块的第三二极管D3?第七二极管D7实现对该模块的输入保护，同时对第二运算放大器F2的输出信号SOUT进行保护，防止进入容性设备绝缘带电检测仪的信号超过其测量范围。副边绕组L2与第三二极管D3的阴极、第六二极管D6的阳极及第五电阻R5、第六电阻R6、第五电容C5的一端连接，第五电阻R5的另一端与第二运算放大器F2的反相输入端连接，第六电阻R6和第五电容C5的另一端连接至第二运算放大器F2的输出端，并输出电压信号SOUT至容性设备绝缘带电检测仪，第八二极管D8、第九二极管D9反接并联后一端接地，一端接第二运算放大器F2的反相输入端。
[0021]图2中，VCCIN+和VCCIN-是来自容性设备绝缘带电检测仪的正12V和负12V电源端子，它们为电源保护模块提供电源。
[0022]图2的电源保护模块中，每个电源引线处分别并联一个电解电容(VCCIN-连接第六电容C6，VCCIN+接第八电容C8)和普通电容(VCCIN-连接第七电容C7，VCCIN+接第九电容C9)实现滤波。VCCIN+引线上串联第十电阻RlO输出VCC+，防止瞬间过电流对后边电子元器件造成损害，RlO的高电势端连有第i^一二极管D11的阴极，D11的阳极接地，实现对输出电压VCC+的钳位，防止过电压对后边电子元器件造成损害；同理，VCCIN-引线上串联第九电阻R9输出VCC-，R9的低电势端接第十二极管Dl O的阳极，Dl O的阴极接地，实现对输出电压VCC-的钳位。
[0023]图2中副边绕组L2上的电流信号通过第二运算放大器F2及其周边电路转换为电压信号并放大输出，最终的取样信号SOUT送至容性设备绝缘带电检测仪。
[0024]本装置的特征在于图2中的检测线圈Ld缠绕在铁芯上，其两端的小电动势来自于铁芯中激磁电流1带来的残余磁通量的变化，该感应电动势由第一运算放大器Fl放大后，经过C3、C4两个反接电解电容隔直后输出一个电流信号，如果检测绕组Ld两端电动势变大(说明铁芯中激磁磁通量变大)，则该模块输出的电流信号变大，即副边绕组Ld上的I2变大，由于I2产生的磁通与原边绕组L1中的电流I1产生的磁通方向相反，大小近似，因此可以起到对铁芯去磁的作用，进而使检测绕组Ld上的电动势变小，在高速的动态检测及调整下，铁芯中的磁通一直逼近零磁通状态，理想状态下，I2全部由动态检测及平衡调整电流产生模块提供，而不从感应电动势取电流。铁芯在“零磁通”状态时，工作于磁化曲线的起始阶段(线性段)，电流传感器输出波形就不会畸变，从而达到较高的测量精度。
【主权项】
1.一种容性设备接地电流取样装置，其特征是，包括设置于多个屏蔽层内的穿心式电流互感器(CT)、动态检测及平衡调整电流产生模块和I/U转换及信号放大模块，所述电流互感器(CT)安装在容性设备的接地线上，其铁芯上绕有检测线圈(Ld)和副边绕组(L2),所述动态检测及平衡调整电流产生模块的输入端接检测线圈(Ld)的输出端，输出端经副边绕组(L2)接I/U转换及信号放大模块的输入端，所述I/U转换及信号放大模块的输出端接容性设备绝缘带电检测仪的输入端。2.根据权利要求1所述的一种容性设备接地电流取样装置，其特征是，所述动态检测及平衡调整电流产生模块包括第一运算放大器(F1)、四个电阻、四个电容和两个二极管，第一运算放大器(Fl)的同相输入端经第一电阻(Rl)接电流互感器(CT)的检测线圈(Ld)的信号输出端，反相输入端经第二电阻(R2)接检测线圈(Ld)的接地端，第三电阻(R3)和第一电容(Cl)均并接在第一运算放大器(Fl)的反相输入端与输出端之间，第二电容(C2)与反并联连接的第一二极管(Dl)和第二二极管(D2)均并接在检测线圈(Ld)的两端，第三电容(C3)和第四电容(C4)反向串接后一端接第一运算放大器(Fl)的输出端，另一端经第四电阻(R4)接地并经电流互感器(CT)的副边绕组(L2)接I/U转换及信号放大模块的输入端。3.根据权利要求1或2所述的一种容性设备接地电流取样装置，其特征是，所述I/U转换及信号放大模块包括第二运算放大器(F2)、第五电容(C5)、四个电阻和七个二极管，第二运算放大器(F2)的同相输入端接地，反相输入端经第五电阻(R5)接电流互感器(CT)的副边绕组(L2),输出端接容性设备绝缘带电检测仪的输入端;第五电容(C5)和第六电阻(R6)的一端接第二运算放大器(F2)的输出端，另一端接电流互感器(CT)的副边绕组(L2);第三二极管(D3)、第四二极管(D4)和第五二极管(D5)的阳极连接在一起后经第七电阻(R7)接本装置的电源输入端VCC-，第五二极管(D5)、第六二极管(D6)和第七二极管(D7)的阴极连接在一起后经第八电阻(R8)接本装置的电源输入端VCC+，第三二极管(D3)的阴极和第六二极管(D6)的阳极接电流互感器(CT)的副边绕组(L2),第四二极管(D4)的阴极和第七二极管(D7)的阳极接第二运算放大器(F2)的输出端;第八二极管(D8)和第九二极管(D9)反并联连接后一端接地，一端接第二运算放大器(F2)的反相输入端。4.根据权利要求3所述的一种容性设备接地电流取样装置，其特征是，所述屏蔽层包括磁屏蔽层和电屏蔽层，所述磁屏蔽层设置两层，所述电屏蔽层位于磁屏蔽层的外部。5.根据权利要求4所述的一种容性设备接地电流取样装置，其特征是，构成中还包括电源保护模块，所述电源保护模块包括两个电阻、两个二极管和四个电容，第九电阻(R9)接于电源输入端VCC-与外部电源的VCCIN-之间，第十二极管(DlO)、第六电容(C6)和第七电容(C7)的一端接地，一端接外部电源的VCCIN-端;第十电阻(Rl O)接于本装置的电源输入端VCC+与外部电源的VCCIN+之间，第^^一二极管(Dll)、第八电容(C8)和第九电容(C9)的一端接地，一端接外部电源的VCCIN+端。
【专利摘要】一种容性设备接地电流取样装置，包括设置于多个屏蔽层内的穿心式电流互感器、动态检测及平衡调整电流产生模块和I/U转换及信号放大模块，所述电流互感器安装在容性设备的接地线上，其铁芯上绕有检测线圈和副边绕组，所述动态检测及平衡调整电流产生模块的输入端接检测线圈的输出端，输出端经副边绕组接I/U转换及信号放大模块的输入端，所述I/U转换及信号放大模块的输出端接容性设备绝缘带电检测仪的输入端。本实用新型的弱电流传感器，使铁芯工作在磁化曲线的线性段，同时利用多层屏蔽来防止外界电磁干扰，使电流取样装置的输出波形不发生畸变，从而减小了电流的取样误差，提高了电容性设备绝缘状况的检测精度。
【IPC分类】G01R19/00
【公开号】CN205374572
【申请号】CN201521124508
【发明人】赵建军, 杜玉新, 张宝金, 杨丽影, 吴彬, 高常海, 张普, 张明
【申请人】保定华创电气有限公司
【公开日】2016年7月6日
【申请日】2015年12月31日