一种通过同时测量电压和电流进行高压容性监测的设备的制作方法

本实用新型涉及容性设备检测装置领域，具体是一种通过同时测量电压和电流进行高压容性监测的设备。

背景技术：

现有电力设备由于内部存在因制造不良、老化及外力破坏等因素造成的绝缘缺陷,会造成绝缘事故,严重影响到电网的正常运行。

为防止此类重大安全事故的发生,目前采用的传统做法是在设备投运后,定期停电进行预防性试验和检修,以便及时检测出设备内部的绝缘缺陷。但停电预防性试验的试验条件与运行状态相差较大,不能准确诊断出变电设备在运行情况下的绝缘状况。

随着自动化检测技术的进步，电力设备绝缘在线监测装置开始得到广泛运用，如中国实用新型专利cn109212446a公开了一种变电设备绝缘在线监测装置，包括装置由一套高压发生器,模拟产生现场试验的高压,还有一套高精度等级的介质损耗测试和金属氧化物避雷器阻性电流测试的标准测试仪,用于跟被检表做比对试验。另外系统配置了一套介损和氧化锌阻性电流模拟装置,用于模拟出被试仪器测量范围内的各个介损及阻性电流测量点。

但其实质仍属于模拟电压或者电流来进行测试，并且单一采集电压或者电流测试的方法无法提高相位采样的精度，也难以避免高频信号对过零点的干扰。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种通过同时测量电压和电流进行高压容性监测的设备及其方法，以解决现有技术中存在的缺陷。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种通过同时测量电压和电流进行高压容性监测的设备，包括信号调理电路，所述信号调理电路连接将容性设备上的高压降低并输出的高压电压互感器和输出高压容性设备的末屏漏电流的漏电流互感器，所述信号调理电路通过高速高分辨率adc与mcu控制模块进行信号传输；

进一步的，所述信号调理电路包含依次连接的低通滤波器、过压保护器、信号放大器，将输入信号调理到高速高分辨率adc的采样范围内；

进一步的，所述高速高分辨率adc，采用4mhz采样频率，24位分辨率，可实现±0.0045°的相位测量精度；

还提供一种通过同时测量电压和电流进行高压容性监测的方法，包括如下步骤：

1)通过高压电压互感器，将容性设备上的高压降低，传感输出到信号调理电路,通过漏电流互感器，将高压容性设备的末屏漏电流感应输出到信号调理电路；

2)信号调理电路将输入信号调理到adc的采样范围内；

3)高速高分辨率adc采用4mhz采样频率对信号调理电路输入的进行进行采样；并将采样信号传输至mcu控制模块；

4)mcu控制模块对采集到的电压电流数据，进行低通滤波，消除重复过零点；

5)mcu控制模块对电压信号和电流信号计算得到各自平均值，然后通过平均值与各自输入信号的正弦波信号对比，得到电压和电流的过零点t1和t2，进而得到两个信号的相位差△t，然后根据相位差计算得到高压容性设备的电容量和介质损耗；

6)mcu控制模块根据计算出的介质损耗，根据设备参数决定是否给出报警信号。

本实用新型的有益效果是：采用同时测量设备的电压和电流信号，通过精准测量电压和电流相位差的结构，计算容性设备电容量；采用超高采样率的高分辨率adc电路，提高相位采样的精度；采用过零点方法判断信号的相位。通过软件滤波方法，消除高频信号对过零点的干扰，达到准确测量过零点的目的。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型监测方法原理示意图；

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，一种通过同时测量电压和电流进行高压容性监测的设备，包括信号调理电路，所述信号调理电路连接将容性设备上的高压降低并输出的高压电压互感器和输出高压容性设备的末屏漏电流的漏电流互感器，所述信号调理电路通过高速高分辨率adc与mcu控制模块进行信号传输；

更具体的，所述信号调理电路包含依次连接的低通滤波器、过压保护器、信号放大器，将输入信号调理到高速高分辨率adc的采样范围内；

更具体的，所述高速高分辨率adc，采用4mhz采样频率，24位分辨率，可实现±0.0045°的相位测量精度；

具体实施时，该设备针对容性设备，可以采集容性设备的电压和漏电流，计算电压和漏电流的相位差的方法，得到容性设备的电容量和介质损耗，进一步分析得到容性设备的绝缘状态。如果容性设备出现绝缘性能下降，即可发出报警信号。

本实用新型还提供一种通过同时测量电压和电流进行高压容性监测的方法，包括如下步骤：

1)通过高压电压互感器，将容性设备上的高压降低，传感输出到信号调理电路,通过漏电流互感器，将高压容性设备的末屏漏电流感应输出到信号调理电路；

2)信号调理电路将输入信号调理到adc的采样范围内；

3)高速高分辨率adc采用4mhz采样频率对信号调理电路输入的进行进行采样；并将采样信号传输至mcu控制模块；

4)mcu控制模块对采集到的电压电流数据，进行低通滤波，消除重复过零点t3；

5)如图2所示，mcu控制模块对电压信号和电流信号计算得到各自平均值，然后通过平均值与各自输入信号的正弦波信号对比，得到电压和电流的过零点t1和t2，进而得到两个信号的相位差△t，然后根据相位差计算得到高压容性设备的电容量和介质损耗；

6)mcu控制模块根据计算出的介质损耗，根据设备参数决定是否给出报警信号。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种通过同时测量电压和电流进行高压容性监测的设备，其特征在于：包括信号调理电路，所述信号调理电路连接将容性设备上的高压降低并输出的高压电压互感器和输出高压容性设备的末屏漏电流的漏电流互感器，所述信号调理电路通过高速高分辨率adc与mcu控制模块进行信号传输。

2.根据权利要求1所述的一种通过同时测量电压和电流进行高压容性监测的设备，其特征在于：所述信号调理电路包含依次连接的低通滤波器、过压保护器、信号放大器，将输入信号调理到高速高分辨率adc的采样范围内。

3.根据权利要求2所述的一种通过同时测量电压和电流进行高压容性监测的设备，其特征在于：所述高速高分辨率adc，采用4mhz采样频率，24位分辨率，可实现±0.0045°的相位测量精度。

技术总结
本实用新型涉及一种通过同时测量电压和电流进行高压容性监测的设备，包括信号调理电路，所述信号调理电路连接将容性设备上的高压降低并输出的高压电压互感器和输出高压容性设备的末屏漏电流的漏电流互感器，所述信号调理电路通过高速高分辨率ADC与MCU控制模块进行信号传输。采用同时测量设备的电压和电流信号，通过精准测量电压和电流相位差的结构，计算容性设备电容量；采用超高采样率的高分辨率ADC电路，提高相位采样的精度；采用过零点方法判断信号的相位。

技术研发人员：李密;黄淦;胡云;陈杰;张国军;汤力
受保护的技术使用者：上海凌至物联网有限公司
技术研发日：2019.06.12
技术公布日：2020.05.29