[發明專利]用于檢測故障電流的設備

有效

• 申請號: 201710217737.2
• 申請日: 2017-04-05
• 公開（公告）號: CN107394744B
• 公開（公告）日: 2020-03-06
• 發明（設計）人: F.阿拉布;J.斯特帕尼克;Y.卡杜
• 申請（專利權）人: 施耐德電器工業公司
• 主分類號: H02H1/00
• 分類號: H02H1/00;H02H3/33
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 邸萬奎

用于檢測電氣裝置的電流線(5)中流動的故障電流的設備，包括：?磁電路(11)，電流線(5)穿過磁電路(11)，包括次級繞組(12)；?發生器(13)，連接于繞組(12)，以向其傳輸電信號；?電路，用于測量繞組(12)中流動的電流(14)。?處理電路(15)，用于當繞組(12)中的電流超過預先確定的閾值時，提供故障信號。所述設備包括控制電路(22)，設置為在磁路(11)飽和或者發生器(13)中出現故障的情況下提供第二故障信號(25)。本發明還涉及差動保護單元和多個差動保護設備的集合(assembly)。

技術領域

本發明涉及一種用于檢測電氣裝置的電流線中流動的故障電流的設備。

本發明還涉及包括這樣的檢測設備的電差動保護單元以及差動保護設備組。

背景技術

用于檢測AC故障電流的設備被非常廣泛地用于由AC網絡向其供給電能的電氣裝置。其功能旨在檢測通常流動于電網和地或所述裝置的地之間的任何故障電流(也將其稱為漏電電流)。故障電流是網絡中相對于地的絕緣故障的顯現，而且在損壞可能出現之前必須將其加以清除。這些設備形成了工業或者家庭電氣裝置的一部分。

隨著電負載的發展，例如，電動車輛充電點或者通過光伏面板的生電，故障電流的性質已經改變：電子整流器、電壓或者頻率轉換器的存在已經導致DC或者脈動故障電流的出現。用于檢測純AC性質的故障電流的設備對DC或者脈動電流不夠敏感。因此，在其中嵌入了電負載的電氣裝置中，需要安裝能夠檢測任何類型的電流(無論是AC、DC還是脈動)的保護設備。

對這些保護設備的使用的約束是檢測電氣裝置中相對小的故障電流(例如，30mA)的需要，流過該電氣裝置的電流從幾安培到幾十安培不等。為此，求和變壓器的使用特別有利，因為所述變壓器的磁路對由在電流線的每條導線中流動的電流所生成的磁場求和。所得到的場僅代表所有相位的電流的不平衡。纏繞在磁路上的繞組使測量電流的這一不平衡(將其稱為差動電流)成為可能。

主要困難在于通過由磁路構成的變壓器測量DC電流。可以使用各種手段克服這一問題。

專利申請EP 0 069 655 A1描述了能夠通過檢測變壓器的磁狀態的移位來連續地檢測中性點的接地和AC或者DC相位-接地故障電流的保護設備，在所述變壓器中，振蕩器生成交變磁場。

專利申請EP 1 533 880 A1描述了對DC差動電流、或者包含DC分量的差動電流敏感，同時又避免了對于某些故障電流頻率的不希望的跳閘的差動保護設備與方法。為此，必須針對磁路的各種激勵頻率確認故障的檢測。

專利申請實現了EP 1 267 467 A2實現了兩個電流變壓器：第一變壓器，用于生成將由故障電流所產生的磁場疊加于其上的第一磁場；第二電流變壓器，通過電路將其連接于第一電流變壓器，其中，將產生大約180°相位旋轉的電路插入所述電路中，這一電路被設計為高通濾波器。

兩個電流變壓器的使用是有利的，因為所得場總是被最小化，因此，對磁路的飽和不是很敏感。然而，一個顯著的缺點是由于兩個磁路的使用而導致的體積和成本。

使用單磁路的已知設備的操作原理要求磁路具有適當的尺寸，以使其對于等于最高跳閘閾值的故障電流而不飽和。而且，由于磁材料的特性的高度變化，并且為確保產品在最高跳閘閾值處運行，磁路通常尺寸過大。因此，其具有體積較大和比較昂貴的缺點。

本發明的目的旨在使用單磁路檢測AC、DC或者脈動故障電流，并且使用性價比高和結構緊湊的裝置來檢測所述磁路的飽和。本發明特別適用于低電壓電氣裝置的差動保護設備。

發明內容

根據本發明，一種用于檢測電流線中流動的故障電流的設備，包括：

-電流傳感器，由電流線穿過的磁路形成，所述電流線形成初級繞組，所述傳感器包括纏繞在所述磁路上的第一次級繞組；