以霍尔感应理论对特高压直流避雷器泄漏电流采集的方法_3

文档序号:9545719阅读:来源:国知局
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漏电流的相关信息,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。
[0031]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1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。
[0032]参照图1。所述检测装置1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。
[0033]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1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1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1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。
[0034]参照图1、图2、图3、图4和图5。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。
[0035]参照图1、图2、图3、图4和图5。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以及两霍尔电路模块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,两所述霍尔电路模块72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,两所述霍尔电路72模块之间连接有一电桥73,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。
[0036]参照图1、图2、图3、图4和图5。各所述霍尔电路模块72均包括一霍尔元件720以及与该霍尔兀件720相串联的一调整电阻722,所述霍尔电路_旲块72的控制电流端并联接入于一直流恒流电源723的1+和1-,并且两所述霍尔电路模块72的输出端也并联为VH+和VH-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R1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R1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后在磁芯中产生的磁场被聚集到两所述霍尔电路模块上,由于该两所述霍尔电路模块的位置不同,因而产生不相等的霍尔电压,两所述霍尔电路模块经由电路并联连接按照并联电容的等效电路合成后,两所述霍尔电路模块产生的电压信号的输出值为两霍尔电路模块输出值的算术平均值,该电压信号的输出值经功率放大器导通作用使得第二线圈绕组上产生反向补偿电流,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,当二者实现磁平衡后,磁芯磁通为零,第二线圈绕组上补偿电流再经过电路采集模块的测试后,即得出避雷器泄漏电流的直流信号值,因而本发明一方面是采用非接触式对避雷器漏电流进行采集,从而可以保证采集单元能够在复杂电磁场中进行有效和稳定地运行,不仅耐压能力得到很大地提升,而且能够在过电压下具有较强自恢复和自适应能力。本发明另一方面是有设置两个霍尔电路模块,这样的话这该两个霍尔电路模块内的霍尔元件均可接成二种输出形式,一种是传感器的输出是二个单霍尔输出的算术平均值形式,该种方法适用于闭环霍尔电流传感器模式,其能大幅度降低了传感器的非线性度和位置误差,提高了传感器的抗干扰能力与量程范围。另一种是两个霍尔配合一定的元器件组成的传感器,其输出是差分形式。该种双霍尔电流传感器方案能够从信号源头上抑制温度漂移和共模干扰,改善了电流传感器的稳定性和线性度,且具有自补偿和线性校正的特征,可以对微安数量级的微弱电路信号进行在线采集,并且可通过中央监控装置随时监控直流避雷器中漏电流、谐波以及静电等的变化,可以有效防止避雷设备电信或电气及电子机台等设备因接地电阻值过高,影响雷击的接地效果,有效地杜绝造成建筑物及人畜的损坏及伤亡,并且有利于延长避雷器的使用寿命。本实施例还利用双霍尔元件为核心敏感元件用于隔离检测电流的模块化产品,由于霍尔元件本身能够产生霍尔效应,因而它的工作原理是采用磁平衡式原理,即当电流流过一根长的直导线时,在导线周围产生磁场,磁场的大小与流过导线的电流大小成正比,这一磁场可以通过霍尔元件来聚集,然后用双霍尔元件进行检测,由于磁场的变化与双霍尔元件的输出电压信号有良好的线形关系,因此可利用双霍尔元件测得的输出信号,直接反应出导线中的电流大小,并且双霍尔元件的优势在于它的准确度更高,响应更快,温漂小,特别是在复杂电场环境下,双霍尔元件具有较强的抗磁化和抗极化的特性,因而可以实现交流、直流、脉冲信号等的精确和稳定测量。
[0037]参照图1、图2、图3、图4和图5。所述电桥73包括两并联设置的电阻对730和电阻对731,该电阻对730和电阻对731的一侧的接点连接于一霍尔电路模块72中霍尔元件720与调整电阻722中间的接线处,该电阻对730和电阻对731的另一侧的接点连接于另一霍尔电路模块72中霍尔元件720与调整电阻722中间的接线处,电阻对730和电阻对731各包括两个串联设置的电阻733,并且电阻对730中两串联设置的电阻733接线的中间与另一电阻对731中两串联设置的电阻733接线的中间电连接。
[0038]参照图1、图2、图3、图4和图6。所述环形壳体70包括一屏蔽壳体701以及设置于该屏蔽壳体701外侧的绝缘壳体702,所述磁芯71包括两个对称设置的弧形芯块714以及一固定管715,两弧形芯块714各以一端相互抵接,并且在该抵接
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