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CN109975595A - 一种抗工频磁场干扰的泄漏电流传感器及装置 - Google Patents

一种抗工频磁场干扰的泄漏电流传感器及装置 Download PDF

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CN109975595A
CN109975595A CN201910276420.5A CN201910276420A CN109975595A CN 109975595 A CN109975595 A CN 109975595A CN 201910276420 A CN201910276420 A CN 201910276420A CN 109975595 A CN109975595 A CN 109975595A
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CN
China
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induction coil
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frequency magnetic
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于大洋
刘英男
任益君
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Shandong University
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Shandong University
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    • 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
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Abstract

本公开提供了一种抗工频磁场干扰的泄漏电流传感器及装置。其中，一种抗工频磁场干扰的泄漏电流传感器，包括电流互感线圈模块，其包括第一感应线圈和第二感应线圈，第一感应线圈和第二感应线圈在水平方向上平行安装，第一感应线圈和第二感应线圈的放置姿态、绕线方向及匝数均一致；所述第一感应线圈和第二感应线圈输出端反接至采集模块；采集模块，其包括处理器，所述处理器用于接收第一感应线圈和第二感应线圈输出的电流信号并将这两个电流信号累加，得到泄漏电流值。

Description

一种抗工频磁场干扰的泄漏电流传感器及装置
技术领域
本公开属于泄漏电流传感器领域，尤其涉及一种抗工频磁场干扰的泄漏电流传感器及装置。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
电网中有许多设备需要采集微弱的泄漏电流，如变压器、避雷器等，通过泄漏电流的大小反映该设备的绝缘状况。电网运行电压等级高、电流大，电网运行环境中存在强烈的工频电磁场，但泄漏电流往往是毫安或者微安级，易受工频电磁场的干扰。
发明内容
为了解决上述问题，本公开的第一个方面提供一种抗工频磁场干扰的泄漏电流传感器，其采用产生两个相位相反的电势的感应线圈构成泄漏电流传感器，保证了外部磁场在两个线圈的电压相量和始终为零，外部干扰通过双线圈连接方式抵消为零，即可准确测量穿过感应线圈电缆上的泄漏电流。
为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：
一种抗工频磁场干扰的泄漏电流传感器，其特征在于，包括：
电流互感线圈模块，其包括第一感应线圈和第二感应线圈，第一感应线圈和第二感应线圈在水平方向上平行安装，第一感应线圈和第二感应线圈的放置姿态、绕线方向及匝数均一致；所述第一感应线圈和第二感应线圈输出端反接至采集模块；
采集模块，其包括处理器，所述处理器用于接收第一感应线圈和第二感应线圈输出的电流信号并将这两个电流信号累加，得到泄漏电流值。
为了解决上述问题，本公开的第二个方面提供一种泄漏电流检测装置，其包括产生两个相位相反的电势的感应线圈构成泄漏电流传感器，保证了外部磁场在两个线圈的电压相量和始终为零，外部干扰通过双线圈连接方式抵消为零，即可准确测量穿过感应线圈电缆上的泄漏电流。
为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：
一种泄漏电流检测装置，包括上述所述的抗工频磁场干扰的泄漏电流传感器。
本公开的有益效果是：
本公开的泄漏电流传感器产生两个相位相反的电势的感应线圈构成，保证了外部磁场在两个线圈的电压相量和始终为零，外部干扰通过双线圈连接方式抵消为零，即可准确测量穿过感应线圈电缆上的泄漏电流。
附图说明
构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
图1是本公开实施例提供的一种抗工频磁场干扰的泄漏电流传感器原理图。
图2是本公开实施例提供的一种抗工频磁场干扰的泄漏电流传感器结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在本公开中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本公开各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本公开中任一部件或元件，不能理解为对本公开的限制。
本公开中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本公开中的具体含义，不能理解为对本公开的限制。
如图1和图2所示，本实施例的一种抗工频磁场干扰的泄漏电流传感器，包括：
电流互感线圈模块，其包括第一感应线圈和第二感应线圈，第一感应线圈和第二感应线圈在水平方向上平行安装，第一感应线圈和第二感应线圈的放置姿态、绕线方向及匝数均一致；所述第一感应线圈和第二感应线圈输出端反接至采集模块；
如图2所示，第一感应线圈A和第二感应线圈B的放置姿态、绕线方向及匝数均一致，第一感应线圈A的出线端A1与第二感应线圈B的出线端B2相连；第一感应线圈A的出线端A2与第二感应线圈B的出线端B1相连。
采集模块，其包括处理器，所述处理器用于接收第一感应线圈和第二感应线圈输出的电流信号并将这两个电流信号累加，得到泄漏电流值。
具体地，本实施例的泄漏电流传感器抗工频磁场干扰的原理为双线圈原理，分析如图1所示，其中：
1)I：设备产生的干扰源，干扰指标为A/m(安培/每米)。
2)L1；第一感应线圈。
3)L2：第二感应线圈。
4)R1：第一感应线圈绕组。
5)R2：第二感应线圈绕组。
6)i：需要采集的泄漏电流。
当两个感应线圈相距预设距离(比如：5cm)且放置姿态一致时，可视其处在相同的强电磁环境中，附近强磁干扰时，在两个线圈绕组上分别感应出电压V1和V2，R1和R2采用出线相反的方式，会产生两个相位相反的电势，将两个电势分别接到采集模块中，这样在各时间点V1和V2的相量和始终为零，即保证了外部磁场在两个线圈的电压相量和始终为零，外部干扰通过双线圈连接方式抵消为零，即可准确测量穿过第二感应线圈电缆上的泄漏电流。
本实施例的泄漏电流传感器的工作方式：采用双线圈结构，用于避雷器泄漏电流在线采集。
本实施例实现了避雷器泄漏电流传感器抗工频磁场干扰的功能。
作为一种实施方式，所述第一感应线圈和第二感应线圈均为全闭合结构。
本实施例的泄漏电流传感器中的感应线圈为全闭合结构，增强屏蔽，提高了抗干扰能力。
作为一种实施方式，所述采集模块还与无线通信模块相连。
需要说明的是，所述无线通信模块包括但不限于LoRa无线通信模块。
作为一种实施方式，所述采集模块和无线通信模块均与供电模块相连。
需要说明的是，所述供电模块包括但不限于锂电池。
本实施例的泄漏电流传感器产生两个相位相反的电势的感应线圈构成，保证了外部磁场在两个线圈的电压相量和始终为零，外部干扰通过双线圈连接方式抵消为零，即可准确测量穿过感应线圈电缆上的泄漏电流。
在另一实施例中，还提供了一种泄漏电流检测装置，包括如图1和图2所示的抗工频磁场干扰的泄漏电流传感器。
如图1和图2所示的抗工频磁场干扰的泄漏电流传感器的安装方式：卸开接地线螺栓，将接地扁铁穿过采集单元，再将螺栓拧紧。
如图1和图2所示的抗工频磁场干扰的泄漏电流传感器由电池供电，无需布线，施工方便快捷。
以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种抗工频磁场干扰的泄漏电流传感器，其特征在于，包括：
电流互感线圈模块，其包括第一感应线圈和第二感应线圈，第一感应线圈和第二感应线圈在水平方向上平行安装，第一感应线圈和第二感应线圈的放置姿态、绕线方向及匝数均一致；所述第一感应线圈和第二感应线圈输出端反接至采集模块；
采集模块，其包括处理器，所述处理器用于接收第一感应线圈和第二感应线圈输出的电流信号并将这两个电流信号累加，得到泄漏电流值。
2.如权利要求1所述的一种抗工频磁场干扰的泄漏电流传感器，其特征在于，所述第一感应线圈和第二感应线圈均为全闭合结构。
3.如权利要求1所述的一种抗工频磁场干扰的泄漏电流传感器，其特征在于，所述采集模块还与无线通信模块相连。
4.如权利要求3所述的一种抗工频磁场干扰的泄漏电流传感器，其特征在于，所述无线通信模块为LoRa无线通信模块。
5.如权利要求3所述的一种抗工频磁场干扰的泄漏电流传感器，其特征在于，所述采集模块和无线通信模块均与供电模块相连。
6.如权利要求5所述的一种抗工频磁场干扰的泄漏电流传感器，其特征在于，所述供电模块为锂电池，为采集模块和无线通信模块供电。
7.一种泄漏电流检测装置，其特征在于，包括如权利要求1-6中任一项所述的抗工频磁场干扰的泄漏电流传感器。
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