电压电流组合式传感器及电压电流检测系统的制作方法_2

文档序号:9825400阅读:来源:国知局
通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
[0048]实施例一
[0049]在本实施例中,示出了一种电压电流组合式传感器,请一并参见图1至图5,电压电流组合式传感器包括:固定支架1、活动支架2、第一导线固定机构3和第二导线固定机构4、锁紧手柄5、连杆机构6、电场传感器探头7和磁场传感器探头。
[0050]所述电场传感器探头7包括:PCB基板11、第一电极组、第二电极组、第一接线柱12和第二接线柱13,所述第一电极组包括多个依次串联的半环形结构的第一电极14,所述第二电极组包括多个依次串联的半环形结构的第二电极15。
[0051]所述磁场传感器探头包括第一铁芯18、第二铁芯19、罗氏线圈、第三接线柱和第四接线柱;
[0052]所述第一铁芯18与所述固定支架I固定连接,所述第二铁芯19与所述活动支架2固定连接,所述第一铁芯18和所述第二铁芯19均为半环形结构且相对设置,所述电场传感器探头7与所述固定支架I固定连接且与所述第一铁芯18靠近设置,所述第一导线固定机构3与所述固定支架I固定连接且设置在所述第一铁芯18的开口区域内,所述第二导线固定机构4与所述活动支架2固定连接且设置在所述第二铁芯19的开口区域内,所述活动支架2可在所述固定支架I上移动,所述活动支架2通过所述连杆机构6与所述锁紧手柄5连接。
[0053]所述第一电极组设置在所述PCB基板11的正面,所述第二电极组设置在所述PCB基板11的反面,且所述第一电极组和所述第二电极组交错设置,所述第一接线柱12分别与各个第一电极14相连,所述第二接线柱13分别与各个第二电极15相连。
[0054]所述罗氏线圈缠绕在所述第一铁芯18和所述第二铁芯19上,所述第三接线柱与所述罗氏线圈的一端相连,所述第四接线柱与所述罗氏线圈的另一端相连。
[0055]在所述第一导线固定机构3和所述第二导线固定机构4锁紧在待检测输电线路上时,所述第一电极组和所述第二电极组处于所述输电线路的电磁场中并产生电位差信号,所述电位差信号通过所述第一接线柱12和所述第二接线传输至电压检测装置,且所述罗氏线圈处于所述待检测输电线路的电磁场中并产生感生电动势信号,所述感生电动势信号通过所述第三接线柱和所述第四接线柱传输至电流检测装置。
[0056]在本实施例中,在第一导线固定机构3和第二导线固定机构4锁紧在待检测输电线路上时,电场传感器探头7与待检测输电线路保持同轴方向,第一电极组和所述第二电极组处于所述输电线路的电磁场中,各个第一电极14的表面和各个第二电极15的表面均会感应出电荷,由于第一电极组和第二电极组不接地,因此感应出的电荷聚集在电极的表面,且第一电极组和第二电极组交错设置以实现第一电极组和第二电极组的电位不同,形成电位差信号。
[0057]在本申请中,通过第一导线固定机构3和第二导线固定机构4将电压电流组合式传感器固定在待检测输电线路上,通过对待检测输电线路周围的电磁场的检测,实现对待检测输电线路的电压和电流的检测,不需要与待检测输电线路进行直接的电气连接,因此对电压电流组合式传感器的绝缘性能要求不高,降低了绝缘设计成本,并且不需要与待检测输电线路进行直接的电气连接,提高了安全性。
[0058]进一步的,由于电场传感器探头7没有铁芯,因此无需考虑铁磁谐振现象给电网电能质量带来的影响。
[0059]且电压电流组合式传感器与待检测输电线路没有直接的电气连接,可以在不断电的情况下进行安装,安装使用方便。
[0060]在本实施例中,输电线路的导线虽有国家的标准,但是不同电压等级其导线的粗细是不同的,因此设计第一导线固定机构3和第二导线固定机构4以便适应型号不同的导线。当拉紧锁紧手柄5时,第一导线固定机构3和第二导线固定机构4能够紧紧卡在输电线路上,使得电场传感器探头7和磁场传感器探头与输电线路保持同轴方向,满足检测的要求。
[0061]在本实施例中,第一导线固定机构3具体可以为橡胶第一导线固定机构3,第二导线固定机构4具体可以为橡胶第二导线固定机构4,即第一导线固定机构3和第二导线固定机构4采用的是橡胶材料。
[0062]在本实施例中,所述第一铁芯18具体为:娃钢片;所述第二铁芯19具体为:娃钢片。
[0063]在本实施例中,所述固定支架I具体为:聚四氟乙烯固定支架;所述活动支架2具体为:聚四氟乙烯活动支架。
[0064]当然,所述固定支架I也可以为:尼龙塑料固定支架;所述活动支架2为:尼龙塑料活动支架。
[0065]在本实施例中,使用电压电流组合式传感器时,可以利用绝缘长杆P将电压电流组合式传感器卡在输电线路上,首先将电压电流组合式传感器打开,如图4所示。当电压电流组合式传感器卡在输电线路上时,按下绝缘长杆的手柄,使电压电流组合式传感器处于锁紧状态,然后取下绝缘长杆,电压电流组合式传感器便能固定在输电线路上,如图5所示。
[0066]实施例二
[0067]在本实施例中,提供一种电压电流检测系统,请参见图6,电压电流检测系统包括:电压检测装置61、电流检测装置62和电压电流组合式传感器63。
[0068]电压电流组合式传感器63的具体结构和相关功能请参见实施例一示出的电压电流组合式传感器,在此不再赘述。
[0069]所述电压检测装置61与所述电压电流组合式传感器63相连,所述电流检测装置62与所述电压电流组合式传感器63相连。
[0070]所述电压检测装置61,用于对所述电压电流组合式传感器63输出的电位差信号进行处理,得到待检测输电线路的电压。
[0071]所述电流检测装置62,用于对所述电压电流组合式传感器63输出的感生电动势信号进行处理,得到所述待检测输电线路的电流。
[0072]在本实施例中,所述电压检测装置61包括:第一前置差分放大电路71、第一带通滤波电路72、第一可编程增益放大电路73、第一 A/D转换电路74和第一处理器75。
[0073]所述第一前置差分放大电路71,用于滤除所述电位差信号中的共模干扰信号,得到第一子电位差信号。
[0074]所述第一带通滤波电路72,用于滤除所述第一子电位差信号中的高频干扰信号,得到第二子电位差信号。
[0075]所述第一可编程增益放大电路73,用于对所述第二子电位差信号进行放大,得到第三子电位差信号。
[0076]所述第一A/D转换电路74,用于将所述第三子电位差信号转换为第一数字信号。
[0077]所述第一处理器75,用于将所述第一数字信号乘以预设电压比例系数,得到所述待检测输电线路的电压。
[0078]由于电压电流组合式传感器63中第一电极组和第二电极组之间的电位差与待检测输电线路的电压呈线性关系,因此将第一数字信号乘以预设电压比例系数,即可得到待检测输电线路的电压。
[0079]其中,预设电压比例系数可以通过实验确定。
[0080]电流检测装置62包括:第二前置差分放大电路81、第二带通滤波电路82、第二可编程增益放大电路83、第二 A/D转换电路84和第二处理器85。
[0081]所述第二前置差分放大电路81,用于滤除所述感生电动势信号中的共模干扰信号,得到第一子感生电动势信号。
[0082]所述第二带通滤波电路82,用于滤除所述第一子感生电动势信号中的高频干扰信号,得到第二子感生电动势信号。
[0083]所述第二可编程增益放大电路83,用于对所述第二子感生电动势信号进行放大,得到第三子感生电动势信号。
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