CN107271763B - 电流采样电路、电子脱扣器、断路器 - Google Patents
电流采样电路、电子脱扣器、断路器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107271763B CN107271763B CN201710469738.6A CN201710469738A CN107271763B CN 107271763 B CN107271763 B CN 107271763B CN 201710469738 A CN201710469738 A CN 201710469738A CN 107271763 B CN107271763 B CN 107271763B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- resistance
- reference voltage
- resistor
- current
- voltage source
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/25—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using digital measurement techniques
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
- G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
- G01R15/18—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers
- G01R15/181—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers using coils without a magnetic core, e.g. Rogowski coils
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
- G01R31/72—Testing of electric windings
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
本发明公开了一种电流采样电路,用于电子脱扣器。其包括电流互感器以及依次连接的采样电阻、积分单元、滤波单元、放大器,电流互感器的输出端连接采样电阻的两端;电流采样电路还包括分别输出第一、第二基准电压的第一基准电压源、第二基准电压源以及第一电阻、第二电阻;第一、第二基准电压的极性相反而幅值相等;第一电阻、第二电阻分别接于采样电阻的两端,从而构成由第一电阻、采样电阻、第二电阻串联而成的串联电路;串联电路的两端分别连接第一基准电压源、第二基准电压源的输出端。本发明还公开了一种电子脱扣器和一种断路器。本发明能有效提高小电流下的测量精度,并可对电流互感器二次侧断线故障进行准确检测。
Description
技术领域
本发明涉及一种电流采样电路,尤其涉及一种用于电子脱扣器的电流采样电路。
背景技术
目前,智能型断路器的中枢部件是电子脱扣器,它承担断路器的各种保护、报警、显示与控制功能。电子脱扣器的信号通常取自套在母线上的空芯电流互感器的二次输出,其感应的二次电流输出与一次母线电流的微分成正比,再通过后级电路的调理和AD转换,进一步转化成数字量,进入单片机。随着技术的发展,智能型断路器不仅拥有丰富的保护功能,而且其电参数测量功能也越来越多,除了电压、电流、功率外,还有电能、谐波等,并且测量精度越来越高,按照这样的发展趋势,智能型断路器所具有的测量功能可以逐渐取代传统的电能仪表。空芯电流互感器由于无铁芯,具有较好的线性范围;但是,在一次侧小电流时,由于空芯电流互感器没有铁芯,感应出来的信号比较微弱,容易受到空芯电流互感器二次输出线上的耦合噪声的干扰,该类干扰一般属于共模干扰。由于共模干扰的存在,导致一次侧小电流时电子脱扣器的测量精度较现有的电能仪表要差一些。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术所存在的不足,提供一种用于电子脱扣器的电流采样电路,能有效提高小电流下的测量精度,抗干扰能力强。
本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题:
一种电流采样电路,用于电子脱扣器,该电流采样电路包括电流互感器以及依次连接的采样电阻、积分单元、滤波单元、放大器,所述电流互感器的二次侧两个输出端分别连接所述采样电阻的两端;该电流采样电路还包括分别输出第一基准电压、第二基准电压的第一基准电压源、第二基准电压源以及第一电阻、第二电阻;第一基准电压与第二基准电压的极性相反而幅值相等;第一电阻、第二电阻分别接于所述采样电阻的两端,从而构成由第一电阻、采样电阻、第二电阻串联而成的串联电路;所述串联电路的两端分别连接第一基准电压源的输出端、第二基准电压源的输出端。
为了进一步提高抗干扰特性,所述放大器优选为仪表放大器或差分放大器。
为了能够同时对电流互感器二次侧断线故障进行准确检测,优选地,第一电阻和第二电阻的阻值相等且远大于所述电流互感器的二次侧内阻,所述采样电阻的阻值远大于第一电阻和第二电阻的阻值,第一基准电压与第二基准电压的幅值大于等于所述电流互感器二次侧在未断线情况下的感应电压最大值。
优选地,第一基准电压源和第二基准电压源中的其中之一为电平转换器,其输入端连接另一个基准电压源的输出端。
优选地,所述电流互感器为空芯电流互感器。
优选地,所述积分单元包括第三电阻、第四电阻和第一电容,第三电阻的一端、第四电阻的一端分别连接所述采样电阻的两端,第三电阻的另一端、第四电阻的另一端分别接第一电容的两端;第三电阻和第四电阻的阻值相同。
优选地,所述滤波电路包括第五电阻、第六电阻、第二~第四电容,第五电阻的一端、第六电阻的一端分别连接积分单元的两个输出端,第五电阻的另一端、第六电阻的另一端分别接第三电容的两端,第三电容的一端串接第二电容后接地,第三电容的另一端串接第四电容后接地。
根据相同的发明思路还可以得到以下技术方案:
一种电子脱扣器,包括如上任一技术方案所述电流采样电路。
一种断路器,包括上述电子脱扣器。
相比现有技术,本发明具有以下有益效果:
本发明针对空芯电流互感器二次输出信号易受到耦合噪声的干扰的问题,通过采用具有较高共模抑制比的仪表放大器或差分放大器,进一步提高了小电流下的电流采样精度。
本发明还可进一步对电流互感器二次侧断线故障进行准确检测,从而实现多种用途。
附图说明
图1为本发明一个实施例的电路原理示意图;
图2为该实施例在电流互感器二次侧断线时的电路原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明:
图1显示了本发明电流采样电路一个优选实施例的电路原理。如图1所示,该电流采样电路包括:空芯电流互感器,电阻R1~R3,生成基准电压Vref1的第一基准电压源,生成基准电压Vref2的第二基准电压源,积分单元、滤波单元和放大器N2;如图1所示,所述空芯电流互感器二次侧线圈L1分别与电阻R2(采样电阻)的两端a,b相连,基准电压Vref1通过电阻R1与电阻R2的a端相连,基准电压Vref2通过电阻R3与电阻R2的另一端b相连;电阻R2两端依次连接积分单元、滤波单元、放大器N2。
其中,基准电压Vref1的极性与基准电压Vref2相反,其幅值与基准电压Vref2相等。本实施例中的基准电压Vref2是通过将基准电压Vref1输入电平转换器N1得到,当然,也可以通过将基准电压Vref2输入电平转换器来得到基准电压Vref1。
放大器N2可以采用现有的各种放大器,优选采用仪表放大器或差分放大器,其具有较高的共模抑制比,可更好地抑制耦合噪声的干扰,进一步提高采样精度。
所述积分单元和滤波单元可采用现有的各种电路结构。如图1所示,本实施例中的积分单元由电阻R4、R5和电容C1组成,且R4=R5;电阻R4的一端、电阻R5的一端分别连接采样电阻R2的两端,电阻R4的另一端、电阻R5的另一端分别接电容C1的两端。本实施例中的滤波单元由电阻R6、R7及电容C2、C3、C4组成,可同时实现共模、差模滤波;如图1所示,电阻R6的一端、电阻R7的一端分别连接积分单元的两个输出端(电容C1的两端),电阻R6的另一端、电阻R7的另一端分别接电容C3的两端,电容C3的一端串接电容C2后接地,电容C3的另一端串接电容C4后接地。
经过滤波单元滤波后的采样信号即可进行A/D转换,然后通过运算得到准确的电流值。
当空芯电流互感器的一次侧为小电流时,空芯电流互感器二次侧线圈L1感应出来的信号比较微弱,由于采用具有较高的共模抑制比的仪表放大器或差分放大器,可有效抑制电流互感器输出信号中耦合噪声的干扰,提高电流采样精度。
上述电流采样电路还可通过对电路参数的设计从而进一步实现对二次侧线圈L1断线或者连接断开故障的检测。具体为:电阻R1和电阻R3的阻值基本相等且远大于所述电流互感器的二次侧线圈L1的内阻,所述采样电阻R2的阻值远大于电阻R1和电阻R3的阻值,基准电压Vref1、Vref2的幅值大于等于所述电流互感器二次侧线圈L1在未断线情况下的感应电压最大值。
当空芯电流互感器二次侧线圈L1断线或者连接断开时,等效电路如图2所示,采样电阻R2两端的电压差UR2为当空芯电流互感器二次侧线圈L1连接正常时,取样电阻R2两端的电压差UR2为为空芯电流互感器二次侧线圈L1感应出来的信号。RL1为空芯电流互感器二次侧线圈内阻,一般为10~100Ω,在本实施例中电阻R1=R3,取10kΩ左右,R2=100~200kΩ,Vref1幅值为放大器N2电源电压的1/2,因此当空芯电流互感器二次侧线圈L1断线或者连接断开时,取样电阻R2两端的电压差UR2约为(Vref1-Vref2),当空芯电流互感器二次侧线圈L1连接正常时,取样电阻R2两端的电压差UR2约为USENSE,定义USENSE的最大值要比(Vref1-Vref2)小得多,例如(Vref1-Vref2)至少为USENSE最大值的两倍,则微处理器N3的AD转换器在空芯电流互感器二次侧线圈L1断线或者连接断开时所读取的测量电压与其在L1连接正常时读取的测量电压是存在明显差异的,也就是说微处理器可以很容易辨别出空芯电流互感器二次侧线圈L1是否发生了断线或者连接断开的情形。
Claims (10)
1.一种电流采样电路,用于电子脱扣器,该电流采样电路包括电流互感器以及依次连接的采样电阻、积分单元、滤波单元、放大器,所述电流互感器的二次侧两个输出端分别连接所述采样电阻的两端;其特征在于,该电流采样电路还包括分别输出第一基准电压、第二基准电压的第一基准电压源、第二基准电压源以及第一电阻、第二电阻;第一基准电压与第二基准电压的极性相反而幅值相等;第一电阻、第二电阻分别接于所述采样电阻的两端,从而构成由第一电阻、采样电阻、第二电阻串联而成的串联电路;所述串联电路的两端分别连接第一基准电压源的输出端、第二基准电压源的输出端。
2.如权利要求1所述电流采样电路,其特征在于,所述放大器为仪表放大器。
3.如权利要求1所述电流采样电路,其特征在于,所述放大器为差分放大器。
4.如权利要求1所述电流采样电路,其特征在于,第一电阻和第二电阻的阻值基本相等且远大于所述电流互感器的二次侧内阻,所述采样电阻的阻值远大于第一电阻和第二电阻的阻值,第一基准电压与第二基准电压的幅值大于等于所述电流互感器二次侧在未断线情况下的感应电压最大值。
5.如权利要求1所述电流采样电路,其
特征在于,第一基准电压源和第二基准电压源中的其中之一为电平转换器,其输入端连接另一个基准电压源的输出端。
6.如权利要求1所述电流采样电路,其特征在于,所述电流互感器为空芯电流互感器。
7.如权利要求1~6任一项所述电流采样电路,其特征在于,所述积分单元包括第三电阻、第四电阻和第一电容,第三电阻的一端、第四电阻的一端分别连接所述采样电阻的两端,第三电阻的另一端、第四电阻的另一端分别接第一电容的两端;第三电阻和第四电阻的阻值相同。
8.如权利要求1~6任一项所述电流采样电路,其特征在于,所述滤波单元包括第五电阻、第六电阻、第二~第四电容,第五电阻的一端、第六电阻的一端分别连接积分单元的两个输出端,第五电阻的另一端、第六电阻的另一端分别接第三电容的两端,第三电容的一端串接第二电容后接地,第三电容的另一端串接第四电容后接地。
9.一种电子脱扣器,其特征在于,包括如权利要求1~8任一项所述电流采样电路。
10.一种断路器,其特征在于,包括如权利要求9所述电子脱扣器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710469738.6A CN107271763B (zh) | 2017-06-20 | 2017-06-20 | 电流采样电路、电子脱扣器、断路器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710469738.6A CN107271763B (zh) | 2017-06-20 | 2017-06-20 | 电流采样电路、电子脱扣器、断路器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107271763A CN107271763A (zh) | 2017-10-20 |
CN107271763B true CN107271763B (zh) | 2019-07-23 |
Family
ID=60068437
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201710469738.6A Active CN107271763B (zh) | 2017-06-20 | 2017-06-20 | 电流采样电路、电子脱扣器、断路器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN107271763B (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112083214B (zh) * | 2020-08-28 | 2023-05-16 | 广东电网有限责任公司广州供电局 | 先导放电过程的电流测量装置 |
CN113156186B (zh) * | 2021-04-23 | 2023-10-10 | 易事特储能科技有限公司 | 一种基于ct采样的脉冲电流采样电路 |
CN117054817A (zh) * | 2023-08-30 | 2023-11-14 | 广州泰达创盈电气有限公司 | 高压隔离变送装置和高压隔离变送系统 |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN2216718Y (zh) * | 1995-04-22 | 1996-01-03 | 张磊 | 智能脱扣器 |
CN101615539A (zh) * | 2008-06-27 | 2009-12-30 | 上海亿盟电气自动化技术有限公司 | 一种脱扣器采样电路 |
CN102122810A (zh) * | 2011-03-11 | 2011-07-13 | 上海诺雅克电气有限公司 | 用于监测电流互感器状态的电流诊断装置及其诊断方法 |
CN202103402U (zh) * | 2011-06-21 | 2012-01-04 | 安德利集团有限公司 | 漏电断路器 |
CN102412555A (zh) * | 2011-10-10 | 2012-04-11 | 厦门士林电机有限公司 | 新型接地故障保护电子式脱扣器 |
CN202276131U (zh) * | 2011-10-10 | 2012-06-13 | 厦门士林电机有限公司 | 新型接地故障保护电子式脱扣器 |
CN103247489A (zh) * | 2013-05-16 | 2013-08-14 | 天津市百利电气有限公司 | 无接地电流采样专用互感器的断路器电子脱扣器 |
CN203310939U (zh) * | 2013-06-19 | 2013-11-27 | 常熟开关制造有限公司(原常熟开关厂) | 互感器状态检测装置及断路器 |
CN204302377U (zh) * | 2014-12-24 | 2015-04-29 | 常熟开关制造有限公司(原常熟开关厂) | 一种电流测量装置及智能断路器 |
CN205749642U (zh) * | 2016-04-28 | 2016-11-30 | 南京大全自动化科技有限公司 | 一种断路器用智能脱扣器电流采样电路 |
CN206235658U (zh) * | 2016-11-03 | 2017-06-09 | 浙江正泰电器股份有限公司 | 断路器电流采样系统 |
-
2017
- 2017-06-20 CN CN201710469738.6A patent/CN107271763B/zh active Active
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN2216718Y (zh) * | 1995-04-22 | 1996-01-03 | 张磊 | 智能脱扣器 |
CN101615539A (zh) * | 2008-06-27 | 2009-12-30 | 上海亿盟电气自动化技术有限公司 | 一种脱扣器采样电路 |
CN102122810A (zh) * | 2011-03-11 | 2011-07-13 | 上海诺雅克电气有限公司 | 用于监测电流互感器状态的电流诊断装置及其诊断方法 |
CN202103402U (zh) * | 2011-06-21 | 2012-01-04 | 安德利集团有限公司 | 漏电断路器 |
CN102412555A (zh) * | 2011-10-10 | 2012-04-11 | 厦门士林电机有限公司 | 新型接地故障保护电子式脱扣器 |
CN202276131U (zh) * | 2011-10-10 | 2012-06-13 | 厦门士林电机有限公司 | 新型接地故障保护电子式脱扣器 |
CN103247489A (zh) * | 2013-05-16 | 2013-08-14 | 天津市百利电气有限公司 | 无接地电流采样专用互感器的断路器电子脱扣器 |
CN203310939U (zh) * | 2013-06-19 | 2013-11-27 | 常熟开关制造有限公司(原常熟开关厂) | 互感器状态检测装置及断路器 |
CN204302377U (zh) * | 2014-12-24 | 2015-04-29 | 常熟开关制造有限公司(原常熟开关厂) | 一种电流测量装置及智能断路器 |
CN205749642U (zh) * | 2016-04-28 | 2016-11-30 | 南京大全自动化科技有限公司 | 一种断路器用智能脱扣器电流采样电路 |
CN206235658U (zh) * | 2016-11-03 | 2017-06-09 | 浙江正泰电器股份有限公司 | 断路器电流采样系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107271763A (zh) | 2017-10-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN205562653U (zh) | 一种电流互感器 | |
CN107271763B (zh) | 电流采样电路、电子脱扣器、断路器 | |
CN106093494A (zh) | 一种用于电子式互感器的信号防护滤波电路 | |
CN101846702B (zh) | 一种电感电流检测电路 | |
CN108768380A (zh) | 一种传感器的调理电路 | |
CN103698600A (zh) | 一种通用电压输入的工频信号频率测量系统 | |
CN104198794A (zh) | 零序电流互感器断线检测电路与剩余电流检测电路 | |
CN210015156U (zh) | 一种电流检测电路、装置及电气产品 | |
CN103969523A (zh) | 一种自动监测限压型电涌保护器性能的装置 | |
CN104807537B (zh) | 噪声传感器 | |
CN203759105U (zh) | 一种精准的高频除尘电源谐振电流的过零检测电路 | |
CN102496909B (zh) | 保护值和动作时间多档可调的简易漏电保护装置 | |
CN209627339U (zh) | 一种噪声抑制电路及包括该噪声抑制电路的测试电路 | |
CN109245040A (zh) | 漏电保护电路 | |
CN205643468U (zh) | 一种适用于智能电网电能质量检测的电子式电压互感器 | |
CN209894959U (zh) | 高抗共模干扰的电子式互感器小信号隔离采样调理电路 | |
CN109932673A (zh) | 一种断路器的互感器断线检测电路 | |
CN202794285U (zh) | 一种交直流模拟小信号隔离处理电路 | |
CN111122170B (zh) | 一种基于电流源的高精度电阻信号调理电路及方法 | |
CN211856874U (zh) | 一种基于计量单元的剩余电流互感器测量及异常检测电路 | |
CN210514514U (zh) | 应用于配电终端的小信号采集电路 | |
CN104333340A (zh) | 电磁干扰滤波器 | |
CN110350476B (zh) | 信号低损调理的选择性漏电保护电路及漏电保护方法 | |
CN208890346U (zh) | 漏电保护电路 | |
CN202757629U (zh) | 电感测微仪 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |