以软磁片为核心对非接触式微弱泄露电流信号的采集单元的制作方法_2

文档序号:9431010阅读:来源:国知局
测精度和使用寿命。
[0019]4、在本发明中,在所有引入导线、引出导线和其他有必要的部分均可选择加装惰性气体二极管和TVS 二极管防止大电流破坏电路系统。由于TVS 二极管启动时间快,但是放电持续能力较差;而惰性气体二极管的启动时间慢,放电持续能力强。所以两者同时使用能够很好的解决电路保护问题。
[0020]5、在本发明中,复杂的电磁场除了会对磁性材料造成磁极化的影响外,还可能影响电子电路的稳定工作。所以本发明还会从布线方式,结构设计和外壳处理方面实现电磁隔离,去耦滤波等功能,从而使系统能够长时间稳定运行。通过设置屏蔽壳体和绝缘壳体,有利于减少了磁芯的漏磁量,相应提高测量精度,同时也可有效屏蔽周边电磁场的干扰,减少测量误差。
[0021]6、在本发明中,电流传感器由纳米非晶材料、软磁片、纳米非晶材料固定管和屏蔽外壳构成。为了方便安装,我们将纳米非晶材料做成HALF结构。在纳米非晶材料安装完毕之后使用固定管固定,以保证传感器在工作时该材料能够较好的对接。本发明在选择磁性材料时,充分考虑到了大电流冲击的问题。所以我们选择纳米非晶和非晶软磁作为电流传感器的磁芯材料。非晶软磁和纳米非晶材料具有很好的恢复能力,在承受瞬间的大电流冲击之后,可以很好的恢复。
[0022]7、在本发明中,当避雷器漏电电流的直流信号经过第一线圈绕组后在磁芯中产生的磁场被聚集到软磁片上,软磁片感应到这部分磁通密度之后将产生电压,软磁片产生的电压信号经运算放大器的放大作用来完成对输入电源的放电控制,使得输入电源的正接口向第二线圈绕组上输出反向补偿电流,补偿电流产生的磁通与避雷器漏电电流所产生的磁通方向相反,通过运算放大器对反向补偿电流的控制,使磁芯中的磁通密度始终为定值,此时第二线圈绕组上补偿电流再经过测量电阻Rl的后输入到地面,通过电流表对测量电阻Rl内流通的电流数值,并根据该电流数值进行比例运算即得出避雷器泄露电流的直流信号值,以上检测过程不仅电路结构简单、制备成本低,而且检测准确性高、能够保证信号检测精度。
【附图说明】
[0023]图1为本发明中实施例一的电路原理框图。
[0024]图2为本发明中所述数据采集单元的结构示意图。
[0025]图3为图2中各部件的电路原理框图。
[0026]图4为本发明中所述环形壳体的安装示意图。
[0027]图5为所述数据采集单元的原理简图。
[0028]图6为所述软磁片与霍尔材料电流-磁通密度曲线比较示意图。
[0029]图7为所述软磁片与霍尔材料温度漂移曲线比较示意图。
[0030]图8为在软磁片上加载交流信号后电路密度比较示意图。
[0031]图9为本发明中实施例二的电路原理框图。
【具体实施方式】
[0032]下面参照【附图说明】本发明的【具体实施方式】。
[0033]实施例一
参照图1。一种特高压直流避雷器泄露电流的在线侦测系统,包括一设置于直流避雷器附近的检测装置1、用于将该检测装置I获得的泄露电流检测结果进行传输的数据发送装置、数据接收装置、中央监控装置以及移动终端3。所述数据发送装置为公网信号发射单元5,数据接收装置为公网信号接收单元6。公网信号发射单元5和公网信号接收单元6可以通过移动公网(GSM网络或GPRS网络)实现数据传输,本实施例中公网信号接收单元6优选GSM网络或GPRS网络的调制解调器,公网信号发射单元5优选GSM网络或GPRS网络的通讯模块。所述中央监控装置包括后台处理器40以及储存器41,所述后台处理器40的输入端连接于所述数据接收装置,所述后台处理器40的输出端分别连接于所述移动终端3以及上述储存器41,所述后台处理器40的输入端还连接有一加密单元42,所述储存器41的输出端连接有一终端显示器43。所述数据接收装置的使能端连接于所述数据发送装置的输出端,所述中央监控装置的使能端连接于所述数据接收装置的输出端,所述中央监控装置的输出端连接与所述移动终端3的使能端。通过上述设置,维修人员可以及时通过所述中央监控装置以短信息或者其他的形式获知直流避雷器泄露电流的相关信息,从而既避免维护人员在恶劣天气频繁巡查避雷器故障点,降低维修人员触电的风险,减少恢复线路供电所需的时间。
[0034]在本实施例中,可以构建成一个汇集各地特高压直流避雷器状态各种监测数据的云平台,其大体包括通过网络联接的云服务器(即为所述中央监控装置)、云客户端(即为所述移动终端3)和至少一个测量终端(即为设置于各电网中各特高压直流避雷器上的检测装置I或者其他直流避雷器状态信息的检测仪器和设备,这些检测仪器和设备的功能包括有可以实现测量避雷设备或电信、电气及电子机台等设备的接地电阻值、漏电流及谐波、静电等的变化)。在该系统正常运行时,测量终端通过网络联接将测量数据传输至云服务器,云客户端从云服务器上获取所需测量数据,用户通过云客户端对测量数据进行查询、显示、输出、利用、评估等操作,实现了传统测量技术无法完成的对位于不同现场的相关联对象的协调或关联测量,从而缩短了测量时间,实现对多个测量终端同时进行实时监控和对被测对象的远程测量,同时有利于科学分析和研究雷击现象。
[0035]参照图1。所述检测装置I包括数据采集单元10、数据处理单元11、保护电路单元
12、电源单元13以及一采集保护模块14。
[0036]所述电源单元13的电能输出端分成四路,分别电连接于保护电路单元12的电能输入端、采集保护模块14的电能输入端、数据采集单元10的电能输入端以及数据处理单元11的电能输入端。在工作时,避雷器电流的输出端分成两路,一路连接于所述数据采集单元10的使能端,另一路连接于所述采集保护模块14的使能端,所述采集保护模块14的输出端连接于所述保护电路单元12的使能端,所述数据处理单元11的使能端设有两路,一路连接所述数据采集单元10的输出端,另一路连接所述保护电路单元12的输出端,当避雷器电流小于或等于I毫安时,采集保护模块14不动作,而数据采集单元10启动并对电流进行信号采集和数据处理后经由数据处理单元11输出;当避雷器电流大于I毫安时,数据采集单元10不动,而采集保护模块14启动,所述检测装置I对输入呈现高阻态,此时不进行信号采集和数据处理,并经由数据处理单元11输出。
[0037]参照图1、图2、图3和图4。所述数据采集单元10包括电流传感器7、功率放大器8、电路米集模块9。
[0038]参照图1、图2、图3和图4。所述电流传感器7包括一环形壳体70、一呈C形布置的磁芯71以及一软磁片传感器72,所述环形壳体70内设置有一容置空间700,所述磁芯71上分别绕设有一第一线圈绕组710以及一第二线圈绕组711,并且该磁芯71安装于所述容置空间700内,所述软磁片传感器72也装设于所述容置空间700内并且其两端与所述磁芯71的两端邻接,所述第一线圈绕组710的输入端与避雷器漏电流电连接,所述第二线圈绕组711的输入端与所述功率放大器8的一输出端电连接,所述功率放大器8的另一输出端与所述电路采集模块9电连接,所述第二线圈绕组711所产生的磁通密度方向与所述第一线圈绕组710的磁通密度方向相反。
[0039]参照图1、图2、图3和图4。所述软磁片传感器72包括一呈弧形布置的软磁片720连接于该软磁片720上的数据接点721,所述功率放大器8包括一与所述数据接点721输出端电连接的运算放大器80、一第一三极管81、一第二三极管82以及一输入电源83,所述第一三极管81的集电极电连接于所述输入电源83的正接口 830,所述第二三极管82的集电极连接于所述输入电源83的负接口 831,所述功率放大器8的输出端分成两路,一路连接于所述第一三极管81的基极,另一路连接于所述第二三级管的基极,所述第一三极管81的放大级分成两路,一路连接于所述第二线圈绕组711的输入端,另一路连接于所述第二三极管82的放大级,所述电路采集模块9包括一端连接于所述第二线圈绕组711输出端的测量电阻Rl以及用于测量该测量电阻内电流数值的电流表A,所述测量电阻Rl的另一端接地。当避雷器漏电电流的直流信号经过第一线圈绕组710后在磁芯71中产生的磁场被聚集到软磁片传感器上,软磁片传感器产生的电压
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