一种微功耗电缆局放传感器的制作方法

1.本实用新型涉及电力系统故障检测技术领域，具体是一种微功耗电缆局放传感器。


背景技术：

2.由于电缆在地下运行，导致电缆相应的检测和维护比较困难，电缆的运行工况在地面无法得知，由于电缆浸水、外表绝缘遭到破坏、接头松动等情况引起的局部小隐患，因为不能及时发现和处理，往往会造成更大的恶性事故。
3.电缆局部放电的在线监测是指通过传感器系统实时采集额定运行电压下电缆系统内的局部放电信号，并将其传输至终端进行后续的处理和判断。目前所研究出的方法有：电磁耦合法、电容耦合法、差分法、方向耦合法和超声波检测法等。
4.目前，现有的电缆局部放电的检测产品大都是离线检测，且现有的电缆局部放电检测产品，均采用高速采集卡或高速示波器，设备较大体积大，功耗高；信号耦合探头与采集卡属于分离的形式，导致信号连线较长，容易被干扰，严重降低了系统的实用性；而且由于电缆运行在地下，高湿、霉变等严重影响在线检测设备的长期可靠运行。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于解决现有技术中存在的问题，提供一种微功耗电缆局放传感器，能够解决目前在恶劣环境中的运行的电缆局部放电检测设备无法长期可靠运行的问题，同时能够满足电源供电的要求，从而简化设备的使用环境，提高设备的可推广性。
6.本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
7.一种微功耗电缆局放传感器，包括密封在壳体内的脉冲电流耦合器、信号处理电路、计算单元、无线通信模块、电源管理电路；
8.所述脉冲电流耦合器、无线通信模块、电源管理电路均与信号处理电路电性连接，所述信号处理电路、无线通信模块均与计算单元电性连接。
9.优选的，所述信号处理电路为低功耗信号处理电路。
10.优选的，所述计算单元为高速计算单元。
11.优选的，所述无线通信模块为短距离无线通信模块。
12.优选的，所述壳体包括控制壳体、上弧形壳体、下弧形壳体，所述脉冲电流耦合器包括密封在控制壳体内的脉冲信号变换阻抗、密封在上弧形壳体内的脉冲电流耦合磁芯，所述电源管理电路包括密封在下弧形壳体内的取电线圈、密封在控制壳体内的内置电源。
13.优选的，所述电源管理电路包括电源投入切换电路和能量变换电路，所述电源投入切换电路与信号处理电路、计算单元电性连接，所述能量变换电路与取电线圈电性连接。
14.优选的，所述电源管理电路分别与信号处理电路、无线通信模块电性连接。
15.优选的，所述脉冲电流耦合器的输出信号与信号处理电路相连，直接输出数字信息。
16.优选的，所述脉冲电流耦合器为开口型，能够直接卡接在电缆上。
17.对比现有技术，本实用新型的有益效果在于：
18.本实用新型采用一体化设计，将脉冲电流耦合器、信号处理电路、计算单元、无线通信模块、电源管理电路均集成在一个密封的壳体内，现场不需要再次接线和调试，方便了现场实用。采用微功耗设计，不用外接电源，简化了使用环境，使其可以在任何环境中使用。
附图说明
19.附图1是本实用新型的结构示意图；
20.附图2是本实用新型的电源管理原理框图。
21.附图中标号：1、壳体；2、信号处理电路；3、计算单元；4、无线通信模块；5、电源管理电路；6、脉冲信号变换阻抗；7、脉冲电流耦合磁芯；8、取电线圈；11、控制壳体；12、上弧形壳体；13、下弧形壳体。
具体实施方式
22.下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。
23.实施例：如附图1
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2所示，本实用新型所述是一种微功耗电缆局放传感器，包括密封在壳体1内的脉冲电流耦合器、信号处理电路2、计算单元3、无线通信模块4、电源管理电路5，信号处理电路2优选为低功耗信号处理电路，计算单元3优选为高速计算单元，无线通信模块4优选为短距离无线通信模块。
24.优选的，所述脉冲电流耦合器为开口型，能够直接卡接在电缆上，使用方便，具体的，所述壳体1包括控制壳体11、上弧形壳体12、下弧形壳体13，上弧形壳体12与控制壳体11之间采用一体式结构，下弧形壳体13与上弧形壳体12之间可拆卸连接。
25.进一步的，所述脉冲电流耦合器包括密封在控制壳体11内的脉冲信号变换阻抗6、密封在上弧形壳体12内的脉冲电流耦合磁芯7。
26.优选的，电源管理电路5包括密封在下弧形壳体13内的取电线圈8、密封在控制壳体11内的内置电源，电源管理电路5分别与信号处理电路2、计算单元3和无线通信模块4电性连接，本实用新型不用外接电源，整个寿命期间利用线路取能和自身携带的电池工作。
27.优选的，所述电源管理电路5包括电源投入切换电路和能量变换电路，所述电源投入切换电路与信号处理电路2、计算单元3电性连接，所述能量变换电路与取电线圈8电性连接，电源投入切换电路根据外部取电的情况给计算单元3以及信号处理电路2供电。
28.进一步的，所述脉冲电流耦合器的输出信号与信号处理电路2相连，直接输出数字信息。
29.所述脉冲电流耦合器、无线通信模块4、电源管理电路5均与信号处理电路2电性连接，信号处理电路2、无线通信模块4均与计算单元3电性连接，
30.脉冲信号变换阻抗6与信号处理电路2电性连接，脉冲信号变换阻抗6用于将其安装接触部分附近的电缆内部发生的局部放电产生的电磁暂态信号转换为微弱的电信号，信
号处理电路2与计算单元3电性连接，信号处理电路2将该电信号进行多级放大后由计算单元3对信号进行采样、计算局部放电的强度；无线通信模块4与计算单元3电性连接，并将检测到的局放信号和电缆温度数值送给无线通信模块4，由无线通信模块4发送给附近的信息采集设备。
31.本实用新型原理如下：脉冲信号变换阻抗6与取电线圈8固定于信号采集器表面，安装时将脉冲电流耦合磁芯7固定在被测电缆接头表面；脉冲信号变换阻抗6用于将脉冲电流耦合磁芯7感应到的电缆内部发生的局部放电产生的暂态电流信号转换为适合于信号处理电路2进行处理的暂态电信号，信号处理电路2对该信号进行滤波放大后由计算单元3对信号进行采样、计算处理。计算单元3对检测出的局部放电幅值送给无线通信模块4，由无线通信模块4发送给附近的采集器。电源管理电路5与取电线圈8和内置电源相连，电源管理电路5根据取能模块的输出值来判断给信号处理电路2和计算单元3供电方式，最大限度保证设备的供电，并延长设备使用寿命。
32.本实用新型是基于微功耗的一体化电缆局部放电检测设备和方法，将脉冲电流耦合器、信号处理电路、计算单元、无线通信模块、电源管理电路均集成在一个密封的壳体内，用于检测电缆内部局部放电产生的暂态信号来判断电缆的绝缘隐患，为早期发现电缆故障隐患提供信息，避免事故进一步扩大。