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傳統(tǒng)檢測直流系統(tǒng)絕緣的方法主要有：電橋平衡法和低頻探測法兩種。但是兩者均存在若干難以克服的缺陷。所以早在2004年中國電力科學(xué)研究院就正式發(fā)布的DL-T856-2004 《電力用直流電源監(jiān)控裝置規(guī)范》一文的附錄A.3.g款明確規(guī)定：“檢測饋線支路數(shù)應(yīng)大于32路，采用傳感器，應(yīng)減少支路電容影響，安裝方便”。

本文就將支路漏電流檢測所使用的漏電流傳感器的方案進(jìn)行探討，并提出：(1)智能自檢功能對一個(gè)安全監(jiān)測器件重要性。(2)集約化，模塊化、小型化將是電力工程直流電源設(shè)備未來的發(fā)展方向。

一、傳統(tǒng)的主要有電橋平衡法和低頻探測法的回顧

1.電橋平衡法實(shí)現(xiàn)的絕緣監(jiān)測裝置被廣泛使用，但它不能檢測直流系統(tǒng)正、負(fù)極絕緣同等下降時(shí)的情況;絕緣監(jiān)測裝置即使報(bào)警，也不能直接得到系統(tǒng)對地的絕緣電阻大小。

2.低頻探測法能檢測的接地電阻受直流系統(tǒng)對地分布電容的制約，而且低頻交流信號容易受外界的干擾，另外注入的低頻交流信號會(huì)增大直流系統(tǒng)的電壓紋波系數(shù)。

綜上所述，傳統(tǒng)的電橋平衡法和的低頻探測法均存在若干難以克服的缺陷。

二、饋線支路漏電流檢測方案

1. 饋線支路漏電流的產(chǎn)生

當(dāng)出現(xiàn)正負(fù)絕緣都降低的時(shí)候，線路中將出現(xiàn)明顯的不成比例關(guān)系的漏電流。如下圖(1)所示。


隨著各個(gè)支路絕緣度的進(jìn)一步降低，漏電流也將不成比例的變大。如果不能及時(shí)準(zhǔn)確的檢測出漏電流的大小，并在預(yù)設(shè)的安全閾值點(diǎn)上給出報(bào)警信號，那將對整個(gè)電力系統(tǒng)帶來極大的安全隱患。

2. 饋線支路漏電流檢測的總方案

根據(jù)DL-T856-2004 《電力用直流電源監(jiān)控裝置規(guī)范》一文的附錄A.3.g款明確規(guī)定：“檢測饋線支路數(shù)應(yīng)大于32路，采用傳感器，應(yīng)減少支路電容影響，安裝方便”

圖(2)給出了支路絕緣檢測方案的大致結(jié)構(gòu)圖


單片機(jī)通過多路開關(guān)將不同支路漏電流傳感器的輸出電壓采集進(jìn)來，在絕緣主模塊需要的時(shí)候?qū)⒉杉臄?shù)據(jù)發(fā)給主模塊。

由此可見，漏電流傳感器是決定性的器件。

三、漏電流傳感器選擇的探討

1.目前饋線支路漏電流檢測主要使用直流漏電流傳感器的方案。如下圖(3)所示：

可以看到目前的直流漏電流傳感器：導(dǎo)軌式安裝，穿線式測量，體積較大。

詳細(xì)查閱某主流應(yīng)用型號的相關(guān)規(guī)格書和實(shí)際使用過程中，發(fā)現(xiàn)如下不足：

· 精度，線性度較差

· 功耗較大

· 溫漂較高，且工作溫度范圍較窄，只能在-10～70度之間工作

· 響應(yīng)時(shí)間較慢

· 只能測直流分量

· 模塊體積較大，不利于模塊化、數(shù)字化發(fā)展方向發(fā)展

· 無自檢功能，維修、排除故障成本巨大

2.　Magtron RCMU

在智能化，集約化，模塊化，小型化的行業(yè)升級大背景下，減小現(xiàn)在電力工程直流電源設(shè)備的體積，提高能量密度，實(shí)現(xiàn)降本，提效已經(jīng)是一種趨勢。

Magtron為滿足這樣的技術(shù)發(fā)展要求和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，推出了具有自檢功能，高精度，低功耗，超小尺寸(26mm*23mm*12mm)，PCB安裝，免穿線的智能AC/DC漏電流傳感器RCMU101SM系列產(chǎn)品。具體細(xì)節(jié)如下：

· 安全自檢(Self-check)功能，安規(guī)件級別

· 漏電流檢測范圍AC/DC 0mA~500mA

· 內(nèi)置單芯片集成方案

· 超小體積，PCB安裝

· Type B的RCMU

· DC~700Hz頻率范圍

· 全溫區(qū)高線性度、高精度

· 單電源供電

· 輸出應(yīng)用電路簡單

四、 智能自檢功能對一個(gè)安全監(jiān)測器件重要性

作為一個(gè)安全監(jiān)測器件，只有在保證安全監(jiān)測器件本身是功能正常的情況下，才能對整個(gè)系統(tǒng)提供安全監(jiān)測。所以自檢功能必不可少!

MAGTRON RCMU101SM系列產(chǎn)品自檢功能簡介：


在每次上電過程中，將Check腳置高電平3.3V<5v(在系統(tǒng)的mcu中預(yù)制此程序，自動(dòng)執(zhí)行)，器件內(nèi)部將自己模擬出一個(gè)50ma的漏電，此時(shí)vout值將從原來2.5v跳變成2.7v±0.05v，從而判斷rcmu器件正常，將check腳置低，器件進(jìn)入正常漏電檢測模式。< p=""> <5v(在系統(tǒng)的mcu中預(yù)制此程序，自動(dòng)執(zhí)行)，器件內(nèi)部將自己模擬出一個(gè)50ma的漏電，此時(shí)vout值將從原來2.5v跳變成2.7v±0.05v，從而判斷rcmu器件正常，將check腳置低，器件進(jìn)入正常漏電檢測模式。<>

五、集約化， 模塊化和小型化的RCMU

Magtron RCMU101SM系列漏電流傳感器，除了采用單SOC芯片方案實(shí)現(xiàn)了高度集成化，小型化(26mm*23mm*12mm)，還對器件的外觀和結(jié)構(gòu)也做了別具匠心的設(shè)計(jì),如圖(5)所示：

該產(chǎn)品使用全球首發(fā)的單SOC芯片設(shè)計(jì)，擁有獨(dú)特的數(shù)字化編程，高線性度及智能化校正，獨(dú)特的SELF-CHECK自檢測功能，更可檢測低至6MA交直流漏電等特點(diǎn)，完全符合電力工程直流電源設(shè)備的檢測要求。

六、總結(jié)

Magtron基于iFluxgate技術(shù)的SoC芯片方案所推出的RCMU101SM系列漏電流傳感器，使得電力工程直流電源設(shè)備減小體積，提高能量密度，實(shí)現(xiàn)降本，提效模塊化設(shè)計(jì)成為可能。

RCMU101SM系列漏電流傳感器的推出，會(huì)大幅度降低電力工程直流電源設(shè)備系統(tǒng)資源整合的成本。順應(yīng)國家電網(wǎng)要求的，電力工程直流電源設(shè)備系統(tǒng)的智能化，集約化，模塊化、小型化的發(fā)展方向。


Magtron是All Programamble PGA Sensor、磁電傳感SoC的全球領(lǐng)先企業(yè)，致力于實(shí)現(xiàn)新一代更智能的、高功率密度和 定制 化的磁電傳感系統(tǒng)方案。在整個(gè)行業(yè)向工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和傳感智能化的大趨勢推動(dòng)下，Magtron的創(chuàng)新技術(shù)Quadcore，RCMU，iShunt等創(chuàng)新技術(shù)使得磁電傳感，特別是電流傳感器應(yīng)用既高度集成易用，同時(shí)實(shí)現(xiàn)高功率密度化，也首次實(shí)現(xiàn)傳感器高速軟件化。