由于直接使用串聯電阻，采樣電壓和實際電流信號是同相位的比例信號，零線上就是存在直流量也不需分辨。

另外一種常用的掉零檢測就是使用電流傳感器采樣零線電流情況。通常是使用電流傳感器來檢測零線電流的大小，并根據零線電流的大小來判斷是否掉零線，其原理如附圖2所示。電流傳感器一般是采用霍爾電流傳感器或電流互感器。電流傳感器實現了檢測電路與功率電路的隔離，但要想較高的檢測精度和分辨率，需要采用較高性能的傳感器和外圍電路。霍爾傳感器精度較高可以檢測到電流直流量并且抗干擾能力強但需要單獨提供電源并且成本較高，比較常見的電流傳感器還是較便宜的互感器。

圖3是利用電流互感器采樣零線電流產生掉零信號的示意圖，其也存在使用互感器時出現零線電流直流量引起互感器偏磁從而不能及時準確檢測掉零的問題。

從附圖1、2、3可知，現有的掉零檢測都是通過測量或檢測設備零線電流的大小，然后據此判斷零線是否斷線，這些都存在著檢測精度和可靠性問題，使用互感器時出現零線電流直流量引起互感器偏磁從而不能及時準確檢測掉零的情況。

對于使用互感器檢測零線電流來說，當輸入市電的正負半周出現不對稱或者負載在正負半周的電流不對稱，零線電流中都會出現疊加直流量的情況。電流直流量的存在使互感器產生一穩態磁通，在直流量上疊加的交變電流使互感器產生變化的磁通，而變化的磁通才能使互感器副邊產生相應電壓和電流，此時互感器工作在偏磁情況下。當零線斷掉后，直流量產生的場強消失，此時互感器里的穩態磁通要發生從有到無的變化，這樣原來處于穩態的磁通現在成了交變的磁通。這種交變磁通實際上是互感器工作在偏磁狀態下的磁復位，這時候副邊會產生感應電動勢，此電動勢的存在試圖阻止磁通的減小，所以副邊產生的感應電壓信號呈現持續較長并且逐漸衰減。對于掉零檢測來說，感應電動勢長時間保持就無法保證及時地掉零檢測，在使用互感器電流檢測中，零線中存在直流量時由于互感器工作在偏磁狀態下將不能及時準確得對掉零情況進行判斷，時間延遲可達80毫秒以上。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種互感器偏磁工作時的掉零檢測的裝置，通過該裝置，在設備零線掉零檢測中，其能夠克服互感器偏磁工作的弊端從而及時準確地進行掉零檢測。

一種互感器偏磁工作時的掉零檢測裝置，包括有與零線連接的互感器，其還包括整流電路，采樣電路，信號轉換電路，處理器；

所述互感器依次經整流電路、采樣電路后與信號轉換電路連接，該信號轉換電路的輸出的電平信號傳輸給處理器。

在本技術方案中，所述互感器為電流互感器。

在本技術方案中，所述采樣電路為一采樣電阻R1。

在本技術方案中，所述信號轉換電路由比較器、用于組成分壓給定信號的電阻R2、R3、用于防止采樣電壓過大的二極管VD5、用于增加電平轉換的回滯時間的電阻R4及電容C1、C2組成。

在本技術方案中，所述比較器的型號為LM393。