CN108196159A - 一种直流漏电流检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直流漏电流检测装置，包括由软磁材质制作的漏电流检测环A，在漏电流检测环A上设有方波电磁激励线圈L1和负反馈线圈L2，线圈L1和线圈L2与漏电流检测电路连接，漏电流检测电路结构包括方波激励电压源电路、方波整形电路、调零电路、积分电路和滤波电路。它具有抗干扰能力强、测量灵敏度高、工作可靠等特点。

Description

一种直流漏电流检测装置

技术领域

本发明涉及一种直流漏电流检测装置。

背景技术

直流系统作为发电厂和变电所电气设备的操作及控制电源，是一个庞大的多支路供电系统，接地故障经常发生。故障接地的直接危害是产生漏电流，漏电流是指直流回路中因接地产生的微小的电流差值，若不及时排除接地故障，就可能引起保护装置误动作，酿成事故。因此就需要安装小电流传感器对直流系统进行故障接地的实时监测。

目前常用的漏电流检测传感器是霍尔传感器，由于霍尔元件的灵敏度比较低，输出信号存在偏置电压和噪声，即使采用磁极极霍尔传感器进行小电流测量，其灵敏度也不能满足测量要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种直流漏电流检测装置，它具有抗干扰能力强、测量灵敏度高、工作可靠等特点。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种直流漏电流检测装置，包括由软磁材质制作的漏电流检测环A，在漏电流检测环A上设有方波电磁激励线圈L1和负反馈线圈L2，线圈L1和线圈L2与漏电流检测电路连接，漏电流检测电路结构为：地TE经电阻R1与运算放大器A1的反相输入端连接，地TE经电阻R2与运算放大器A1的同相输入端连接，电阻R2和运算放大器A1的同相输入端连接的节点经电阻R3、运算放大器A1的输出端和线圈L1与电阻R1和运算放大器A1的反相输入端的连接的节点连接，电阻R1的两端并联电容C1；运算放大器A1的输出端经电阻R5与运算放大器A3的同相输入端连接，地TE经电阻R4与运算放大器A3的反相输入端连接，运算放大器A3的反相输入端与运算放大器A3的输出端之间并联电阻R6和电容C2，运算放大器A3的输出端经电阻R7、电容C3与漏电流检测电路的输出端OUT连接；电位器PR所调节的电压输出端经电阻R9与运算放大器A4的反相输入端连接，电阻R9和运算放大器A4的反相输入端连接的节点与电阻R7和电容C3连接的节点连接，运算放大器A4的输出端与电容C3和电阻R8连接的节点连接，运算放大器A4的输出端经线圈L2、电阻R11与地TE连接；电阻R5和运算放大器A3的同相输入端连接的节点经电容C6与运算放大器A2的反相输入端连接，地TE与运算放大器A2的同相输入端连接，运算放大器A2的输出端经电阻R10与运算放大器A2的反相输入端连接，运算放大器A2的输出端经电容C5与运算放大器A3的同相输入端连接。

本发明进一步改进在于：

漏电流检测环A采用坡莫合金材质卷制而成。

漏电流检测电路的输出信号经RC滤波电路由输出端OUT输出。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

本装置通过磁调制方式对直流漏电流进行检测，其抗干扰能力强，不易受外界磁场的干扰，本装置在周期性激磁电压的作用下工作于深度磁饱和状态，即使受到大电流的冲击也能及时恢复，避免了因电流冲击造成的零点漂移现象，其工作特性稳定，测量可重复性较高，其温度特性较好，不易受温度变化的影响。具有抗干扰能力强、测量灵敏度高、工作可靠等特点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的电路结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本发明进行进一步详细说明。

由图1-2所示的实施例可知，本实施例包括由软磁材质制作的漏电流检测环A，在漏电流检测环A上设有方波电磁激励线圈L1和负反馈线圈L2，线圈L1和线圈L2与漏电流检测电路连接，漏电流检测电路结构为：地TE经电阻R1与运算放大器A1的反相输入端连接，地TE经电阻R2与运算放大器A1的同相输入端连接，电阻R2和运算放大器A1的同相输入端连接的节点经电阻R3、运算放大器A1的输出端和线圈L1与电阻R1和运算放大器A1的反相输入端的连接的节点连接，电阻R1的两端并联电容C1；运算放大器A1的输出端经电阻R5与运算放大器A3的同相输入端连接，地TE经电阻R4与运算放大器A3的反相输入端连接，运算放大器A3的反相输入端与运算放大器A3的输出端之间并联电阻R6和电容C2，运算放大器A3的输出端经电阻R7、电容C3与漏电流检测电路的输出端OUT连接；电位器PR所调节的电压输出端经电阻R9与运算放大器A4的反相输入端连接，电阻R9和运算放大器A4的反相输入端连接的节点与电阻R7和电容C3连接的节点连接，运算放大器A4的输出端与电容C3和电阻R8连接的节点连接，运算放大器A4的输出端经线圈L2、电阻R11与地TE连接；电阻R5和运算放大器A3的同相输入端连接的节点经电容C6与运算放大器A2的反相输入端连接，地TE与运算放大器A2的同相输入端连接，运算放大器A2的输出端经电阻R10与运算放大器A2的反相输入端连接，运算放大器A2的输出端经电容C5与运算放大器A3的同相输入端连接。

漏电流检测环A采用坡莫合金材质卷制而成。

漏电流检测电路的输出信号经RC滤波电路由输出端OUT输出。

使用方法：

将直流系统中的正负导线穿过漏电流检测环，漏电流检测电路即可对直流系统进行在线漏电流检测。

电路工作原理：

线圈L1与运算放大器A1构成方波激励电压源电路，线圈L1接到运算放大器A1的反相输入端，与同相端上的门限电压相比较，使运算放大器A1的输出不断发生转换，从而形成高低电平周期性交替的矩形振荡波形。当线路中存在直流漏电流时，漏电流检测环A的磁化路径在漏电流偏置磁场的作用下发生偏移，线圈L1就会获得一个感应电动势，经过运算放大器A1，方波激励电压源电路将产生一个正负半波不对称的畸变波形，畸变波形通过由运算放大器A2构成的二阶高通滤波电路处理后，转换成有正负偏差的抛物形波，二阶高通滤波电路由电阻R10,电容C6和运算放大器A2组成，通过电容C3由运算放大器A2的输出端到反相输入端引入负反馈信号，消弱输入信号，使电压放大倍数减小，只允许高频信号通过，达到滤除高频信号的作用。抛物形波经运算放大器A3放大后，送入电位器RP调零电路，在没有直流偏磁的情况下，通过调节电位器RP，将输出电压调节为0V。信号经过零位线性补偿，进入由电阻R9、电容C3和运算放大器A4组成的积分电路，经积分电路放大成输出信号，也即反馈信号，形成一个电动势加载到负反馈线圈L2两端。通过负反馈线圈L2产生的与被测直流漏电流所产生的磁动势相反方向的直流电动势，来平衡被测直流漏电流所产生的偏磁磁动势，还可以通过电阻R11，调节输出信号的传输比例，再经过电阻R8与电容C4组成的RC滤波电路，分离出反映原边漏电流的直流分量由输出端OUT输出。

Claims (3)

1.一种直流漏电流检测装置，其特征在于：包括由软磁材质制作的漏电流检测环A，在所述漏电流检测环A上设有方波电磁激励线圈L1和负反馈线圈L2，所述线圈L1和线圈L2与漏电流检测电路连接，所述漏电流检测电路结构为：地TE经电阻R1与运算放大器A1的反相输入端连接，地TE经电阻R2与运算放大器A1的同相输入端连接，所述电阻R2和运算放大器A1的同相输入端连接的节点经电阻R3、运算放大器A1的输出端和线圈L1与电阻R1和运算放大器A1的反相输入端的连接的节点连接，所述电阻R1的两端并联电容C1；所述运算放大器A1的输出端经电阻R5与运算放大器A3的同相输入端连接，地TE经电阻R4与运算放大器A3的反相输入端连接，所述运算放大器A3的反相输入端与运算放大器A3的输出端之间并联电阻R6和电容C2，所述运算放大器A3的输出端经电阻R7、电容C3与所述漏电流检测电路的输出端OUT连接；电位器PR所调节的电压输出端经电阻R9与运算放大器A4的反相输入端连接，所述电阻R9和运算放大器A4的反相输入端连接的节点与电阻R7和电容C3连接的节点连接，所述运算放大器A4的输出端与电容C3和电阻R8连接的节点连接，所述运算放大器A4的输出端经线圈L2、电阻R11与地TE连接；所述电阻R5和运算放大器A3的同相输入端连接的节点经电容C6与运算放大器A2的反相输入端连接，地TE与所述运算放大器A2的同相输入端连接，所述运算放大器A2的输出端经电阻R10与运算放大器A2的反相输入端连接，所述运算放大器A2的输出端经电容C5与运算放大器A3的同相输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种直流漏电流检测装置，其特征在于：所述漏电流检测环A采用坡莫合金材质卷制而成。

3.根据权利要求1所述的一种直流漏电流检测装置，其特征在于：所述漏电流检测电路的输出信号经RC滤波电路由输出端OUT输出。