[发明专利]一种抗电磁干扰的零磁通互感器

说明书

本发明公开一种抗电磁干扰的零磁通互感器，待测电流流经绕设在电流测量铁心的原边线圈产生杂散磁场，电流测量绕组和电流励磁补偿绕组绕制于电流测量铁心的副边，噪声测量绕组和噪声励磁补偿绕组绕制于噪声检测铁心上，测量励磁电流动态平衡电路检测待测电流激磁磁通在电流测量绕组产生的电流，并产生平衡励磁补偿电流输出至电流励磁补偿绕组；噪声检测励磁电流动态平衡电路检测杂散磁场产生的激磁磁通在噪声测量绕组产生的电流，并产生平衡励磁补偿电流至噪声励磁补偿绕组，电流信号放大电路和噪声信号放大电路分别将两组测量信号进行放大，差分信号处理单元分别连接电流信号放大电路和噪声信号放大电路输出端，并差分处理得到体现待测电流大小的电压信号。本发明克服了传统零磁通互感器在电磁干扰环境下噪声信号严重影响测量精度的问题。

技术领域

本发明涉及电流互感器技术领域，尤其涉及一种抗电磁干扰的零磁通互感器。

背景技术

电流互感器能够将大电流按比例变换成小电流，主要用于测量仪器、保护设备及自动控制设备的标准化、小型化。电流互感器能够隔离高电压系统，确保人身和设备安全，因此被广泛应用于电气绝缘在线监测装置中。其中零磁通电流互感器由于使用了励磁平衡原理，具有较高的测量精度，常用在需要监测小电流的电气绝缘在线监测装置上。

电气绝缘在线监测装置一般是安装在变电站等电磁环境相对复杂的场所，因此零磁通电流互感器所处环境中其它通电导体在互感器铁芯中产生的磁场（即杂散磁场）与穿过线圈的导线上电流产生的磁场叠加，将同时反馈在电流互感器的输出信号上。环境中电磁场影响在大电流测量时因占比较小可以忽略，但如果是用于避雷器泄漏电流在线监测装置等小电流监测时，环境中电磁场的干扰会对输出结果的准确性产生极大的影响。

发明内容

本发明的目的在于针对零磁通互感器在电磁场干扰环境下，微小电流测量时不能同时解决去噪与保留原始信号之间的矛盾，提供一种抗电磁干扰的零磁通互感器，克服了传统零磁通互感器在电磁干扰环境下噪声信号严重影响测量精度的问题。

本发明采用的技术方案是：

一种抗电磁干扰的零磁通互感器，其包括互感器铁心和互感器绕组，互感器铁心包括电流测量铁心和噪声检测绕组铁心，互感器绕组分为电流测量绕组、电流励磁补偿绕组、噪声测量绕组和噪声励磁补偿绕组，原边线圈绕设在电流测量铁心的原边，电流测量绕组和电流励磁补偿绕组绕制于电流测量铁心的副边， 噪声测量绕组和噪声励磁补偿绕组绕制于噪声检测铁心上，

待测电流与环境中杂散磁场产生的激磁磁通在电流测量绕组产生电流，电流测量绕组接入测量励磁电流动态平衡电路，测量励磁电流动态平衡电路根据电流测量绕组输入的电流信号产生动态励磁补偿电流输出至电流励磁补偿绕组，电流励磁补偿绕组的输出信号连接电流信号放大电路；

环境中杂散磁场产生的激磁磁通在噪声测量绕组两端产生噪声电流，噪声测量绕组接入噪声检测励磁电流动态平衡电路，噪声检测励磁电流动态平衡电路根据噪声测量绕组输入的信号产生动态励磁补偿电流至噪声励磁补偿绕组，噪声励磁补偿绕组的输出信号连接噪声信号放大电路；

差分信号处理单元的两个输入端分别对应连接电流信号放大电路和噪声信号放大电路，用于将两组输入的电电压信号进行差分处理，得到体现待测电流大小的电压信号。

进一步地，作为一种较优实施方式，电流测量铁心和噪声检测绕组铁心均为空心圆柱体且尺寸完全相同。

进一步地，作为一种较优实施方式，电流测量绕组和电流励磁补偿绕组均匀绕制于电流测量铁心上。

进一步地，作为一种较优实施方式，电流测量绕组的匝数和电流励磁补偿绕组的匝数相同。

进一步地，作为一种较优实施方式，噪声测量绕组和噪声励磁补偿绕组均匀绕制于噪声检测铁心上。

进一步地，作为一种较优实施方式，噪声测量绕组的匝数和噪声励磁补偿绕组的匝数相同。