一种便携式配电网电缆谐波分量带电检测电路及装置的制作方法

本申请涉及谐波检测，更具体地，涉及一种便携式配电网电缆谐波分量带电检测电路及装置。

背景技术：

1、电力电缆在运行的过程中，受到电、热、机械和环境等的综合影响，电缆的绝缘会慢慢老化，运行可靠性下降，严重时会造成击穿事故。在电缆的老化过程中，电缆运行时的电流谐波分量也随之发生改变，因此，检测配网电缆运行时的电流谐波分量可以对电缆的运行状态作出实时评估。

2、在配网系统中，配网电缆敷设环境复杂隐蔽，分支众多，同时，敷设空间狭小。传统的谐波监测方式是采用电流互感器、电压互感器等进行电缆中谐波分量的采集，这些传感器大多需要停电安装，并且需要足够的安装空间。

3、但是配网电缆很多已经敷设完成且敷设空间狭小，传感器安装不便，实施困难。

技术实现思路

1、针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种便携式配电网电缆谐波分量带电检测电路及装置，能够快速的准确评估电缆运行的状态，为实现配网电缆的预测性维护提供依据。

2、为实现上述目的，按照本实用新型的第一个方面，提供了一种便携式配电网电缆谐波分量带电检测电路，该电路包括谐波检测探头与检测主机，其中，所述谐波检测探头与所述检测主机通过电缆连接；

3、所述检测主机包括电流信号处理模块、电压信号处理模块与信号采集处理模块，所述电流信号处理模块与所述谐波检测探头连接，所述电流信号处理模块接收所述谐波检测探头感应的电流信号；

4、所述电压信号处理模块与所述谐波检测探头连接，所述电压信号处理模块接收所述谐波检测探头感应的电压信号，并输出电压周期信号；

5、所述电流信号处理模块与所述电压信号处理模块均与所述信号采集处理模块连接，所述信号采集处理模块还与上位机建立通信连接。

6、进一步地，上述便携式配电网电缆谐波分量带电检测电路，其中，所述谐波检测探头包括电流检测感应元件与电压检测感应元件；

7、所述电流检测感应元件为磁芯绕制的电感元件，所述电压检测感应元件为电容。

8、进一步地，上述便携式配电网电缆谐波分量带电检测电路，其中，所述谐波检测探头为非接触式手持谐波检测探头。

9、进一步地，上述便携式配电网电缆谐波分量带电检测电路，其中，所述电流处理模块包括依次连接的电流/电压转换电路、自动增益电路、滤波电路与adc转换电路；

10、所述电流/电压转换电路接收所述谐波检测探头感应的电流信号，并输出转换后的电压信号；所述自动增益电路、所述adc转换电路均与所述信号采集处理模块连接。

11、进一步地，上述便携式配电网电缆谐波分量带电检测电路，其中，所述电压信号处理模块包括依次连接的电压放大电路与滤波及过零比较电路。

12、进一步地，上述便携式配电网电缆谐波分量带电检测电路，其中，所述信号采集处理模块包括soc fpga芯片、显示模块、输入模块、时钟模块、存储模块；所述显示模块、所述输入模块、所述时钟模块与所述存储模块均与所述soc fpga芯片连接。

13、进一步地，上述便携式配电网电缆谐波分量带电检测电路，其中，所述信号采集处理模块还包括网络通信模块，所述网络通信模块分别与所述soc fpga芯片，以及上位机连接。

14、进一步地，上述便携式配电网电缆谐波分量带电检测电路，其中，所述soc fpga芯片内嵌有数字锁相环电路，所述数字锁相环电路分别与所述电压信号处理模块、自动增益电路、以及adc转换电路连接，所述数字锁相环电路接收电压周期信号，实现整周期的电流同步采样。

15、按照本实用新型的第二个方面，还提供了一种便携式配电网电缆谐波分量带电检测装置，该装置包括上述便携式配电网电缆谐波分量带电检测电路。

16、总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

17、(1)本实用新型提供的便携式配电网电缆谐波分量带电检测电路及装置，采用手持的非接触式谐波检测探头，在配网电缆正常带电运行时，现场采集电缆中的电流信号与电压信号，并通过检测主机准确地分析出电缆的电流谐波分量，从而快速的准确评估电缆运行的状态，为实现配网电缆的预测性维护提供依据，且手持的非接触式谐波检测探头使用较为方便，在狭小的配电网敷设空间下也能使用。

18、(2)本实用新型提供的便携式配电网电缆谐波分量带电检测电路及装置，用电压信号经soc fpga内置数字锁相环电路控制完成电缆中电流的整周期同步采集，保证电流谐波分量的fft频谱分析频谱无泄漏。

19、(3)本实用新型提供的便携式配电网电缆谐波分量带电检测电路及装置，采用自动增益调整电路保证信号采集的自动化和采样准确。

20、(4)本实用新型提供的便携式配电网电缆谐波分量带电检测电路及装置，采用socfpga内置的fft分析ip，实现数据分析的实时性和准确性。

技术特征：

1.一种便携式配电网电缆谐波分量带电检测电路，其特征在于，包括谐波检测探头与检测主机，其中，所述谐波检测探头与所述检测主机通过电缆连接；

2.如权利要求1所述的便携式配电网电缆谐波分量带电检测电路，其中，所述谐波检测探头包括电流检测感应元件与电压检测感应元件；

3.如权利要求1所述的便携式配电网电缆谐波分量带电检测电路，其中，所述谐波检测探头为非接触式手持谐波检测探头。

4.如权利要求1所述的便携式配电网电缆谐波分量带电检测电路，其中，所述电压信号处理模块包括依次连接的电压放大电路与滤波及过零比较电路。

5.如权利要求1所述的便携式配电网电缆谐波分量带电检测电路，其中，所述soc fpga芯片内嵌fft实时分析ip核，所述ip核将分析得到的各个谐波分量的含量送入到soc fpga芯片内嵌的cpu核心系统中。

6.如权利要求5所述的便携式配电网电缆谐波分量带电检测电路，其中，所述信号采集处理模块还包括网络通信模块，所述网络通信模块分别与所述soc fpga芯片，以及与上位机连接。

7.如权利要求5所述的便携式配电网电缆谐波分量带电检测电路，其中，所述soc fpga芯片内嵌有数字锁相环电路，所述数字锁相环电路分别与所述电压信号处理模块、自动增益电路、以及adc转换电路连接，所述数字锁相环电路接收电压周期信号，控制adc实现整周期的电流同步采样。

8.一种便携式配电网电缆谐波分量带电检测装置，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的便携式配电网电缆谐波分量带电检测电路。

技术总结
本申请公开了一种便携式配电网电缆谐波分量带电检测电路及装置，该电路包括谐波检测探头与检测主机，谐波检测探头与所述检测主机通过电缆连接；检测主机包括电流信号处理模块、电压信号处理模块与信号采集处理模块，电流信号处理模块与谐波检测探头连接，电流信号处理模块接收谐波检测探头感应的电流信号；电压信号处理模块与所述谐波检测探头连接，电压信号处理模块接收所述谐波检测探头感应的电压信号，并输出电压周期信号；电流信号处理模块与电压信号处理模块均与所述信号采集处理模块连接，信号采集处理模块还与上位机建立通信连接。本技术能够快速的准确评估电缆运行的状态，为实现配网电缆的预测性维护提供依据。

技术研发人员：汪元红,艳浩
受保护的技术使用者：武汉三江中电科技有限责任公司
技术研发日：20230621
技术公布日：2024/1/15