[發明專利]一種電力設備絕緣泄漏電流的雙磁芯傳感器

在審

• 申請號: 202010034396.7
• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN111157776A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 張品佳;陸格野
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01R15/18
• 分類號: G01R15/18;G01R31/52;G01R31/56;G01R19/00;G01R31/12
• 代理公司: 北京中創云知識產權代理事務所(普通合伙) 11837
• 代理人: 徐輝

1.一種電力設備絕緣泄漏電流的雙磁芯傳感器，其特征在于，包括檢測磁芯(2)、過濾磁芯(3)、進線電纜(4)、出線電纜(5)、零磁通檢測線圈(6)、零磁通補償線圈(7)以及有源調理電路(8)；

所述檢測磁芯(2)和所述過濾磁芯(3)為同軸磁環，所述過濾磁芯(3)設置在內部；

同相繞組的進線電纜(4)和出線電纜(5)穿過所述過濾磁芯(3)的內部，沿軸線對稱設置；

所述檢測磁芯(2)上設置零磁通檢測線圈(6)以及零磁通補償線圈(7)；所述零磁通檢測線圈(6)內生成與泄漏電流對應的感應電動勢，所述零磁通補償線圈(7)上產生與所述零磁通檢測線圈(6)上大小相等方向相反的感應電動勢，使得所述檢測磁芯(2)處于零磁通狀態；所述有源調理電路(8)對所述零磁通檢測線圈(6)產生的感應電動勢進行信號處理后輸出。

2.根據權利要求1所述的電力設備絕緣泄漏電流的雙磁芯傳感器，其特征在于，所述檢測磁芯(2)和所述過濾磁芯(3)均為閉合磁芯，材質為坡莫合金材質。

3.根據權利要求1或2所述的電力設備絕緣泄漏電流的雙磁芯傳感器，其特征在于，所述零磁通檢測線圈(6)及零磁通補償線圈(7)為雙股并繞的絞線線圈，匝數相等。

4.根據權利要求1或2所述的電力設備絕緣泄漏電流的雙磁芯傳感器，其特征在于，所述有源調理電路(8)輸出的電壓大小與所述泄漏電流成正比。

5.根據權利要求1或2所述的電力設備絕緣泄漏電流的雙磁芯傳感器，其特征在于，還包括屏蔽外殼(1)，為金屬殼體，包覆在所述檢測磁芯(2)外部。

6.根據權利要求1或2所述的電力設備絕緣泄漏電流的雙磁芯傳感器，其特征在于，所述有源調理電路(8)包括一級放大器、直流濾波單元、動態壓流轉換電路、反相放大器以及二級放大器；

所述零磁通檢測線圈上產生感應電動勢，經過一級放大器后，進入直流濾波單元，將信號中的直流分量過濾掉后送入動態壓流轉換電路；

動態壓流轉換電路包括轉換電阻和分流電阻；一級放大器放大后的感應電動勢作用在分流電阻上，轉換電阻將一級放大器放大后的感應電動勢轉換為電流信號；當檢測鐵芯一次側電流改變時，分流電阻支路實現動態電流調節作用，轉換電阻支路電流送入零磁通補償線圈，實時改變零磁通補償線圈上的感應電動勢；

零磁通補償線圈上的感應電動勢再經過反向放大器與二級放大器，輸出的電壓信號與待檢測的漏電流信號極性相同。

7.根據權利要求6所述的電力設備絕緣泄漏電流的雙磁芯傳感器，其特征在于，所述有源調理電路(8)的整體放大倍數Au0由下式計算：

Au0＝Af1*Af2*Af3/Nturns

其中Af1為一級放大器的放大倍數，Af2為反向放大器的放大倍數，Af3為二級放大器的放大倍數，Nturns為所述零磁通檢測線圈的匝數。

8.根據權利要求7所述的電力設備絕緣泄漏電流的雙磁芯傳感器，其特征在于，泄漏電流Ileak為：

Ileak＝Vout/Au0

Vout為輸出電壓。

9.根據權利要求1或2所述的電力設備絕緣泄漏電流的雙磁芯傳感器，其特征在于，所述檢測磁芯(2)和所述過濾磁芯(3)為同軸方形磁環。

10.根據權利要求1或2所述的電力設備絕緣泄漏電流的雙磁芯傳感器，其特征在于，所述檢測磁芯(2)和所述過濾磁芯(3)為同軸圓形磁環。