基于磁通门技术的直流漏电流检测方法及实现

摘要

随着科技的不断发展，直流电源系统已经成为工业现场必不可少的动力设备。直流系统接地故障，若不能及时排除，将可能引发人身事故，或者导致极其严重的电力事故，造成国民经济的损失。对支路系统进行直流漏电流检测，可以实时监测直流系统接地情况，一旦发生事故，能及时定位故障点。
　　近年来，随着电子信息技术、制造技术的快速发展，磁通门技术也日益蓬勃发展起来。磁通门技术是一门可测量微弱磁场的技术，为毫安级的直流漏电流检测提供了技术基础。本课题的目的在于应用磁通门检测技术，研究适合于直流系统漏电流检测的方法，并对此进行验证。
　　本文首先对国内外直流漏电流检测技术进行了论述，然后对磁通门技术的基本原理进行了说明，对磁通门信号测量方法进行了综述。
　　其次，对磁通门式的直流漏电流检测方案进行了总体说明，设定了预期可达到的技术指标。本文详细介绍了磁通门式磁芯线圈的设计，对多阶低频滤波电路进行了仿真分析，简要说明了信号调理单元、电磁兼容抗扰性的设计方法。重点对直流漏电流检测单元的激磁电路进行了建模，分析了理论模型与实际系统可能的差异，引入必要的修正参数，计算修正后的传递函数，并通过实验对核心电路的动态参数和输入输出响应特性进行了验证。
　　然后对整体设计方案进行了转化，形成了实物样机，对样机进行了验证测试。测试数据表明，样机的基本误差、温度特性、响应时间、电磁兼容等指标均达到预期的指标。
　　基于磁通门技术，实现了毫安级电流的穿心式检测，这种方式，即具有较高的准确性，有确保了测量过程中无需断开直流系统回路，非常适合于工业现场的使用。同时，磁通门技术的经济性，尤其是微型化和简单可靠，相关产品一定具有较好的市场推广前景。

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第一章 绪论

1.1 研究课题的背景与意义

1.2 直流漏电流检测技术国内外研究现状

1.3 论文的主要研究工作

1.4 论文的主要结构

第二章 磁通门技术基本原理及测量原理

2.1 磁通门基本原理

2.2 单磁芯型磁通门数学模型分析

2.3 环形磁通门数学模型分析

2.4 磁通门输出信号检测方法

2.5 小结

第三章 基于磁通门的直流漏电流检测方案

3.1 引言

3.2 技术方案简述

3.3 设计参考标准

3.4 主要性能指标

3.5 本章小结

第四章 直流漏电流检测的详细设计

4.1 实施方案

4.2磁芯线圈的设计与工作机理

4.3 激磁电路的设计与分析

4.4 低频滤波器的设计

4.5 信号调理电路

4.6 电磁兼容抗扰度设计

4.7 本章小结

第五章 直流漏电流检测装置的实现与测试

5.1外形结构及端子定义

5.2 磁芯线圈

5.3 性能测试

第六章 全文总结与展望

6.1总结

6.2工作展望

致谢

参考文献

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