一種寬動(dòng)態(tài)容性設(shè)備泄漏電流傳感器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種寬動(dòng)態(tài)容性設(shè)備泄漏電流傳感器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括DSP控制電路、增益可調(diào)放大模塊、感應(yīng)線圈、A/D模塊，所述傳感線圈安裝在容性設(shè)備接地線上，感應(yīng)線圈產(chǎn)生的電流傳送到增益可調(diào)放大模塊，增益可調(diào)放大模塊單向連接到A/D模塊，將增益可調(diào)放大模塊的模擬信號(hào)傳送到A/D模塊進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)換，所述A/D模塊單向連接到DSP控制電路，將A/D模塊輸出的數(shù)字化信號(hào)傳遞到DSP控制電路，對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行修改、刪除、強(qiáng)化。通過專用控制板，動(dòng)態(tài)調(diào)整傳感器量程，使得傳感器在110KV以上的變電站使用的電容設(shè)備泄漏電流，都可以一個(gè)公用傳感器解決，大大降低實(shí)施及維護(hù)成本，降低項(xiàng)目復(fù)雜性，提高可靠性。
【專利說明】一種寬動(dòng)態(tài)容性設(shè)備泄漏電流傳感器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電氣設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種用于監(jiān)測(cè)寬動(dòng)態(tài)容性設(shè)備泄漏電流的傳感器系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]容性設(shè)備絕緣在線監(jiān)測(cè)技術(shù)已成為保證安全發(fā)電和供電、及時(shí)發(fā)現(xiàn)事故隱患、減少停電檢修、提高供電可靠性的重要技術(shù)手段，高壓容性設(shè)備絕緣在線監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵技術(shù)是泄露電流的采集。目前在泄漏電流監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，存在一個(gè)普遍問題:傳感器監(jiān)測(cè)范圍量程普遍過窄，適應(yīng)性較差等問題。而不同量程的一次設(shè)備泄漏范圍差異較大，導(dǎo)致在一個(gè)項(xiàng)目中需要多種傳感器，甚至多個(gè)廠家的傳感器。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種寬動(dòng)態(tài)容性設(shè)備泄漏電流傳感器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，克服了現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，通過專用控制板，動(dòng)態(tài)調(diào)整傳感器量程，使得傳感器在110KV以上的變電站使用的電容設(shè)備泄漏電流，都可以一個(gè)公用傳感器解決，大大降低實(shí)施及維護(hù)成本，降低項(xiàng)目復(fù)雜性，提高可靠性。
[0004]為了達(dá)到上述設(shè)計(jì)目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0005]一種寬動(dòng)態(tài)容性設(shè)備泄漏電流傳感器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括DSP控制電路、增益可調(diào)放大模塊、感應(yīng)線圈、A/D模塊，所述傳感線圈安裝在容性設(shè)備接地線上，感應(yīng)線圈產(chǎn)生的電流傳送到增益可調(diào)放大模塊，增益可調(diào)放大模塊單向連接到A/D模塊，將增益可調(diào)放大模塊的模擬信號(hào)傳送到A/D模塊進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)換，所述A/D模塊單向連接到DSP控制電路，將A/D模塊輸出的數(shù)字化信號(hào)傳遞到DSP控制電路，對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行修改、刪除、強(qiáng)化。
[0006]優(yōu)選地，所述感應(yīng)線圈與增益可調(diào)放大模塊之間設(shè)有光電隔離模塊，用于將感應(yīng)線圈產(chǎn)生的信號(hào)分離為光信號(hào)和電信號(hào)。
[0007]優(yōu)選地，所述DSP控制電路單向連接到增益可調(diào)放大模塊。
[0008]優(yōu)選地，所述DSP控制電路、A/D模塊、增益可調(diào)放大模塊分別連接到電源模塊，通過電源模塊為DSP控制電路、A/D模塊、增益可調(diào)放大模塊提供電能。
[0009]更優(yōu)選地，所述增益可調(diào)放大模塊用于調(diào)整接收到的模擬信號(hào)的放大、縮小倍數(shù)，使得其輸出的模擬信號(hào)在A/D模塊的檢測(cè)量程范圍內(nèi)。
[0010]更優(yōu)選地，其具體檢測(cè)過程為:
[0011]I)感應(yīng)線圈檢測(cè)容性設(shè)備接地線上的電流，如容性設(shè)備接地線上無電流信號(hào)，則感應(yīng)線圈不產(chǎn)生電流，如有電流，則感應(yīng)線圈產(chǎn)生電流；
[0012]2)通過光電隔離模塊將感應(yīng)線圈產(chǎn)生的電流信號(hào)進(jìn)行光電分離；
[0013]3)增益可調(diào)放大模塊對(duì)接收到的電信號(hào)進(jìn)行分析:
[0014]4)通過A/D模塊將接收到的電信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)換；
[0015]5)通過DSP控制電路對(duì)轉(zhuǎn)化后的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行修改、刪除、強(qiáng)化，并傳送到上位機(jī)；
[0016]6)上位機(jī)發(fā)出新的指令給DSP控制電路并反饋到增益可調(diào)放大模塊。
[0017]更優(yōu)選地，步驟三的具體分析過程為:如果電信號(hào)范圍值在A/D模塊的檢測(cè)量程范圍內(nèi)，則直接將該電信號(hào)通過增益可調(diào)放大模塊傳輸?shù)紸/D模塊；如果電信號(hào)范圍值小于A/D模塊的檢測(cè)量程范圍，則將該電信號(hào)通過增益可調(diào)放大模塊增益到A/D模塊的檢測(cè)量程范圍內(nèi)后傳輸?shù)紸/D模塊；如果電信號(hào)范圍值大于A/D模塊的檢測(cè)量程范圍，則將該電信號(hào)通過增益可調(diào)放大模塊增益到A/D模塊的檢測(cè)量程范圍內(nèi)后傳輸?shù)紸/D模塊。
[0018]本發(fā)明所述的寬動(dòng)態(tài)容性設(shè)備泄漏電流傳感器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的有益效果是:采用數(shù)字化傳感器，可以大大提高系統(tǒng)測(cè)量精度及范圍，通過信號(hào)處理，可以對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，在源頭過濾各種干擾雜波及失真數(shù)據(jù)，最后以數(shù)字方式將處理后數(shù)據(jù)直接發(fā)送給后臺(tái)，大大提高測(cè)試精度，避免傳輸過程中由于距離等原因?qū)е碌臏y(cè)試誤差及干擾，獲得真實(shí)數(shù)據(jù)。
[0019]同時(shí)，通過由于采用動(dòng)態(tài)控制命令，方便對(duì)所有測(cè)試對(duì)象根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，大大降低施工的難度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明所述的寬動(dòng)態(tài)容性設(shè)備泄漏電流傳感器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的最佳實(shí)施方案作進(jìn)一步的詳細(xì)的描述。
[0022]如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例所述的寬動(dòng)態(tài)容性設(shè)備泄漏電流傳感器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括DSP控制電路、光電隔離模塊、增益可調(diào)放大模塊、感應(yīng)線圈、A/D模塊，電源模塊，所述傳感線圈安裝在容性設(shè)備接地線上，感應(yīng)線圈通過光電隔離模塊單向連接到增益可調(diào)放大模塊，感應(yīng)線圈產(chǎn)生的電流通過光電隔離模塊傳送到增益可調(diào)放大模塊，增益可調(diào)放大模塊單向連接到A/D模塊，將增益可調(diào)放大模塊的模擬信號(hào)傳送到A/D模塊進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)換，所述A/D模塊單向連接到DSP控制電路，將A/D模塊輸出的數(shù)字化信號(hào)傳遞到DSP控制電路，對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行修改、刪除、強(qiáng)化。
[0023]感應(yīng)線圈輸出的模擬信號(hào)經(jīng)過光電隔離元件送入增益可調(diào)運(yùn)算放大模塊，再到A/D模塊，再到DSP控制電路。根據(jù)不同電壓等級(jí)的容性設(shè)備，通過軟件設(shè)置放大模塊的相應(yīng)增益倍數(shù)，間接調(diào)整了電流傳感器的變流比，從而適應(yīng)不同電壓等級(jí)容性設(shè)備泄露電流的
口里feo
[0024]所述DSP控制電路單向連接到增益可調(diào)放大模塊。
[0025]所述DSP控制電路、A/D模塊、增益可調(diào)放大模塊分別連接到電源模塊，通過電源模塊為DSP控制電路、A/D模塊、增益可調(diào)放大模塊提供電能。
[0026]所述DSP控制電路是一種獨(dú)特的微處理器，是以數(shù)字信號(hào)來處理大量信息的器件。其工作原理是接收模擬信號(hào)，轉(zhuǎn)換為O或I的數(shù)字信號(hào)。再對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行修改、刪除、強(qiáng)化，并在其他系統(tǒng)芯片中把數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)解譯回模擬數(shù)據(jù)或?qū)嶋H環(huán)境格式。它不僅具有可編程性，而且其實(shí)時(shí)運(yùn)行速度可達(dá)每秒數(shù)以千萬(wàn)條復(fù)雜指令程序，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過通用微處理器，是數(shù)字化電子世界中日益重要的電腦芯片。它的強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理能力和高運(yùn)行速度，是最值得稱道的兩大特色。
[0027]所述A/D模塊用于將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為信號(hào)數(shù)字。
[0028]所述電源模塊用于為傳感器提供電能。
[0029]所述感應(yīng)線圈負(fù)責(zé)對(duì)通過的弱電流進(jìn)行電磁感應(yīng)，獲取相應(yīng)的弱電流的值。由于電流極其微弱，同時(shí)考慮到現(xiàn)場(chǎng)的干擾，元器件本身的微弱信號(hào)等因素，系統(tǒng)在電路及嵌入式程序中做了完整考慮。
[0030]所述光電隔離模塊用于將光信號(hào)、電信號(hào)分離。
[0031]所述增益可調(diào)放大模塊用于調(diào)整接收到的模擬信號(hào)的放大、縮小倍數(shù)，使得其輸出的模擬信號(hào)在A/D模塊的檢測(cè)量程范圍內(nèi)。
[0032]其原理為:將感應(yīng)線圈安裝在容性設(shè)備接地線上，根據(jù)安培環(huán)路定律，交流泄露電流引起線圈內(nèi)磁通量的變化，從而激勵(lì)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流，泄漏電流信號(hào)一般從微安至毫安級(jí)；當(dāng)泄露電流信號(hào)非常微弱時(shí)，線圈感應(yīng)電流更加微弱，通過上位機(jī)軟件發(fā)送指令給DSP控制電路，DSP控制電路增加增益可調(diào)放大模塊的增益倍數(shù)；當(dāng)泄露電流比較大時(shí)，感應(yīng)電流信號(hào)很明顯，DSP控制電路就減小增益可調(diào)放大模塊的增益倍數(shù)，使從增益可調(diào)放大模塊輸出的電流始終在A/D模塊的檢測(cè)量程范圍內(nèi)，得到準(zhǔn)確的泄露電流大小。
[0033]具體步驟為:
[0034]I)感應(yīng)線圈檢測(cè)容性設(shè)備接地線上的電流，如容性設(shè)備接地線上無電流信號(hào)，則感應(yīng)線圈不產(chǎn)生電流，如有電流，則感應(yīng)線圈產(chǎn)生電流；
[0035]2)通過光電隔離模塊將感應(yīng)線圈產(chǎn)生的電流信號(hào)進(jìn)行光電分離；
[0036]3)增益可調(diào)放大模塊對(duì)接收到的電信號(hào)進(jìn)行分析:
[0037]如果電信號(hào)范圍值在A/D模塊的檢測(cè)量程范圍內(nèi)，則直接將該電信號(hào)通過增益可調(diào)放大模塊傳輸?shù)紸/D模塊；如果電信號(hào)范圍值小于A/D模塊的檢測(cè)量程范圍，則將該電信號(hào)通過增益可調(diào)放大模塊增益到A/D模塊的檢測(cè)量程范圍內(nèi)后傳輸?shù)紸/D模塊；如果電信號(hào)范圍值大于A/D模塊的檢測(cè)量程范圍，則將該電信號(hào)通過增益可調(diào)放大模塊增益到A/D模塊的檢測(cè)量程范圍內(nèi)后傳輸?shù)紸/D模塊；
[0038]4)通過A/D模塊將接收到的電信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)換；
[0039]5)通過DSP控制電路對(duì)轉(zhuǎn)化后的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行修改、刪除、強(qiáng)化，并傳送到上位機(jī)；
[0040]6)上位機(jī)發(fā)出新的指令給DSP控制電路并反饋到增益可調(diào)放大模塊。
[0041]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所做的進(jìn)一步詳細(xì)說明，便于該【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，對(duì)本發(fā)明做出的簡(jiǎn)單改進(jìn)都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種寬動(dòng)態(tài)容性設(shè)備泄漏電流傳感器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:包括DSP控制電路、增益可調(diào)放大模塊、感應(yīng)線圈、A/D模塊，所述傳感線圈安裝在容性設(shè)備接地線上，感應(yīng)線圈產(chǎn)生的電流傳送到增益可調(diào)放大模塊，增益可調(diào)放大模塊單向連接到A/D模塊，將增益可調(diào)放大模塊的模擬信號(hào)傳送到A/D模塊進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)換，所述A/D模塊單向連接到DSP控制電路，將A/D模塊輸出的數(shù)字化信號(hào)傳遞到DSP控制電路，對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行修改、刪除、強(qiáng)化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬動(dòng)態(tài)容性設(shè)備泄漏電流傳感器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述感應(yīng)線圈與增益可調(diào)放大模塊之間設(shè)有光電隔離模塊，用于將感應(yīng)線圈產(chǎn)生的信號(hào)分離為光信號(hào)和電信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬動(dòng)態(tài)容性設(shè)備泄漏電流傳感器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述DSP控制電路單向連接到增益可調(diào)放大模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬動(dòng)態(tài)容性設(shè)備泄漏電流傳感器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述DSP控制電路、A/D模塊、增益可調(diào)放大模塊分別連接到電源模塊，通過電源模塊為DSP控制電路、A/D模塊、增益可調(diào)放大模塊提供電能。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的寬動(dòng)態(tài)容性設(shè)備泄漏電流傳感器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述增益可調(diào)放大模塊用于調(diào)整接收到的模擬信號(hào)的放大、縮小倍數(shù)，使得其輸出的模擬信號(hào)在A/D模塊的檢測(cè)量程范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的寬動(dòng)態(tài)容性設(shè)備泄漏電流傳感器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:其具體檢測(cè)過程為: 1)感應(yīng)線圈檢測(cè)容性設(shè)備接地線上的電流，如容性設(shè)備接地線上無電流信號(hào)，則感應(yīng)線圈不產(chǎn)生電流，如有電流，則感應(yīng)線圈產(chǎn)生電流； 2)通過光電隔離模塊將感應(yīng)線圈產(chǎn)生的電流信號(hào)進(jìn)行光電分離； 3)增益可調(diào)放大模塊對(duì)接收到的電信號(hào)進(jìn)行分析: 4)通過A/D模塊將接收到的電信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)換； 5)通過DSP控制電路對(duì)轉(zhuǎn)化后的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行修改、刪除、強(qiáng)化，并傳送到上位機(jī)； 6)上位機(jī)發(fā)出新的指令給DSP控制電路并反饋到增益可調(diào)放大模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的寬動(dòng)態(tài)容性設(shè)備泄漏電流傳感器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:步驟三的具體分析過程為:如果電信號(hào)范圍值在A/D模塊的檢測(cè)量程范圍內(nèi)，則直接將該電信號(hào)通過增益可調(diào)放大模塊傳輸?shù)紸/D模塊；如果電信號(hào)范圍值小于A/D模塊的檢測(cè)量程范圍，則將該電信號(hào)通過增益可調(diào)放大模塊增益到A/D模塊的檢測(cè)量程范圍內(nèi)后傳輸?shù)紸/D模塊；如果電信號(hào)范圍值大于A/D模塊的檢測(cè)量程范圍，則將該電信號(hào)通過增益可調(diào)放大模塊增益到A/D模塊的檢測(cè)量程范圍內(nèi)后傳輸?shù)紸/D模塊。
【文檔編號(hào)】G01R19/00GK104237599SQ201310224832
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2013年6月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月7日
【發(fā)明者】范盛榮 申請(qǐng)人:恒能華工監(jiān)測(cè)技術(shù)(北京)有限公司, 華中科技大學(xué)