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_4

文档序号:9545719阅读:来源:国知局
位置的两侧通过所述固定管715套上,所述弧形芯块714为纳米非晶材料制成的弧形芯块714,所述固定管715为纳米非晶材料固定管715。电流传感器由纳米非晶材料、双霍尔元件、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。
[0039]参照图1、图2、图3、图4和图5。所述磁芯71的开口处形成有一气隙718,两所述霍尔电路模块72平行间隔布置于该气隙内,所述固定管715所占据的体积为所述容置空间700体积的四分之一,位于所述固定管715 —侧的弧形芯块714中未套上固定管715的部分所占据的体积为所述容置空间700体积的三分之一,位于所述固定管715另一侧的弧形芯块714中未套上固定管715的部分所占据的体积为所述容置空间700体积的三分之一,所述第二线圈绕组711包括上第二线圈绕部以及下第二线圈绕部,所述上第二线圈绕部绕设于位于所述固定管715 —侧的弧形芯块714中未套上固定管715的部分,所述下第二线圈绕部绕设于位于所述固定管715另一侧的弧形芯块714中未套上固定管715的部分,所述上第二线圈绕部和下第二线圈绕部相互电连接,所述第一线圈绕组710绕设于所述固定管715的外侧。
[0040]参照图1、图2、图3、图4和图6。所述避雷器电流的引出导线上加装有惰性气体二极管以及TVS 二极管,该TVS 二极管反向串联接地。本实施例在所有引入导线、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。
[0041]参照图1、图2、图3、图4和图5。所述磁芯71上加载有交流信号。通过在磁芯71上加载上交流信号之后,磁芯71的磁通密度将在正向和反向来回充磁和退磁,在这个过程会打断外部电磁场对磁性材料的磁极化过程。所以可以很好的避免磁性材料的磁极化。有利于提高本发明的检测精度和使用寿命。
[0042]参照图1、图2、图3、图4和图5。所述环形壳体70套设在避雷器的地线16上并且其包括可相互拆卸的左半壳体705以及右半壳体706。
[0043]参照图1、图2、图3、图4和图6。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双霍尔元件上,双霍尔感应到这部分磁通密度之后将产生电压,双霍尔元件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R1的后输入到地面,通过电流表对测量电阻R1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漏电流的直流信号值,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。
[0044]另外,由于复杂的电磁场除了会对磁芯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。
[0045]参照图1、图2、图3、图4和图5。本实施例对应的特高压直流避雷器泄漏电流的在线侦测方法,包括以下步骤:
a、判断是否对电流进行信号采集,当避雷器电流高于预先设定的阈值时,TVS 二极管可以迅速启动进行释放电流,之后惰性气体二极管进行启动,持续释放电流。
[0046]b、对电流进行信号采集,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双霍尔元件720上,由于该两所述霍尔元件720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72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72产生的电压信号的输出值为两霍尔电路模块72输出值的算术平均值,双霍尔元件720产生的电压信号经运算放大器80的放大作用来完成对输入电源83的放电控制,使得输入电源83的正接口 830向第二线圈绕组711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80对反向补偿电流的控制,使磁芯71中的磁通密度始终为定值,此时第二线圈绕组711上补偿电流再经过测量电阻R1的后输入到地面,通过电流表A对测量电阻R1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漏电流的直流信号值,从而进入下一个步骤。
[0047]c、将采集的信号进行处理后形成电流值数据输出。
[0048]d、将获得的电流数据通过无线传输至中央监控装置内进行汇总,数据处理单元11经过数据运算处理之后,通过公网信号发射单元5将含有避雷器泄漏电流的直流信号值、测量时间或避雷器安装位置信息的编码以短信息形式发送到公网信号接收单元6。
[0049]e、中央监控装置显示该电流数据同时将该电流数据分配发送到对应避雷器管理者的移动终端3,具体为后台处理器40接收到编码形式的短信息后,进行信息转换,将编码信息转换成中文信息发送到相关管理人员或维修人员的移动终端3上,并在储存器41中永久保存上述信息。
[0050]另外,贯穿整个在线检测过程,均有对所述磁芯71上加载有交流信号,在磁芯71上加载上交流信号之后,磁芯71的磁通密度将在正向和反向来回充磁和退磁,在这个过程会打断外部电磁场对磁性材料的磁极化过程。
[0051]另外,本实施例试验中使用纳米非晶材料由中国科学院磁性材料与器件重点实验室提供。同样经过本申请人多次测试,其他类型的纳米非晶材料制得的磁芯也能够完成本项申请的目的。
[0052]实施例二
参照图6。本实施例与实施例一的实施方式大体相同,其不同之处在于:所述数据发送装置包括呈依次连接的射频信号发射单元50、调频转发单元51以及双模通信单元52,所述数据接收装置为与该双模通信单元52的输出端连接的公网信号接收单元6。
[0053]采用上述设置可以使得本实施例既可以在有公网覆盖的范围内将电路检测数值传输到中央监控装置,也可以在没有公网信号的区域中通过所述射频信号发射单元与调频转发单元的配合,先将雷击信息发到有设置在公网覆盖范围内的双模通信单元,之后再传输到中央监控装置,这样可以大大拓宽本发明的适用场合,使得设在一些深山或者密林中的直流避雷器也可以实时在线侦测其泄漏电流的信息。
[0054]本实施例通过射频信号发射单元与调频转发单元的配合,可以自动地选择频段中传播距离最远的频点来对采集到的电流数据进行发射,可以克服单一频点传播距离过短的缺陷,使得本发明的适用场合更加宽广。
[0055]另外,由于本实施例针对数据发送装置与实施例一有所区别,因而本实施例对特高压直流避雷器泄漏电路的在线侦测方法也有所不同,其不同之处在于:
一方面,步骤d包括数据处理单元经过数据运算处理之后,将含有避雷器泄漏电流的直流信号值、测量时间或避雷器安装位置信息的编码通过射频信号发射单元以及调频转发单元的配合,在保证通讯通道的畅通的情况下,以专网自动跳频的方式将编码信息经过一级转发到有移动公网信号覆盖区域的双模通讯单元上,然后再由双模通讯单元以短信息形式发送到公网信号接收单元。
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