一种宽动态容性设备泄漏电流传感器监测系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种宽动态容性设备泄漏电流传感器监测系统，包括DSP控制电路、增益可调放大模块、感应线圈、A/D模块，所述传感线圈安装在容性设备接地线上，感应线圈产生的电流传送到增益可调放大模块，增益可调放大模块单向连接到A/D模块，将增益可调放大模块的模拟信号传送到A/D模块进行数字化转换，所述A/D模块单向连接到DSP控制电路，将A/D模块输出的数字化信号传递到DSP控制电路，对数字信号进行修改、删除、强化。通过专用控制板，动态调整传感器量程，使得传感器在110KV以上的变电站使用的电容设备泄漏电流，都可以一个公用传感器解决，大大降低实施及维护成本，降低项目复杂性，提高可靠性。
【专利说明】一种宽动态容性设备泄漏电流传感器监测系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及电气设备【技术领域】，具体是一种用于监测宽动态容性设备泄漏电流的传感器系统。
【背景技术】
[0002]容性设备绝缘在线监测技术已成为保证安全发电和供电、及时发现事故隐患、减少停电检修、提高供电可靠性的重要技术手段，高压容性设备绝缘在线监测的关键技术是泄露电流的采集。目前在泄漏电流监测领域，存在一个普遍问题:传感器监测范围量程普遍过窄，适应性较差等问题。而不同量程的一次设备泄漏范围差异较大，导致在一个项目中需要多种传感器，甚至多个厂家的传感器。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种宽动态容性设备泄漏电流传感器监测系统，克服了现有技术的上述不足，通过专用控制板，动态调整传感器量程，使得传感器在110KV以上的变电站使用的电容设备泄漏电流，都可以一个公用传感器解决，大大降低实施及维护成本，降低项目复杂性，提高可靠性。
[0004]为了达到上述设计目的，本发明采用的技术方案如下:
[0005]一种宽动态容性设备泄漏电流传感器监测系统，包括DSP控制电路、增益可调放大模块、感应线圈、A/D模块，所述传感线圈安装在容性设备接地线上，感应线圈产生的电流传送到增益可调放大模块，增益可调放大模块单向连接到A/D模块，将增益可调放大模块的模拟信号传送到A/D模块进行数字化转换，所述A/D模块单向连接到DSP控制电路，将A/D模块输出的数字化信号传递到DSP控制电路，对数字信号进行修改、删除、强化。
[0006]优选地，所述感应线圈与增益可调放大模块之间设有光电隔离模块，用于将感应线圈产生的信号分离为光信号和电信号。
[0007]优选地，所述DSP控制电路单向连接到增益可调放大模块。
[0008]优选地，所述DSP控制电路、A/D模块、增益可调放大模块分别连接到电源模块，通过电源模块为DSP控制电路、A/D模块、增益可调放大模块提供电能。
[0009]更优选地，所述增益可调放大模块用于调整接收到的模拟信号的放大、缩小倍数，使得其输出的模拟信号在A/D模块的检测量程范围内。
[0010]更优选地，其具体检测过程为:
[0011]I)感应线圈检测容性设备接地线上的电流，如容性设备接地线上无电流信号，则感应线圈不产生电流，如有电流，则感应线圈产生电流；
[0012]2)通过光电隔离模块将感应线圈产生的电流信号进行光电分离；
[0013]3)增益可调放大模块对接收到的电信号进行分析:
[0014]4)通过A/D模块将接收到的电信号进行数字化转换；
[0015]5)通过DSP控制电路对转化后的数字信号进行修改、删除、强化，并传送到上位机；
[0016]6)上位机发出新的指令给DSP控制电路并反馈到增益可调放大模块。
[0017]更优选地，步骤三的具体分析过程为:如果电信号范围值在A/D模块的检测量程范围内，则直接将该电信号通过增益可调放大模块传输到A/D模块；如果电信号范围值小于A/D模块的检测量程范围，则将该电信号通过增益可调放大模块增益到A/D模块的检测量程范围内后传输到A/D模块；如果电信号范围值大于A/D模块的检测量程范围，则将该电信号通过增益可调放大模块增益到A/D模块的检测量程范围内后传输到A/D模块。
[0018]本发明所述的宽动态容性设备泄漏电流传感器监测系统的有益效果是:采用数字化传感器，可以大大提高系统测量精度及范围，通过信号处理，可以对采集的数据进行A/D转换，在源头过滤各种干扰杂波及失真数据，最后以数字方式将处理后数据直接发送给后台，大大提高测试精度，避免传输过程中由于距离等原因导致的测试误差及干扰，获得真实数据。
[0019]同时，通过由于采用动态控制命令，方便对所有测试对象根据实际情况进行动态调整，大大降低施工的难度。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是本发明所述的宽动态容性设备泄漏电流传感器监测系统的示意图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图对本发明的最佳实施方案作进一步的详细的描述。
[0022]如图1所示，本发明实施例所述的宽动态容性设备泄漏电流传感器监测系统，包括DSP控制电路、光电隔离模块、增益可调放大模块、感应线圈、A/D模块，电源模块，所述传感线圈安装在容性设备接地线上，感应线圈通过光电隔离模块单向连接到增益可调放大模块，感应线圈产生的电流通过光电隔离模块传送到增益可调放大模块，增益可调放大模块单向连接到A/D模块，将增益可调放大模块的模拟信号传送到A/D模块进行数字化转换，所述A/D模块单向连接到DSP控制电路，将A/D模块输出的数字化信号传递到DSP控制电路，对数字信号进行修改、删除、强化。
[0023]感应线圈输出的模拟信号经过光电隔离元件送入增益可调运算放大模块，再到A/D模块，再到DSP控制电路。根据不同电压等级的容性设备，通过软件设置放大模块的相应增益倍数，间接调整了电流传感器的变流比，从而适应不同电压等级容性设备泄露电流的
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[0024]所述DSP控制电路单向连接到增益可调放大模块。
[0025]所述DSP控制电路、A/D模块、增益可调放大模块分别连接到电源模块，通过电源模块为DSP控制电路、A/D模块、增益可调放大模块提供电能。
[0026]所述DSP控制电路是一种独特的微处理器，是以数字信号来处理大量信息的器件。其工作原理是接收模拟信号，转换为O或I的数字信号。再对数字信号进行修改、删除、强化，并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式。它不仅具有可编程性，而且其实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序，远远超过通用微处理器，是数字化电子世界中日益重要的电脑芯片。它的强大数据处理能力和高运行速度，是最值得称道的两大特色。
[0027]所述A/D模块用于将模拟信号转换为信号数字。
[0028]所述电源模块用于为传感器提供电能。
[0029]所述感应线圈负责对通过的弱电流进行电磁感应，获取相应的弱电流的值。由于电流极其微弱，同时考虑到现场的干扰，元器件本身的微弱信号等因素，系统在电路及嵌入式程序中做了完整考虑。
[0030]所述光电隔离模块用于将光信号、电信号分离。
[0031]所述增益可调放大模块用于调整接收到的模拟信号的放大、缩小倍数，使得其输出的模拟信号在A/D模块的检测量程范围内。
[0032]其原理为:将感应线圈安装在容性设备接地线上，根据安培环路定律，交流泄露电流引起线圈内磁通量的变化，从而激励线圈产生感应电流，泄漏电流信号一般从微安至毫安级；当泄露电流信号非常微弱时，线圈感应电流更加微弱，通过上位机软件发送指令给DSP控制电路，DSP控制电路增加增益可调放大模块的增益倍数；当泄露电流比较大时，感应电流信号很明显，DSP控制电路就减小增益可调放大模块的增益倍数，使从增益可调放大模块输出的电流始终在A/D模块的检测量程范围内，得到准确的泄露电流大小。
[0033]具体步骤为:
[0034]I)感应线圈检测容性设备接地线上的电流，如容性设备接地线上无电流信号，则感应线圈不产生电流，如有电流，则感应线圈产生电流；
[0035]2)通过光电隔离模块将感应线圈产生的电流信号进行光电分离；
[0036]3)增益可调放大模块对接收到的电信号进行分析:
[0037]如果电信号范围值在A/D模块的检测量程范围内，则直接将该电信号通过增益可调放大模块传输到A/D模块；如果电信号范围值小于A/D模块的检测量程范围，则将该电信号通过增益可调放大模块增益到A/D模块的检测量程范围内后传输到A/D模块；如果电信号范围值大于A/D模块的检测量程范围，则将该电信号通过增益可调放大模块增益到A/D模块的检测量程范围内后传输到A/D模块；
[0038]4)通过A/D模块将接收到的电信号进行数字化转换；
[0039]5)通过DSP控制电路对转化后的数字信号进行修改、删除、强化，并传送到上位机；
[0040]6)上位机发出新的指令给DSP控制电路并反馈到增益可调放大模块。
[0041]以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，便于该【技术领域】的技术人员能理解和应用本发明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下还可以做出若干简单推演或替换，而不必经过创造性的劳动。因此，本领域技术人员根据本发明的揭示，对本发明做出的简单改进都应该在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种宽动态容性设备泄漏电流传感器监测系统，其特征在于:包括DSP控制电路、增益可调放大模块、感应线圈、A/D模块，所述传感线圈安装在容性设备接地线上，感应线圈产生的电流传送到增益可调放大模块，增益可调放大模块单向连接到A/D模块，将增益可调放大模块的模拟信号传送到A/D模块进行数字化转换，所述A/D模块单向连接到DSP控制电路，将A/D模块输出的数字化信号传递到DSP控制电路，对数字信号进行修改、删除、强化。
2.根据权利要求1所述的宽动态容性设备泄漏电流传感器监测系统，其特征在于:所述感应线圈与增益可调放大模块之间设有光电隔离模块，用于将感应线圈产生的信号分离为光信号和电信号。
3.根据权利要求1所述的宽动态容性设备泄漏电流传感器监测系统，其特征在于:所述DSP控制电路单向连接到增益可调放大模块。
4.根据权利要求1所述的宽动态容性设备泄漏电流传感器监测系统，其特征在于:所述DSP控制电路、A/D模块、增益可调放大模块分别连接到电源模块，通过电源模块为DSP控制电路、A/D模块、增益可调放大模块提供电能。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的宽动态容性设备泄漏电流传感器监测系统，其特征在于:所述增益可调放大模块用于调整接收到的模拟信号的放大、缩小倍数，使得其输出的模拟信号在A/D模块的检测量程范围内。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的宽动态容性设备泄漏电流传感器监测系统，其特征在于:其具体检测过程为: 1)感应线圈检测容性设备接地线上的电流，如容性设备接地线上无电流信号，则感应线圈不产生电流，如有电流，则感应线圈产生电流； 2)通过光电隔离模块将感应线圈产生的电流信号进行光电分离； 3)增益可调放大模块对接收到的电信号进行分析: 4)通过A/D模块将接收到的电信号进行数字化转换； 5)通过DSP控制电路对转化后的数字信号进行修改、删除、强化，并传送到上位机； 6)上位机发出新的指令给DSP控制电路并反馈到增益可调放大模块。
7.根据权利要求6所述的宽动态容性设备泄漏电流传感器监测系统，其特征在于:步骤三的具体分析过程为:如果电信号范围值在A/D模块的检测量程范围内，则直接将该电信号通过增益可调放大模块传输到A/D模块；如果电信号范围值小于A/D模块的检测量程范围，则将该电信号通过增益可调放大模块增益到A/D模块的检测量程范围内后传输到A/D模块；如果电信号范围值大于A/D模块的检测量程范围，则将该电信号通过增益可调放大模块增益到A/D模块的检测量程范围内后传输到A/D模块。
【文档编号】G01R19/00GK104237599SQ201310224832
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年6月7日 优先权日:2013年6月7日
【发明者】范盛荣 申请人:恒能华工监测技术(北京)有限公司, 华中科技大学