一种新型的电压无线采集系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种新型的电压无线采集系统，包括信号采集单元、信号发射单元、信号接收单元和录波仪，其中，信号采集单元包括高压电容和电容低压臂，高压电容的输入端与高压信号采集点电连接，高压电容的输出端与电容低压臂的输入端连接，电容低压臂的输出端接地，电容低压臂的输出端还与信号发射单元的输入端连接，信号接收单元与录波仪通信连接；本实用新型所述的电容低压臂采用了双层的电磁屏蔽结构，大大的消除电磁环境对测量交流高电压信号的影响，抗干扰性强，在电气试验现场复杂环境下更加适用于对交流高电压信号测量；采集系统中还采用了无线传输技术，大大减小了现场的工作量，同时还避免了长线传输对电压信号造成的衰减。
【专利说明】
一种新型的电压无线采集系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及对交流高电压信号进行采集测量的领域，尤其涉及一种新型的电压无线采集系统。
【背景技术】
[0002]目前在输变电工程的系统调试中，需要采集变压器、开关、并联电容器组等设备投切前后一段时间内的电压暂态过程来分析其操作过电压水平，从中发现存在的缺陷或异常情况；目前电力系统中采集高压信号的常用采集装置是利用电容低压臂通过上百米长的电缆把高电压信号引入录波仪，与试品构成测量回路，再通过电容分压测量原理进行高电压信号的测量;但是现有的电容低压臂均采用单层设计，密封性较差，受周围电磁场的环境因素及天气因素影响较大，不适合信号的长时间采集，测量时还容易受接线和地理环境的影响，可靠性较差;此外，现有的电容低压臂最大的缺点是现场工作量大、试验线路数量多且接线复杂，长线还具有一定的衰减性。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种新型的电压无线采集系统，该系统采用无线传输方式，与全密封电磁屏蔽电容低压臂结合，能够在野外长时间采集测量而不受外界环境因素的影响，解决了现有的电压采集系统中的电容低压臂受环境因素及天气因素影响较大和现场工作量大、试验线路数量多且接线复杂的问题。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0005]—种新型的电压无线采集系统，包括信号采集单元、信号发射单元、信号接收单元和录波仪，其中，信号采集单元包括高压电容和电容低压臂，高压电容的输入端与高压信号采集点电连接，高压电容的输出端与电容低压臂的输入端连接，电容低压臂的输出端接地，电容低压臂的输出端还与信号发射单元的输入端连接，信号接收单元与录波仪通信连接。
[0006]所述的电容低压臂由底座、保护罩、电子元件及电路单元构成，所述的底座包括上层底座和下层底座，上层底座的大小小于下层底座的大小且上层底座采用绝缘材料制成，上层底座和下层底座之间还固定设置有底端封板;保护罩包括电场屏蔽罩和磁场屏蔽罩，电场屏蔽罩与磁场屏蔽罩为形状相同、底端开口的腔体，电场屏蔽罩的大小大于磁场屏蔽罩的大小，电场屏蔽罩底端开口的大小与下层底座的大小相匹配，电场屏蔽罩套设在下层底座外且电场屏蔽罩的开口边沿与上下层底座的边沿也通过弹簧扣固定连接，磁场屏蔽罩的底端开口大小与上层底座的大小相匹配，磁场屏蔽罩套设在上层底座外且磁场屏蔽罩的开口边沿与上层底座的边沿通过弹簧扣固定连接，底端封板与磁场屏蔽罩配合构成密闭空间；所述的底端封板上开设有三个引线孔，下层底座上设置有三个出线孔，三个出线孔与三个引线孔对应连通。
[0007]所述的上层底座和下层底座均为柱体，电场屏蔽罩和磁场屏蔽罩的截面均为倒U型。
[0008]所述的上层底座采用环氧树脂材料制成，底端封板和磁场屏蔽罩采用硅钢材料制成，电场屏蔽罩采用不锈钢材料制成。
[0009]所述的下层底座的下表面还固定设置有磁铁。
[0010]所述的信号发射单元包括阻容模块、A/D转换模块和ZigBee无线数传模块，阻容模块的输入端与信号发射单元的输入端连接，阻容模块的输出端与A/D转换模块的输入端连接，A/D转换模块的输出端与ZigBee无线数传模块的输入端连接，ZigBee无线数传模块的输出端与信号发射模块的输出端连接。
[0011]所述的信号接收单元内部集成有ZigBee无线数传模块。
[0012]本实用新型的有益效果为:
[0013]本实用新型所述新型的电压无线采集系统中采用了新型的电容低压臂，结构简单，易于组装；同时，新型的电容低压臂还采用了双层的电磁屏蔽结构，大大的消除电磁环境对测量交流高电压信号的影响，抗干扰性强，在电气试验现场复杂环境下更加适用于对交流高电压信号测量;采集系统中还采用了无线传输技术，大大减小了现场的工作量，同时还避免了长线传输对电压信号造成的衰减。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型所述新型的电压无线采集测量系统的原理示意图；
[0015]图2为本实用新型所述电容低压臂的结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]如图1所示，本实用新型所述的新型的电压无线采集测量系统，包括信号采集单元、信号发射单元、信号接收单元和录波仪，其中，信号采集单元包括高压电容和电容低压臂，高压电容的输入端与高压信号采集点电连接，高压电容的输出端与电容低压臂的输入端连接，电容低压臂的输出端接地，信号发射单元并联在电容低压臂的两端，信号发射单元与信号接收单元通过无线通信模块连接，信号接收单元与录波仪通信连接;所述的无线通信模块可以采用4G模块或者WIFI模块等能够进行无线通信的模块。
[0017]如图2所示，电容低压臂由底座、保护罩、电子元件及电路单元构成，所述的底座包括上层底座3和下层底座I;
[0018]其中，上层底座3和下层底座I均为柱形且上层底座3的大小小于下层底座I的大小;上层底座3采用绝缘材料制成，上层底座3和下层底座I之间还固定设置有大小与上层底座3下表面相同的底端封板4;上层底座3由绝缘性能极好的环氧树脂材料制成，底端封板4由娃钢材料制成；
[0019]保护罩包括电场屏蔽罩6和磁场屏蔽罩5，电场屏蔽罩6与磁场屏蔽罩5为形状相同、底端均开口的腔体，优选方案为电场屏蔽罩6和磁场屏蔽罩5的截面均为倒U型，电场屏蔽罩6的大小大于磁场屏蔽罩5的大小，且电场屏蔽罩6套设在磁场屏蔽罩5的外部；电场屏蔽罩6底端开口的大小与下层底座I的大小相匹配，电场屏蔽罩6套设在下层底座I外且电场屏蔽罩6的开口边沿与下层底座I的边沿通过弹簧扣固定连接;磁场屏蔽罩5的底端开口大小与上层底座3的大小相匹配，磁场屏蔽罩5套设在上层底座3外且磁场屏蔽罩5的开口边沿与上层底座3的边沿也通过弹簧扣固定连接，且底端封板4与磁场屏蔽罩5配合构成密闭的磁场被屏蔽的空间，且此密闭的磁场被屏蔽的空间不与电场屏蔽罩6及下层底座I的不锈钢壁2有任何电气接触，最大程度地消除了外界磁场环境对采集测量系统的影响;外层电场屏蔽罩6和内层磁场屏蔽罩5的双层全密封结构，不仅能够最大程度的消除测量环境内电磁环境对测量结果的不利影响，还能够保证长时间测量时不受风雪雨沙等恶劣天气的影响，大大提高了测量精度；
[0020]电子元件及电路单元均设置在上层底座3上，电容低压臂内部的电子元件及电路9属于本领域的现有成熟技术，这里不再赘述具体采用的电子元件及电路9;底端封板4上开设有三个引线孔7，下层底座I上设置有三个出线孔10，三个出线孔10分别与三个引线孔7对应连通;其中，三个引线孔7分别为接地引线孔、测量端同轴电缆引线孔和信号端同轴电缆引线孔，其中三个出线孔10分别为接地出线孔、测量端同轴电缆出线孔和信号端同轴电缆出线孔，电子元件及电路单元的连接线经过底端封板4上的引线孔7进入下层底座I内，最后由下层底座I上的出线孔10引出；
[0021]为了安装方便，下层底座I的下表面还固定设置有磁铁8，保证电容低压臂能够稳固的吸附在任意试品的金属表面。
[0022]信号发射单元包括阻容模块、A/D转换模块和ZigBee无线数传模块，阻容模块的输入端与信号发射单元的输入端连接，阻容模块的输出端与A/D转换模块的输入端连接，A/D转换模块的输出端与ZigBee无线数传模块的输入端连接，ZigBee无线数传模块的输出端与信号发射模块的输出端连接;阻容模块用于对信号采集单元采集到的电压模拟信号进行降压处理，A/D转换模块用于将降压处理后的电压模拟信号转换为电压数字信号，信号接收单元内部集成也有ZigBee无线数传模块，ZigBee无线数传模块用于发送和接收电压数字信号，ZigBee无线数传模块能够实现点与点之间的无线通讯，使其具备实时无线数据传输功能，传输距离远，传输时延小。
[0023]在使用本实用新型所述的本实用新型所述的新型的电压无线采集测量系统时，首先，信号采集单元中的电容低压臂采集被测试点的电压模拟信号并将电压模拟信号发送到信号发射单元，信号发射单元中的阻容模块先将高电压模拟信号作降压处理，然后信号发射单元中的A/D转换模块将经过降压处理后的电压模拟信号转化为电压数字信号并利用ZigBee无线数传模块将电压数字信号发送到信号接收单元，因为信号接收单元与录波仪通信连接，所以经过降压处理的电压数字信号能够发送到录波仪上并被录波仪还原，从而实现电压信号的采集。
[0024]本实用新型所述新型的电压无线采集系统中采用了新型的电容低压臂，结构简单，易于组装；同时，新型的电容低压臂还采用了双层的电磁屏蔽结构，大大的消除电磁环境对测量交流高电压信号的影响，抗干扰性强，在电气试验现场复杂环境下更加适用于对交流高电压信号测量;采集系统中还采用了无线传输技术，大大减小了现场的工作量，同时还避免了长线传输对电压信号造成的衰减。
【主权项】
1.一种新型的电压无线采集系统，其特征在于:包括信号采集单元、信号发射单元、信号接收单元和录波仪，其中，信号采集单元包括高压电容和电容低压臂，高压电容的输入端与高压信号采集点电连接，高压电容的输出端与电容低压臂的输入端连接，电容低压臂的输出端接地，电容低压臂的输出端还与信号发射单元的输入端连接，信号接收单元与录波仪通信连接。2.根据权利要求1所述的一种新型的电压无线采集系统，其特征在于:所述的电容低压臂由底座、保护罩、电子元件及电路单元构成，所述的底座包括上层底座和下层底座，上层底座的大小小于下层底座的大小且上层底座采用绝缘材料制成，上层底座和下层底座之间还固定设置有底端封板;保护罩包括电场屏蔽罩和磁场屏蔽罩，电场屏蔽罩与磁场屏蔽罩为形状相同、底端开口的腔体，电场屏蔽罩的大小大于磁场屏蔽罩的大小，电场屏蔽罩底端开口的大小与下层底座的大小相匹配，电场屏蔽罩套设在下层底座外且电场屏蔽罩的开口边沿与上下层底座的边沿也通过弹簧扣固定连接，磁场屏蔽罩的底端开口大小与上层底座的大小相匹配，磁场屏蔽罩套设在上层底座外且磁场屏蔽罩的开口边沿与上层底座的边沿通过弹簧扣固定连接，底端封板与磁场屏蔽罩配合构成密闭空间；所述的底端封板上开设有三个引线孔，下层底座上设置有三个出线孔，三个出线孔与三个引线孔对应连通。3.根据权利要求2所述的一种新型的电压无线采集系统，其特征在于:所述的上层底座和下层底座均为柱体，电场屏蔽罩和磁场屏蔽罩的截面均为倒U型。4.根据权利要求2所述的一种新型的电压无线采集系统，其特征在于:所述的上层底座采用环氧树脂材料制成，底端封板和磁场屏蔽罩采用硅钢材料制成，电场屏蔽罩采用不锈钢材料制成。5.根据权利要求2所述的一种新型的电压无线采集系统，其特征在于:所述的下层底座的下表面还固定设置有磁铁。6.根据权利要求1所述的一种新型的电压无线采集系统，其特征在于:所述的信号发射单元包括阻容模块、A/D转换模块和ZigBee无线数传模块，阻容模块的输入端与信号发射单元的输入端连接，阻容模块的输出端与A/D转换模块的输入端连接，A/D转换模块的输出端与ZigBee无线数传模块的输入端连接，ZigBee无线数传模块的输出端与信号发射模块的输出端连接。7.根据权利要求1所述的一种新型的电压无线采集系统，其特征在于:所述的信号接收单元内部集成有ZigBee无线数传模块。
【文档编号】G01R19/25GK205608078SQ201620328638
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年4月15日
【发明人】郭磊, 寇晓适, 张科, 董曼玲, 丁国君, 王伟, 付海金, 赵磊, 蒲兵舰, 李予全, 郑含博, 邵颖彪, 王跃超, 王栋, 辛伟峰
【申请人】国网河南省电力公司电力科学研究院, 国家电网公司