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一種20uA直流小電流(漏電流)的高精度測量方案

目前,在國網、逆變站等電力工程直流電源設備作為主要電氣設備的保安電源及控制信號電源,是一個十分龐大的多分支供電網絡。在一般情況下,一點接地并不影響直流系統的運行,但如果不能迅速找到接地故障點并予以修復,又發生另一點接地故障,就可能引起重大故障的發生。

檢測接地故障點(漏電流)現在大多采用饋線支路漏電流檢測,如下圖:

在客戶使用過程中,發現以下重要不足:

1)精度,線性度較差

2)溫漂較高,工作溫度范圍較窄

3)當線路出現老化,漏電流較小時,無法測量小電流信號。

為此,我司zui新研發成功一款基于磁通門原理的分辨率可達20uA的高精度直流/漏電流傳感器,即:CHDC-LTHA系列高精度直流/漏電流傳感器。

產品的優勢:

1:產品對磁通門電流傳感器的磁芯進行了改進

磁通門電流傳感器對磁芯性能的要求如下:

1)高磁導率;  2)低矯頑力;      3)磁滯回線環面積盡可能的??;

4)低磁致伸縮;5)低巴克豪森噪聲;6)表面光滑; 

7)相同的截面面積和均勻的磁性參數; 8)低飽和磁化強度 

滿足以上條件的有坡莫合金材料和非晶材料,兩種軟磁材料在磁通門電流傳感器中都已經開始大批量使用。

現有漏電流傳感器磁芯延續了漏電流互感器的磁芯工藝,雖然可以實現磁通門傳感測量,但是在幾個重要性能上與磁通門傳感器的要求會有偏差,導致磁通門傳感出現了精度很難做到很高。

我司針對跑道式磁通門電流傳感的特性,對納米非晶材料的工藝進行了改進,有了更小的磁滯回線環面積,使磁芯更加容易進入飽和狀態,并有更小的剩磁和噪聲,從zui根本上解決了小電流測量不準的問題。

2、產品對傳感器的激勵電路做了優化

磁通門傳感器要求磁鐵芯高導磁率,鐵芯在激勵信號作用下周期飽和,通過這種方式將被測信號調制,然后通過電路解調和處理輸出。在實際應用在,電路中能影響磁通門電流傳感器的核心是激勵震蕩電路和信號解調電路。激勵震蕩電路和信號解調電路有非常多種選擇,其中zui適合磁通門電流傳感器的方式是方波自激振蕩電路和平均值解調電路,但是現有的自激振蕩電路有著穩定性差,對稱性差的劣勢,導致傳感器存在比較大的零點偏置,并且零點溫度性能和穩定性差。

產品使用了一種自激振蕩電路,以同一個基準電壓做為正負激勵信號電壓的參考,無需其它隔離器件,確保了正負激勵信號的對稱性,基準電壓的穩定性也遠遠優于穩壓管和二極管,確保了振蕩電路的穩定性。平均值解調電路為高度穩定的低通濾波電路,

3、更好的屏蔽手段

由于漏電流測量的電流非常小,達到了UA級別,傳感器的敏感度會非常高,也會導致傳感器非常容易被外部磁場所干擾,使用屏蔽殼對外部磁場進行屏蔽也變得不可或缺。

現有漏電流傳感器多使用硅鋼屏蔽片與屏蔽環拼接成一個屏蔽殼,這種方式會有更加多的縫隙,屏蔽效果大打折扣。

本產品使用的是磁導率比硅鋼片高幾十倍的坡莫合金材料一體沖壓而成,減少了屏蔽殼的縫隙,高磁導率也打打提高了屏蔽效果

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