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剩余電流監(jiān)測在各類用、配電系統(tǒng)是的一項安全措施,隨著近些年開關器件的創(chuàng)新與發(fā)展,產生的剩余電流波形變得越來越復雜,并逐漸向高頻化發(fā)展,對剩余電流檢測提出了更大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的AC型剩余電流傳感器只能對低頻交流進行檢測,而A型剩余電流傳感器能對低頻交流及脈動直流進行檢測,面對剩余電流高頻化的趨勢,兩者已經不能滿足電力系統(tǒng)保護要求,這種情況下,就需要更高性能要求的B型剩余電流傳感器。國標IEC 62752、GB/T 41589 與 IEC 62955、GB/T 40820對B型剩余電流傳感器做出了相關規(guī)定。
本文主要介紹 B型剩余電流傳感器 相關性能參數,選擇產品時可供參考。
一、工作電壓范圍
通常較寬的工作電壓范圍可以容忍較大的電源波動,提升產品的兼容性、可靠性和靈活性,擴大產品的適用場景,同時可以降低外部設計和維護成本。目前市面上的B型剩余電流傳感器工作電壓范圍大致為:
1) DC5V±3%,即4.85~5.15V范圍
2) DC5V±5%,即4.75~5.25V范圍
3) DC5V±10%,即4. 5~5.5V范圍
二、靜態(tài)功耗或靜態(tài)工作電流
產品在沒有檢測電流(空載)時的工作電流稱為靜態(tài)工作電流,根據靜態(tài)工作電流可以計算出靜態(tài)功耗。靜態(tài)功耗越低意味著能量消耗越少,發(fā)熱也越少,電子元件老化更慢,產品長期運行更加穩(wěn)定可靠。B型剩余電流傳感器靜態(tài)工作電流一般為30mA,20mA,10mA或更低。靜態(tài)工作電流在20mA以上時,可能會有較明顯的發(fā)熱。
三、工作環(huán)境溫度范圍
產品具有寬工作溫度范圍,表明產品選取的原材料具有更高的溫度等級。B型剩余電流傳感器一般為工業(yè)級溫度-40℃~+85℃或-40℃~+105℃。目前主要應用于充電樁領域,若環(huán)境溫度高且充電線纜發(fā)熱較嚴重時,可能會導致產品溫度比較高,因此具有更寬的工作溫度范圍可以保證產品正常運行。
四、動作電流
國標規(guī)定了B型剩余電流傳感器,對不同的剩余電流波形,有不同的動作電流范圍。這些剩余電流波形主要有:
A)交流波形
1) AC
2) A+0o ,A-0o
3) A+90o, A-90o
4) A+135o, A-135o
5) 疊加直流電流的交流波形DC+AC,DC+ (A+0o)等
6) 不同頻率的混合的復合交流波形F
B)平滑直流、脈動直流波形
1) SDC+,SDC-
2) 2PDC+,2PDC-
3) 3PDC+,3PDC-
產品典型動作電流位于國標規(guī)定上下限的中心值,這樣即使產品動作點受溫度、磁場、大電流等影響有所漂移,也仍然能保證滿足標準要求。比如對于平滑直流類型的剩余電流,國標規(guī)定SDC+動作下限值為3mA,上限值為6mA,宜選取產品SDC+典型動作電流為4.5mA左右。
五、動作時間
B型剩余電流傳感器對于不同波形的剩余電流,從采樣到中間判斷計算,到最后輸出TRIP動作信號的時間即動作時間,動作時間越快,表明傳感器響應速度越快,有利于迅速處理漏電事故。
六、故障自檢與故障輸出
B型剩余電流傳感器一般帶有TEST自檢功能,通過TEST/CHK引腳給入信號,傳感器內部會產生模擬剩余電流波形,傳感器通過檢測該波形以驗證功能是否正常。部分產品還帶有ERROR故障輸出信號,用于表明產品是否處于正常工作狀態(tài)。
七、大電流或強磁場沖擊后引起的動作點漂移
B型剩余電流傳感器采用磁通門原理,內部磁芯因材料成分不同,在通過幾十上百安培大電流或強磁場后,磁芯不會恢復到之前的狀態(tài),會有不同程度的漂移,從而引起動作電流漂移,漂移嚴重的會導致動作電流超出國標要求范圍。不同廠家的產品,可能動作點漂移大小不同,為避免漂移超標,有些產品帶有CLR零點校準功能,每次大電流/強磁場沖擊后需要進行零點校準或清零。也有產品因為磁芯材料選取經過嚴格測試驗證,漂移非常小,因此無需零點校準或清零。
八、抗磁通渦流和磁場干擾能力
磁通渦流或者外界磁場干擾有可能引起剩余電流傳感器誤動作。傳感器應具有一定的抗磁通渦流和磁場干擾的能力。
剩余電流傳感器中心穿入一根長度約1米,內阻為0.03Ω~0.1Ω的導線,連接導線兩端時會產生磁通渦流,此時TRIP信號應無輸出。
調整外部磁鐵加至傳感器表面的磁場為50mT,此時TRIP信號應無輸出。
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