电信号检测装置的制作方法

本申请涉及电力技术领域，特别是涉及一种电信号检测装置。

背景技术：

在电力电网系统中，常常需要对输电线路进行检测，例如，对输电线路的电学信号进行检测。目前，传统技术采用单相便携电流检测装置，例如，钳形电流表，来进行输电线路检测，但是，在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：传统装置无法长时间运行，影响检测人员检查线路的效率。

技术实现要素：

基于此，有必要针对传统装置无法长时间运行，而影响检测人员检查线路的效率的问题，提供一种电信号检测装置。

为了实现上述目的，本申请实施例提供了一种电信号检测装置，包括互感器、信号转换电路、信号整形电路、电压输出电路以及处理电路；

互感器通过信号转换电路连接处理电路，并通过信号整形电路连接电压输出电路；

电压输出电路分别连接信号转换电路和处理电路。

在其中一个实施例中，电压输出电路包括升降压转换电路以及低压差线性稳压电路；

升降压转换电路连接在信号整形电路和低压差线性稳压电路之间；低压差线性稳压电路分别连接信号转换电路、处理电路。

在其中一个实施例中，还包括备用电源充放电路；

备用电源充放电路分别连接升降压转换电路、低压差线性稳压电路。

在其中一个实施例中，备用电源充放电路包括充放电管理电路以及充电电池；

充放电管理电路分别连接升降压转换电路、低压差线性稳压电路；充电电池连接充放电管理电路。

在其中一个实施例中，互感器包括电流互感器和/或电压互感器；

电流互感器连接在信号转换电路和信号整形电路之间；

电压互感器连接在信号转换电路和信号整形电路之间。

在其中一个实施例中，信号转换电路包括模拟信号处理电路以及A/D转换电路；

模拟信号处理电路连接在互感器和A/D转换电路之间；A/D转换电路连接处理电路。

在其中一个实施例中，信号整形电路包括整流电路以及滤波电路；

整流电路连接在互感器和滤波电路之间；滤波电路连接电压输出电路。

在其中一个实施例中，还包括无线通信电路以及存储器；

无线通信电路、存储器分别连接处理电路；无线通信电路、存储器分别连接电压输出电路。

在其中一个实施例中，还包括按键电路以及指示电路；

按键电路、指示电路分别连接电压输出电路。

在其中一个实施例中，处理电路为微控制单元。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：

互感器通过信号转换电路连接处理电路，并通过信号整形电路连接电压输出电路；电压输出电路分别连接信号转换电路和处理电路，从而，本申请电信号检测装置能够将互感器采集到的电信号，利用信号整形电路和电压输出电路转换成信号转换电路和处理电路的工作电压，实现自取电，避免因传统装置需外界供电而造成不能长时间运行的问题，延长了电信号检测装置运行时长，进而提高了检测人员检查线路的效率。

附图说明

通过附图中所示的本申请的优选实施例的更具体说明，本申请的上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本申请的主旨。

图1为一个实施例中电信号检测装置的结构框图；

图2为一个实施例中互感器的第一结构框图；

图3为一个实施例中互感器的第二结构框图；

图4为一个实施例中互感器的第三结构框图；

图5为一个实施例中信号转换电路的结构框图；

图6为一个实施例中信号整形电路的结构框图；

图7为一个实施例中电压输出电路的结构框图；

图8为一个实施例中备用电源充放电路的结构框图；

图9为一个实施例中按键电路和指示电路的结构框图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的首选实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

为了解决传统装置无法长时间运行，而影响检测人员检查线路的效率的问题，在一个实施例中，如图1所示，提供了一种电信号检测装置，包括互感器11、信号转换电路13、信号整形电路15、电压输出电路17以及处理电路19；

互感器11通过信号转换电路13连接处理电路19，并通过信号整形电路15连接电压输出电路17；

电压输出电路17分别连接信号转换电路13和处理电路19。

其中，互感器用于利用互感原理感应电力系统中输电线路中的大电学信号对应转换成小电学信号，并传输与其连接的器件。在一个具体的实施例中，如图2至4所示，互感器11包括电流互感器111和/或电压互感器113；电流互感器111连接在信号转换电路13和信号整形电路15之间；电压互感器113连接在信号转换电路13和信号整形电路15之间。需要说明的是，电流互感器能够将一次侧的大电流转换成二次侧的小电流，不仅为处理电路待检测的提供电流信号，还为信号转换电路和处理电路提供电源。进一步的，电流互感器采用开口式电流互感器，以方便快速夹线，提高测试效率。电压互感器能够将一次侧的大电压转换成二次侧的小电压，不仅为处理电路待检测的提供电压信号，还为信号转换电路和处理电路提供电源。进一步的，电压互感器采用开口式电压互感器，以方便快速夹线，提高测试效率。

信号转换电路用于对互感器传输的电信号转换成数字信号传输给处理电路。在一个具体的实施例中，如图5所示，信号转换电路13包括模拟信号处理电路131以及A/D(analogue to-digital，模数转换)转换电路133；模拟信号处理电路131连接在互感器11和A/D转换电路133之间；A/D转换电路133连接处理电路19。需要说明的是，模拟信号处理电路用于对互感器输出的电信号进行放大或者衰减，使得模拟信号处理电路输出的电信号幅值在一个合适的范围内，方便A/D转换电路对其进行模数转换。A/D转换电路用于对模拟信号处理电路输出的电信号转换成数字信号，并将数字信号传输给处理电路。

信号整形电路用于对互感器传输的电信号进行整形处理，例如，可对电信号进行整流、滤波处理等。在一个具体的实施例中，如图6所示，信号整形电路15包括整流电路151以及滤波电路153；整流电路151连接在互感器11和滤波电路153之间；滤波电路153连接电压输出电路17。需要说明的是，整流电路用于将互感器输出交流信号整流成直流信号，并传输给滤波电路。滤波电路用于对直流信号进行平滑处理，使得电压幅值更加平顺，减小电压冲击和浪涌。

电压输出电路用于信号整形电路输出的电压转处理成适合为信号转换电路和处理电路供电的电压。在一个具体的实施例中，如图7所示，电压输出电路17包括升降压转换电路171以及低压差线性稳压电路173；升降压转换电路171连接在信号整形电路15和低压差线性稳压电路173之间；低压差线性稳压电路173分别连接信号转换电路13、处理电路19。需要说明的是，升降压转换电路对滤波电路输出的电压进行降压或者升压处理，以使升降压转换电路能够输出稳定的电压，例如输出4.2伏的电压，给低压差线性稳压电路供电。由于电网中的电信号(电流和电压)的大小变化非常大，使得互感器输出的电信号变化也非常大，通过升降压转换电路能够将变化很大的电信号稳定在合适的范围，从而提高了本申请信号检测装置对电网电信号的适应范围。

低压差线性稳压电路用于将升降压转换电路输出的电压，稳定在适合为处理电路和信号转换电路供电的电压，例如低压差线性稳压电路输出3.3伏的电压。由于升降压转换电路为开关电源，输出的电压波纹偏大，利用低压差线性稳压电路将波纹偏大的电压转换成波纹非常小的电压输出，提高了本申请电信号检测装置的稳定性。

处理电路为本申请电信号检测装置的信号处理和控制中心，接受信号转换电路传输的电信号。例如，当电信号为电流信号时，处理电路计算统计电流值、电流谐波幅值和相位、电流频率等参数，并且对电流进行录波。在一个具体的实施例中，处理电路为微控制单元(MCU，Microcontroller Unit)，进一步的，处理电路为低功耗的微控制单元，可降低电信号检测装置的功耗，进而可选用尺寸小的互感器，减小电信号检测装置的尺寸，使得电信号检测装置更加便携、小型化以及轻量化。

本申请电信号检测装置的各实施例中，互感器通过信号转换电路连接处理电路，并通过信号整形电路连接电压输出电路；电压输出电路分别连接信号转换电路和处理电路，从而，本申请电信号检测装置能够将互感器采集到的电信号，利用信号整形电路和电压输出电路转换成信号转换电路和处理电路的工作电压，实现自取电，避免因传统装置需外界供电而造成不能长时间运行的问题，延长了电信号检测装置运行时长，进而提高了检测人员检查线路的效率。

在一个实施例中，如图8所示，还包括备用电源充放电路81；

备用电源充放电路81分别连接升降压转换电路171、低压差线性稳压电路173。

其中，备用电源充电电路可用于在没有测试或者电网突然掉电的情况下，为通过低压差线性稳压电路为本申请电信号检测装置提供电源，并可在有测试以及电网正常的情况下，利用升降压转换电路进行充电，以备用。在一个具体的实施例中，如图8所示，备用电源充放电路81包括充放电管理电路811以及充电电池813；充放电管理电路811分别连接升降压转换电路171、低压差线性稳压电路173；充电电池813连接充放电管理电路811。需要说明的是，充放电管理电路用于控制充电电池进行充放电，进一步的，当充电电池出现过充或过放时自动关断回路。充电电池用于在测试过程中电网突然掉电时，或者测试开始前，或者测试结束后，为电信号检测装置供电，让电信号检测装置可以继续工作一段时间，以便应对突发状况时的数据保存和导出。

本申请电信号检测装置的各实施例中，利用备用电源充放电路应对突发状况，避免测试过程因电网突然掉电而造成的数据丢失等情况，还可为电信号检测装置在测试前后提供电源，以便设置电信号检测装置或数据导出。

在一个实施例中，如图9所示，还包括无线通信电路91以及存储器93；无线通信电路91、存储器93分别连接处理电路19；无线通信电路91、存储器93分别连接电压输出电路17。

进一步的，还包括按键电路95以及指示电路97；按键电路95、指示电路97分别连接电压输出电路17。

其中，无线通信电路用于终端设备(例如，智能手机或智能平板等)进行无线通信。具体的，终端设备可安装与电信号检测装置对应的应用程序，通过应用程序可查看处理电路中的数据。避免检测人员长时间呆在电线杆或电线塔而带来的测试风险，保障了检测人员的生命安全，还提高了测试效率。在一个示例中，无线通信电路为Wi-Fi(Wireless Fidelity，无线保真)模块。

存储器用于保存测试数据和录波文件。在一个示例中，存储器为16G(Gigabyte，千兆字节)、32G或64G存储器，以保证在长时间测试过程提供充足的存储空间。

按键电路用于控制电信号检测装置的运行状态，例如，长按按键3秒启动电信号检测装置，在长按案件5秒关闭电信号检测装置。

指示电路用于发出指示和告警。在一个示例中，指示电路为指示灯，在电信号检测装置开机后，指示灯1秒闪烁一次，在电信号检测装置出现故障时长亮。在又一个示例中，指示电路为声音提示器，在电信号检测装置开机后播放开机提示音，在电信号检测装置出现故障时播放告警提示音。

本申请电信号检测装置的各实施例中，利用无线通信电路可实现检测人员通过终端设备远距离查看测试数据，保证检测人员远离高压电，保证检测人员的生命安全；存储器保证信号检测装置有足够的存储空间，保证长时间测试需求；按键电路可方便检测人员操作，指示电路可方便检测人员观察电信号检测装置的工作状态。而且电信号检测装置没有外部接口，使用利用无线通信电缆终端设备查看数据，没有液晶屏，可以做到很高等级的防水防尘，在恶劣的天气条件下，可以在户外使用。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。