[实用新型]一种基于零磁通原理的电流传感器信号调理系统

说明书

本申请提供一种基于零磁通原理的电流传感器信号调理系统，包括：检测绕组、补偿绕组及信号调理电路；所述检测绕组及所述补偿绕组绕于电缆进线及电缆出线的中性线所在的铁芯位置；所述信号调理电路包括：依次相连的检测线圈感应电动势测量电路、输入信号放大电路、隔直电路、动态分流电路、补偿电路及负反馈放大输出电路；所述检测绕组连接所述检测线圈感应电动势测量电路，所述补偿绕组连接所述动态分流电路。本申请能够保障窄零磁通线圈内漏电流检测的精度和信噪比。

技术领域

本申请涉及信号处理技术，具体的是一种基于零磁通原理的电流传感器信号调理系统。

背景技术

常规的微小电流传感器基于零磁通原理，利用双绞线绕满铁芯，实现穿心导体内电流矢量和的检测，进而实现对漏电流的检测。常规的漏电流检测方法是让单根导线或三相电缆穿过铁芯，实现对漏电流的检测。然而，在三相交变电力系统中，这种方法仅可以完成对线路中总漏电流的检测，无法获得交变电力系统中三相电路每一相上漏电流的数值。为了获得交变电力系统中三相电路每一相上漏电流的数值，需让电缆进线和出线同时穿过铁芯，通过测量电缆进线和出线的电流矢量和，获知漏电流值。

考虑到绝缘要求，电缆进线和出线需放置在合适的绝缘距离上，此时，铁芯中的磁场分布将由单相绕组内的安培级负荷电流及毫安级差分漏电流共同决定。由于铁芯中会产生随负荷电流实时波动的偏置磁场，所以如果沿用传统方法将双绞线绕满铁芯，则无法有效避免安培级负荷电流对毫安级差分漏电流测量的影响。因此，需对双绞线在铁芯上的绕线方式做出改变。

又由于基于对称放置的电缆进线和出线，其中性线位置上的漏电流检测信噪比最高，因此，需将双绞线绕满铁芯的绕线方式改变为在中性线位置绕线的绕线方式，且整体绕线宽度越窄，越能保证测量信噪比。依据这种方式制作出的线圈称为窄零磁通线圈。然而，绕线宽度窄意味着绕线匝数少，这将带来如下问题：

第一，由于毫安级漏电流产生的磁场很小，匝数太少则绕组两端感应电动势过小，难以驱动信号调理电路中的后级放大芯片；

第二，测量过程易受干扰、精度可能降低；

第三，为减小绕线宽度，需选用线径更细的双绞线，导致线圈电阻增加，进而容易产生自激振荡。

因此，经过以上分析，窄零磁通线圈内的漏电流检测对信号调理电路提出了更高的要求。目前应用的基于零磁通原理的电流传感器信号调理电路无法很好地保证窄零磁通线圈内漏电流检测的精度和信噪比。

实用新型内容

针对现有技术中的问题，本申请提供一种基于零磁通原理的电流传感器信号调理系统，能够完成窄零磁通线圈内漏电流检测过程中对信号的调理工作，能够保障窄零磁通线圈内漏电流检测的精度和信噪比。

本申请提供一种基于零磁通原理的电流传感器信号调理系统，包括：检测绕组、补偿绕组及信号调理电路；所述检测绕组及所述补偿绕组绕于电缆进线及电缆出线的中性线所在的铁芯位置；所述信号调理电路包括：依次相连的检测线圈感应电动势测量电路、输入信号放大电路、隔直电路、动态分流电路、补偿电路及负反馈放大输出电路；所述检测绕组连接所述检测线圈感应电动势测量电路，所述补偿绕组连接所述动态分流电路。

进一步地，所述信号调理电路还包括：放大芯片供电电路，用于为所述输入信号放大电路及所述负反馈放大电路供电。

进一步地，所述检测线圈感应电动势测量电路包括：

第一滤波电容，并联于所述检测绕组的两端，用于一次侧负载电流耦合在检测绕组中的高频信号；

第一稳压管，并联于所述第一滤波电容的两端，用于防止电流互感器受高压冲击；

两个第一平衡电阻，所述两个第一平衡电阻第一端分别与所述第一稳压管的其中一端连接；