一种母线接地CVT自激法介损测量适配器的制作方法

本实用新型涉及数据采集设备，具体地说是一种母线接地cvt自激法介损测量适配器。

背景技术：

cvt(capacitorvoltagetransformer，电容式电压互感器)是一种电压转换装置，其跨接在高压与零线之间，将高电压转换成各类仪表的工作电压，并向电力系统的测量、控制保护以及计量提供重要的电压信号。现有的cvt一般由高、低电容分压器以及电磁单元等元件构成。其中，电容分压器中的高、低压臂电容由多个电容串联而成。

cvt自激法是电力系统中常用的测量方法。实验人员利用介损测试仪，使用cvt自激法可以测量待测电容的容值与介损值。但是在使用过程中，受待测电容单节或多节的影响，有时需要将母线的接地连接断开，这样既不安全，也不方便。具体如附图4所示，使用传统的cvt自激法测试时，要断开c1电容的母线接地端连接。介损测试仪的低压接口向变压器二次侧(a-x)输出激励信号，在变压器一次侧(a-x)获得感应高压来对电容c1、c2进行测量。介损测试仪需要采集的原始信号为电容c1、电容c2的电流大小及其相位，然后再进行数据处理得出结果。

综上所述，如何使实验人员能够在cvt自激法测量中，保持母线接地，同时使用现有的介损测试仪就能完成实验测量，确保既方便又安全是目前亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的技术任务是提供一种母线接地cvt自激法介损测量适配器，来解决如何使实验人员能够在cvt自激法测量中，保持母线接地，同时使用现有的介损测试仪就能完成实验测量，确保既方便又安全的问题。

本实用新型的技术任务是按以下方式实现的，一种母线接地cvt自激法介损测量适配器，包括箱体，箱体的上端面设置有信号输入模块，箱体的下端面设置有信号输出模块；箱体内设置有电磁屏蔽盒，电磁屏蔽盒内设置有pcb板，pcb板上设置有信号采集模块；箱体的外侧面设置有电池模块，电池模块为信号采集模块供电；

信号输入模块包括高压输入端子和x输入端子；信号输出模块包括高压输出端子和输出侧接地端子；信号采集模块包括高精度电流互感器单元；高压输入端子与高压输出端子之间通过导线一连接，x输入端子与输出侧接地端子通过导线二连接，导线一和导线二均穿过高精度电流互感器单元并使导线一和导线二在穿过高精度电流互感器单元时电流信号方向相反，进而使高精度电流互感器单元采集的电流值为导线一和导线二之间电流值的差值。

作为优选，所述高精度电流互感器单元包括高精度电流互感器、反馈线圈和运算放大器，穿过高精度电流互感器单元的导线上存在电流，高精度电流互感器自带的二次线圈产生感应电压，该感应电压经过运算放大器放大并在反馈线圈上产生感应电流，该感应电流恰好能抵消穿过高精度电流互感器的导线上的电流，使高精度电流互感器的磁芯工作于零磁通状态，从而提高电路精度。

更优地，所述信号采集模块还包括信号调理单元，高精度电流互感器单元将采集到的电流信号传输给信号调理单元。

更优地，所述信号调理单元包括运算放大器，运算放大器用于放大电流信号与调整电流信号的相位，使输出电流等于导线一和导线二之间电流值的差值。

更优地，所述信号输出模块还包括cx输出端子，信号调理单元连接cx输出端子，由cx输出端子输出电流信号。

作为优选，所述信号输入模块还包括输入侧接地端子，输入侧接地端子用于进行接地。

作为优选，所述电池模块包括锂电池、充电插座、电量显示灯组和开关按键，锂电池设置在箱体内且位于电磁屏蔽盒的上方，充电插座、开关按键和电量显示灯组设置在箱体外侧面上，开关按键用于控制锂电池启动对外供电或者切断对外供电。

更优地，所述电磁屏蔽盒采用镀锌铁板制成的盒体。

本实用新型的母线接地cvt自激法介损测量适配器具有以下优点：

(一)使用本实用新型cvt自激法测量时，可以避免拆除母线，减小现场工作量，同时增加了测试工作的安全性；

(二)本实用新型使实验人员能够在cvt自激法测量中，可以保持母线接地而获得准确的测量结果，且使用现有的介损测试仪就能完成实验测量，既方便又安全。

故本实用新型具有设计合理、结构简单、易于加工、体积小、使用方便、一物多用等特点，因而，具有很好的推广使用价值。

附图说明

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

附图1为母线接地cvt自激法介损测量适配器的结构示意图；

附图2为信号采集模块的结构框图；

附图3为信号采集模块的电路原理图；

附图4为传统cvt自激法的接线原理图(需断开母线接地)；

附图5为使用本实用新型进行cvt自激法测试的接线原理图。

图中：1、高压输入端子，2、输入侧接地端子，3、x输入端子，4、充电插座，5、电量显示灯组，6、开关按键，7、cx输出端子，8、高压输出端子，9、输出侧接地端子，10、电磁屏蔽盒，11、锂电池，12、箱体，13、高精度电流互感器单元，14、信号调理单元，15、pcb板，16、介损测试仪，17、导线一，18、导线二，19、变压器。

具体实施方式

参照说明书附图和具体实施例对本实用新型的一种母线接地cvt自激法介损测量适配器作以下详细地说明。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述。而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例：

如附图1和2所示，本实用新型的母线接地cvt自激法介损测量适配器,其结构主要包括箱体12、信号输入模块、信号输出模块、信号采集模块和电池模块。信号输入模块位于箱体12的上端面，信号输出模块位于箱体12的下端面；箱体12内安装有电磁屏蔽盒10，电磁屏蔽盒10内安装有pcb板15，信号采集模块焊接在pcb板15上；电池模块位于箱体12的外侧面，电池模块为信号采集模块供电。电池模块包括锂电池11、充电插座4、电量显示灯组5和开关按键6，锂电池11安装在箱体12内且位于电磁屏蔽盒10的上方，充电插座4、开关按键6和电量显示灯组5安装在箱体12外侧面上，开关按键6用于控制锂电池启动对外供电或者切断对外供电。电磁屏蔽盒10采用镀锌铁板制成的盒体。信号输入模块包括高压输入端子1、输入侧接地端子2和x输入端子3；信号输出模块包括高压输出端子8、输出侧接地端子9和cx输出端子7；高压输入端子1、输入侧接地端子2、x输入端子3、高压输出端子8、输出侧接地端子9和cx输出端子7均由pcb板15引出且穿过电磁屏蔽盒10并延伸至箱体12外。信号采集模块包括高精度电流互感器单元13和信号调理单元14，高精度电流互感器单元13和信号调理单元14分别焊接在pcb板15上。高压输入端子1与高压输出端子8之间通过导线一17连接，x输入端子3与输出侧接地端子9通过导线二18连接，导线一17和导线二18均穿过高精度电流互感器单元13，调整导线一17和导线二18的安装方向，使导线一17和导线二18在穿过高精度电流互感器单元13时电流信号方向相反，进而使高精度电流互感器单元13采集的电流值为导线一17和导线二18之间电流值的差值；高精度电流互感器单元13将采集到的电流信号传输给信号调理单元14，信号调理单元14连接cx输出端子7，由cx输出端子7输出电流信号，即信号采集模块将经过高压输入端子1与x输入端子3的电流信号进行差值计算，再将差值电流由cx输出端子7输出。信号调理单元14包括运算放大器，运算放大器用于放大电流信号与调整电流信号的相位，使输出电流等于导线一17和导线二18之间电流值的差。

信号采集模块的电路原理图如附图3所示，c1为电容，r1、r2、r3为电阻，r4、r5为可调电阻，l高精度电流互感器，t1为高精度电流互感器l自带的二次线圈，t2为反馈线圈，u1、u2为运算放大器。穿过高精度电流互感器单元13的导线存在电流时，高精度电流互感器l的二次线圈t1产生感应电压，该感应电压经过运算放大器u1放大后，在反馈线圈t2上产生感应电流。反馈线圈t2上的感应电流恰好能抵消穿过高精度电流互感器l的导线上的电流，使高精度电流互感器l的磁芯工作于零磁通状态，从而提高电路精度。高精度电流互感器l的输出端连接信号调理单元14的运算放大器u2，运算放大器u2将高精度电流互感器l产生的感应电流进行放大，可调电阻r4用来对电流放大倍数进行微调，可调电阻r5与电容c1的组合可以调整电流信号的相位。放大后的电流由cx输出端子7引出。信号调理单元14的运算放大器u2输出端连接输出侧接地端子9。运算放大器u1、u2采用型号为opa2277。

如图5所示，接入本实用新型进行测量时，将待测c1电容的母线进行接地，另一端连接变压器19一次侧(a-x)的a接口。待测电容c2一端连接本实用新型的高压输入端子1，另一端连接变压器19一次侧(a-x)的a接口。本实用新型的x输入端子3与变压器19一次侧(a-x)的x接口连接，输入侧接地端子2进行接地，高压输出端子8连接介损测试仪16的高压接口。介损测试仪16的cx接口包含信号线与屏蔽线，其中信号线连接本实用新型的cx输出端子7，屏蔽线连接介损测试仪16的输出侧接地端子9。此外，与传统侧方式相同，介损测试仪16的低压接口连接变压器19二次侧(a-x)，来产生激励信号。

在本实用新型的箱体12内部，高压输入端子1与高压输出端子8通过导线一17直接连接，然后传输给介损测试仪16的高压端，故电容c2的电流大小与相位信号与传统方式相比不发生改变。故介损测试仪16获取的待测电容c2的电流信息与传统测量方式相比没有发生变化。

在变压器19一次侧，流经变压器19a-x端的电流等于流经电容c1与c2电流的叠加，故c1电流等于a-x端电流与c2电流的差值。在本实用新型的箱体12内部，高压输入端子1与高压输出端子8通过导线一17连接，x输入端子3与输入侧接地端子2通过导线二18连接，导线一17和导线二18中的电流以相反方向流经信号采集模块，信号采集模块的输出为导线一17和导线二18中的电流差值，即为c1的电流。然后通过cx输出端子7与输出侧接地端子9传输给介损测试仪的cx接口。故介损测试仪16获取的待测电容c1的电流信息与传统测量方式相比没有发生变化。

所以使用本实用新型，保证了在母线接地的状态下，介损测试仪16获取到待测电容c1和电容c2的采样信号与使用传统方式完全相同，最终数据处理得出的测量结果不会发生变化。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。