高压导线电流的测量装置及测量方法与流程

本发明涉及一种高压导线电流的测量装置及测量方法。

背景技术：

现有技术中，高压导线电流的测量采用高压电流互感器进行磁电转换而得，但是用于高压电流测量的高压电流互感器往往体积往往大到几立方米、重量大到吨位以上、成本高到几十万元，而且其电流测量结果需要操作人员登高查看，导致现有高压导线电流的测量方式花费成本较高，操作人员的人身安全无法保障，测量操作麻烦。

技术实现要素：

本发明提供了一种高压导线电流的测量装置及测量方法，其克服了背景技术中所述的现有技术的不足。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

高压导线电流的测量装置，它包括电流互感器、整流稳压电路、多级运放电路、检波电路、模数转换电路及显示电路；

该电流互感器安装于高压导线上且其输出端连接整流稳压电路，经整流稳压电路整流并稳压后得到用于给多级运放电路供电的第一直流供电电压和用于给显示电路供电的第二直流供电电压；

取样导线两端的电压接入多级运放电路的输入端，经多级运放电路放大后输出至检波电路，经检波电路检波得到该取样导线两端的电压值，该电压值输出至模数转换电路，该模数转换电路将该电压值转换为高压导线电流值，并经连接显示电路后显示出该高压导线的电流值；所述取样导线为部分长度的高压导线。

一实施例之中：还包括信号发送装置及地面接收装置，该信号发送装置与模数转换电路连接并与地面接收装置无线通信连接或通过光缆通信连接，以将所述电流值发送至地面接收装置。

一实施例之中：所述整流稳压电路包括电容c1、电容c2、电容c3、二极管d1、二极管d2、稳压管d3、稳压管d4、稳压管d5及电阻r1；

电流互感器的一端接电容c1的一端，c1的另一端接二极管d1的正极，正极二极管d1的负极接并联的电容c2和稳压管d3形成给多级运放电路供电的第一直流供电电压的正电压；

电流互感器的另一端接二极管d2的负极(这里是正极还是负极，图中是正极)，二极管d2的正极接并联的电容c3和稳压管d4形成给多级运放电路供电的第一直流供电电压的负电压；

串联后的稳压管d5和电阻r1并接在稳压管d3的两端，该稳压管d5两端的电压形成给显示电路供电的第二直流供电电压。

一实施例之中：所述多级运放电路包括四个运算放大器，分别为第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器及第四运算放大器；

取样导线的端电压的正输出端接电阻r2、r3的一端，电阻r2的另一端接地，电阻r3的另一端与电阻r5的一端接第一运算放大器的正相输入端，电阻r5的另一端接地，第一运算放大器的输出端接电阻r6和电容c4的一端，电阻r6的另一端同电阻r4的一端接第一运算放大器的反相输入端，电阻r4的另一端接地；

电容c4的另一端接第二运算放大器的正相输入端和电阻电阻r8的一端，电阻r8的另一端接地，第二运算放大器的输出端接电阻r9和电容c5的一端，电阻r9的另一端同电阻r7的一端接第二运算放大器的反相输入端电阻r7的另一端接地；

电容c5的另一端接第三运算放大器的正相输入端和电阻r10的一端，电阻r10的另一端接地，第三运算放大器的输出端接电阻r11和电容c6的一端，电阻r11的另一端同电阻r20的一端接第三运算放大器的反相输入端，电阻r20的另一端接地；

电容c6的另一端接第四运算放大器的正相输入端和电阻r12的一端，电阻r12的另一端接地，第四运算放大器的输出端接电容c7和电阻r13的一端，电阻r13的另一端同电阻r21的一端接第四运算放大器的反相输入端，电阻r21的另一端接地，电容c7的另一端接检波电路。

一实施例之中：所述检波电路包括电容c7、二极管d6、二极管d7、电阻r16、电阻r15、电容c9、电容c8、电阻r14、电阻r17、电阻r18、电位器rp；

二极管d6的负极接电阻r15、电容c8的一端，二极管d7的负极接电阻r16、电容c9的一端，二极管d7的正极、电阻r16、电容c9的另一端及二极管d6的正极、电阻r15、电容c8的另一端形成共点连接，该二极管d6、电阻r15、电容c8构成正检波整流，该二极管d7、电阻r16、电容c9构成负检波整流；

该共点经电阻r14接地，正检波整流后的输出经连接电阻r17后接电容器rp的一端，rp的另一端经电阻r18接地，电位器rp的中间抽头用于将输送至的电压值调整到与该高压导线电流值相一致的位置处再提供给接模数转换电路。

一实施例之中：所述多级运放电路包括两个lm358双运算放大器。

一实施例之中：所述第一直流供电电压为±5v，所述第二直流供电电压为2.5v。

一种高压导线电流的测量方法：

选取部分长度的高压导线，在取样导线两端的电压接入多级运放电路的输入端，经多级运放电路放大后输出至检波电路，经检波电路检波得到该取样导线两端的电压值，该电压值输出至模数转换电路，该模数转换电路将该电压值转换为高压导线电流值，并经连接显示电路后显示出该高压导线的电流值；

安装在高压导线上的电流互感器其输出端连接一整流稳压电路，经整流稳压电路整流并稳压后得到用于给多级运放电路供电的第一直流供电电压和用于给显示电路供电的第二直流供电电压。

一实施例之中：所述高压导线的电流值，通过信号发送装置及地面接收装置，发送至地面接收装置。

本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：

1、本发明通过直接获取取样导线两端的电阻值，并根据该取样导线所取得的电压降，根据欧姆定律得到高压导线的电流值，该测量方式无需高压电流互感器进行磁电转换来获得电流值，测量方法更为简单，成本更低。

2、本发明采用多级运放电路对接入的取样导线两端的电压进行放大，其放大倍数足够大(可将200微微伏级的信号放大到近2微伏)，使得高压导线上很小的导线电流能够通过本发明直接测得，由于放大倍数大，因而待测高压导线的截面积可做大、载荷量可增大，温度效应可相应减小。

3、本发明采用电流互感器获得高压导线上的电信号，进而转换为给多级运放电路和显示电路供电的电源电压，此处采用的电流互感器只需能够取得高压导线上的电信号即可，因而可采用体积及重量很小的电流互感器进行取电用以供电，这样，可简化本发明装置的整体电路结构，降低成本。

4、本发明通过设置信号发送装置和地面接收装置，将高空中高压导线上测得的电流信号发送至地面，无需通过攀爬高处来查看测得的电流值，提高人员的操作安全性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明所述的测量装置的电路结构框图。

图2为本发明所述的测量装置的具体电路图。

具体实施方式

请查阅图1和图2，高压导线电流的测量装置，它包括电流互感器1、整流稳压电路2、多级运放电路3、检波电路4、模数转换电路5、显示电路6、信号发送装置7及地面接收装置8；

所述整流稳压电路2包括电容c1、电容c2、电容c3、二极管d1、二极管d2、稳压管d3、稳压管d4、稳压管d5及电阻r1；电流互感器的一端接电容c1的一端，c1的另一端接二极管d1的正极，正极二极管d1的负极接并联的电容c2和稳压管d3形成给多级运放电路供电的第一直流供电电压的正电压；电流互感器1的另一端接二极管d2的负极，二极管d2的正极接并联的电容c3和稳压管d4形成给多级运放电路供电的第一直流供电电压的负电压，通过电容c1与电流互感器发生谐振使输出的电压足够稳定在第一直流供电电压的正负电压之间，通过二极管d1和二极管d2对正负电压进行正电压和负电压的整流；串联后的稳压管d5和电阻r1并接在稳压管d3的两端，该稳压管d5两端的电压形成给显示电路供电的第二直流供电电压。本实施例中，所述第一直流供电电压为±5v，所述第二直流供电电压为2.5v。

所述多级运放电路3包括四个运算放大器，分别为第一运算放大器a1、第二运算放大器a2、第三运算放大器a3及第四运算放大器a4；取样导线9(即取一定长度的高压导线)的端电压的正输出端接电阻r2、r3的一端，电阻r2的另一端接地，电阻r3的另一端与电阻r5的一端接第一运算放大器的正相输入端，电阻r5的另一端接地，第一运算放大器的输出端接电阻r6和电容c4的一端，电阻r6的另一端同电阻r4的一端接第一运算放大器的反相输入端，电阻r4的另一端接地；电容c4的另一端接第二运算放大器的正相输入端和电阻电阻r8的一端，电阻r8的另一端接地，第二运算放大器的输出端接电阻r9和电容c5的一端，电阻r9的另一端同电阻r7的一端接第二运算放大器的反相输入端电阻r7的另一端接地；电容c5的另一端接第三运算放大器的正相输入端和电阻r10的一端，电阻r10的另一端接地，第三运算放大器的输出端接电阻r11和电容c6的一端，电阻r11的另一端同电阻r20的一端接第三运算放大器的反相输入端，电阻r20的另一端接地；电容c6的另一端接第四运算放大器的正相输入端和电阻r12的一端，电阻r12的另一端接地，第四运算放大器的输出端接电容c7和电阻r13的一端，电阻r13的另一端同电阻r21的一端接第四运算放大器的反相输入端，电阻r21的另一端接地，电容c7的另一端接检波电路。其中r6、r9、r11和r13分别决定了第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器和第四运算放大器的放大倍数。具体的，本实施例电路采用两个lm358双运算放大器。该多级运放电路不仅限于本实施例所述的包括四级放大。

所述检波电路4包括电容c7、二极管d6、二极管d7、电阻r16、电阻r15、电容c9、电容c8、电阻r14、电阻r17、电阻r18、电位器rp；二极管d6的负极接电阻r15、电容c8的一端，二极管d7的负极接电阻r16、电容c9的一端，二极管d7的正极、电阻r16、电容c9的另一端及二极管d6的正极、电阻r15、电容c8的另一端形成共点连接，该二极管d6、电阻r15、电容c8构成正检波整流，该二极管d7、电阻r16、电容c9构成负检波整流；该共点经电阻r14接地，正检波整流后的输出经连接电阻r17后接电容器rp的一端，rp的另一端经电阻r18接地，电位器rp的中间抽头用于将输送至的电压值调整到与该高压导线电流值相一致的位置处再提供给接模数转换电路5。

该电流互感器1安装于高压导线上且其输出端连接整流稳压电路2，经整流稳压电路2整流并稳压后得到用于给多级运放电路3供电的第一直流供电电压和用于给显示电路供电的第二直流供电电压；

测量时，该电流互感器1安装于高压导线上且其输出端连接整流稳压电路，经整流稳压电路整流并稳压后得到第一直流供电电压用于给多级运放电路提供工作电压及第二直流供电电压用于给显示电路提供工作电压；取样导线两端的电压接入多级运放电路的输入端，经多级运放电路放大后输出至检波电路，经检波电路检波将得到的电压值转换为该取样导线上对应的电流值，该电流值输出至模数转换电路，模数转换电路将该电流值转换成数字信号，经连接显示电路后显示出该高压导线的电流值。

所述信号发送装置与模数转换电路连接并与地面接收装置无线通信连接，通过信号发送装置将测得的电流值发送至地面接收装置供查看、记录。

本发明所述的高压导线电流的测量装置通过直接获取高压导线上取样导线两端的电压信号进行高压导线上的电流测量，无需通过高压电流互感器磁转电的方式进行电流测量，其测量过程简单、安全，成本低。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。