[發明專利]一種采用輔助繞組消磁的高頻電流傳感器及放電電流檢測方法

在審

• 申請號: 202110769781.0
• 申請日: 2021-07-07
• 公開（公告）號: CN113552401A
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 鄭玉平;夏雨;周華良;丁志剛;汪世平;鄭立亮;鄒志楊;沈敏;馬凡凡;鞠文靜
• 申請（專利權）人: 國電南瑞科技股份有限公司;國電南瑞南京控制系統有限公司;國網電力科學研究院有限公司
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00;G01R31/12
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 顏盈靜

本發明公開了一種采用輔助繞組消磁的高頻電流傳感器，包括磁芯、主繞組N_T和輔助消磁繞組，所述主繞組N_T和輔助消磁繞組均繞制在磁芯上，主繞組N_T與外部信號處理電路相連，得到放電電流；輔助消磁繞組為由匝數為N_S單匝繞組構成的繞組、由匝數相同的多個繞組構成的繞組、由匝數不同的多個繞組構成的繞組、由多個短路環構成的繞組中的任意一個；本發明還公開了一種放電電流檢測方法，具體包括：當高頻電流傳感器一次側流過工頻電流i_p時，輔助消磁繞組上感應出對應大小的電流，其電流總和∑i_s≈i_p，抵消一次側工頻電流i_p的勵磁；通過主繞組N_T與外部信號處理電路相連，實現放電電流檢測。

技術領域

本發明屬于電流測量技術領域，具體涉及一種在工頻或低頻大電流背景下能有效傳變高頻小電流分量的電流傳感器及電流檢測方法。

背景技術

當電氣設備長期運行時，會保持較高的溫度，造成絕緣材料變脆老化，絕緣性能下降，導致電氣設備絕緣材料內部或表面容易發生放電現象，存在于絕緣介質中的放電現象，是一個復雜的電氣過程。雖然它放電能量較小，不會直接擊穿絕緣物，但是能夠造成介質的部分損壞。當它一直發生時，在特殊的環境下也會促使絕緣體發生質變，完全擊穿，從而影響到電氣設備的正常運行，造成安全事故。

目前，放電電流的檢測有多種方法，其中脈沖電流檢測法研究最早、應用最廣泛。其測量原理是：當放電發生時會造成電荷的移動，該移動電荷可在外圍測量回路中產生脈沖電流(mA級)，通過檢測該脈沖電流便可實現對放電電流的測量。

現有的電流傳感器，用于放電電流檢測，使用上存在一定限制和不足。

1、用于高壓側或輸電線電流檢測的電流傳感器--羅氏線圈，通常主要是用來測量大電流、過載電流、短路電流，由于是空心線圈，工頻大電流時不會出現磁芯飽和，但是如果同時用來檢測放電電流，則靈敏度低，不滿足毫安級高頻電流測量要求。

2、用于接地側放電電流檢測的高頻電流傳感器，可滿足毫安級高頻電流測量靈敏度要求，但如果用于高壓側或輸電線時，工頻工作電流會導致磁芯飽和，不能在工頻大電流條件下正常傳變。

因此需要一種高頻電流傳感器，能消除工頻電流帶來的影響，同時又要把mA級的高頻的放電電流檢測出來。目前還沒有滿足需求的相關技術。

發明內容

發明目的：為了解決高頻電流傳感器用于變壓器或輸電線高壓側時存在的難于從大電流工作電流中有效提取放電電流信號的問題，本發明提出一種采用輔助繞組消磁的高頻電流傳感器及電流檢測方法，實現在工頻或低頻大電流背景下高頻小電流分量的有效傳變。

技術方案：一種采用輔助繞組消磁的高頻電流傳感器，包括磁芯、主繞組N_T和輔助消磁繞組，所述主繞組N_T和輔助消磁繞組均繞制在磁芯上；

所述主繞組N_T與外部信號處理電路相連，得到放電電流；

所述輔助消磁繞組為由匝數為N_S單匝繞組構成的繞組、由匝數相同的多個繞組構成的繞組、由匝數不同的多個繞組構成的繞組、由多個短路環構成的繞組中的任意一個。

進一步的，所述主繞組N_T通過無感電阻與外部信號處理電路相連，得到放電電流。

進一步的，所述輔助消磁繞組的每個輸出短接。

進一步的，所述輔助消磁繞組的每個輸出外接電感。

進一步的，所述輔助消磁繞組的每個輸出短接并串磁環。