CN102901873A - 氧化锌避雷器阻性电流基波分量的测量装置 - Google Patents

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洪云
陈勇
陈小胜
邓辰坤
叶海波
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Abstract

本发明涉及氧化锌避雷器阻性电流基波分量的测量装置，其包括：数据采集单元LC1，用于将电压信号Un与电压信号Us进行傅里叶变换得到电压信号Un相对于电压信号Us的基波相位Ph1；数据采集单元LC2，用于将电流信号Is转换为电压信号Us，将工频泄漏电压信号Ux与电压信号Us进行傅里叶变换得到工频泄漏电压信号Ux相对于电压信号Us的基波相位Ph2；DSP信号处理器，用于根据基波相位Ph1和基波相位Ph2计算得到工频泄漏电流信号Ix相对于电压信号Un的相位差Ph。本发明不需要复杂的模拟信号处理电路，长期工作的稳定性得到保证，且能有效抑制谐波干扰影响。

Description

氧化锌避雷器阻性电流基波分量的测量装置
 
技术领域
本发明涉及氧化锌避雷器阻性电流基波分量的测量装置。
 
背景技术
要实现避雷器阻性电流参数的测量，关键是如何准确获得并求取两个工频基波电流信号的相位差。传统的方法是采用过零比较技术，通过计数器方式获得两个信号的时间差，然后再根据信号周期的大小转换成相位差。该方法需要采用复杂的硬件结构，对滤波器（滤除3次及以上的谐波）和过零比较器的工作稳定性要求极高，难以保证测量精度的长期稳定性。
 
发明内容
本发明的目的在于提出一种氧化锌避雷器阻性电流基波分量的测量装置，其能解决电路结构复杂的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
氧化锌避雷器阻性电流基波分量的测量装置，其包括以下部件：
一数据采集单元LC1，用于采集母线的二次电压信号对应的电流信号In以及220V交流电源的电流信号Is，并将电流信号In转换为电压信号Un，将电流信号Is转换为电压信号Us，将电压信号Un与电压信号Us进行傅里叶变换得到电压信号Un相对于电压信号Us的基波相位Ph1；
一数据采集单元LC2，用于采集避雷器的工频泄漏电流信号Ix以及220V交流电源的电流信号Is，并将工频泄漏电流信号Ix转换为工频泄漏电压信号Ux，将电流信号Is 转换为电压信号Us，将工频泄漏电压信号Ux与电压信号Us进行傅里叶变换得到工频泄漏电压信号Ux相对于电压信号Us的基波相位Ph2；
一DSP信号处理器，用于采集基波相位Ph1和基波相位Ph2，并根据基波相位Ph1和基波相位Ph2计算得到工频泄漏电流信号Ix相对于电压信号Un的相位差Ph。
优选的，所述数据采集单元LC1包括：第一电流传感器，用于采集母线的二次电压信号对应的电流信号In，并将电流信号In转换为电压信号Un；第二电流传感器，用于采集220V交流电源的电流信号Is，并将电流信号Is转换为电压信号Us；第一处理器，用于将电压信号Un与电压信号Us进行傅里叶变换得到电压信号Un相对于电压信号Us的基波相位Ph1。
优选的，所述数据采集单元LC2包括：第三电流传感器，用于采集避雷器的工频泄漏电流信号Ix，并将工频泄漏电流信号Ix转换为工频泄漏电压信号Ux；第四电流传感器，用于采集220V交流电源的电流信号Is，并将电流信号Is转换为电压信号Us；第二处理器，用于将工频泄漏电压信号Ux与电压信号Us进行傅里叶变换得到工频泄漏电压信号Ux相对于电压信号Us的基波相位Ph2。
优选的，所述第一电流传感器、第二电流传感器、第三电流传感器、第四电流传感器均为零磁通电流传感器。
本发明具有如下有益效果：
不需要复杂的模拟信号处理电路，长期工作的稳定性得到保证，且能有效抑制谐波干扰影响。实测表明，即使被测电流信号中的谐波信号含量与基波含量相当，也不会对检测结果造成影响。
 
附图说明
图1为本发明较佳实施例的氧化锌避雷器阻性电流基波分量的测量装置的应用示意图。
附图标记：1、避雷器；2、数据采集单元LC1；21、第一电流传感器；22、第二电流传感器；23、第一处理器；3、数据采集单元LC2；31、第三电流传感器；32、第四电流传感器；33、第二处理器；4、DSP信号处理器；5、电压互感器；6、电阻；7、电阻；8、电阻。
 
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述。
如图1所示，氧化锌避雷器阻性电流基波分量的测量装置，其包括以下部件：
一数据采集单元LC1 2，用于采集母线的二次电压信号对应的电流信号In以及220V交流电源的电流信号Is，并将电流信号In转换为电压信号Un，将电流信号Is转换为电压信号Us，将电压信号Un与电压信号Us进行傅里叶变换得到电压信号Un相对于电压信号Us的基波相位Ph1；具体的，所述数据采集单元LC1 2包括：第一电流传感器21，用于采集母线的二次电压信号对应的电流信号In，并将电流信号In转换为电压信号Un；第二电流传感器22，用于采集220V交流电源的电流信号Is，并将电流信号Is转换为电压信号Us；第一处理器23，用于将电压信号Un与电压信号Us进行傅里叶变换得到电压信号Un相对于电压信号Us的基波相位Ph1；
一数据采集单元LC2 3，用于采集避雷器1的工频泄漏电流信号Ix以及220V交流电源的电流信号Is，并将工频泄漏电流信号Ix转换为工频泄漏电压信号Ux，将电流信号Is 转换为电压信号Us，将工频泄漏电压信号Ux与电压信号Us进行傅里叶变换得到工频泄漏电压信号Ux相对于电压信号Us的基波相位Ph2；具体的，所述数据采集单元LC2 3包括：第三电流传感器31，用于采集避雷器1的工频泄漏电流信号Ix，并将工频泄漏电流信号Ix转换为工频泄漏电压信号Ux；第四电流传感器32，用于采集220V交流电源的电流信号Is，并将电流信号Is转换为电压信号Us；第二处理器33，用于将工频泄漏电压信号Ux与电压信号Us进行傅里叶变换得到工频泄漏电压信号Ux相对于电压信号Us的基波相位Ph2；
一DSP信号处理器4，用于采集基波相位Ph1和基波相位Ph2，并根据基波相位Ph1和基波相位Ph2计算得到工频泄漏电流信号Ix相对于电压信号Un的相位差Ph。
本实施例的第一电流传感器、第二电流传感器、第三电流传感器、第四电流传感器均优选为零磁通电流传感器，所述零磁通电流传感器为申请号为02245587.6的中国实用新型专利所公开的电流传感器。
本实施例的避雷器1为氧化锌避雷器。
本实施例的测量装置具体的应用实例如图1所示。母线上具有输入电压Uin。避雷器1从母线上取电，并与地连接形成回路，该回路具有工频泄漏电流信号Lx。母线上还连接一电压互感器5，电压互感器5的另一端与电阻6连接并形成回路，该回路中有电流信号In。220V交流电源分别通过电阻7、电阻8形成电流信号Ls。
通过数据采集单元LC1 2对母线的二次电压信号对应的电流信号In以及220V交流电源的电流信号Is进行采集，并将电流信号In转换为电压信号Un，将电流信号Is转换为电压信号Us，将电压信号Un与电压信号Us进行傅里叶变换得到电压信号Un相对于电压信号Us的基波相位Ph1。
通过数据采集单元LC2 3对避雷器1的工频泄漏电流信号Ix以及220V交流电源的电流信号Is进行采集，并将工频泄漏电流信号Ix转换为工频泄漏电压信号Ux，将电流信号Is 转换为电压信号Us，将工频泄漏电压信号Ux与电压信号Us进行傅里叶变换得到工频泄漏电压信号Ux相对于电压信号Us的基波相位Ph2。
通过DSP信号处理器4采集基波相位Ph1和基波相位Ph2，并根据基波相位Ph1和基波相位Ph2计算得到工频泄漏电流信号Ix相对于电压信号Un的相位差Ph。
本实施例选用母线电压作为相位测量的基准，则可方便地计算出避雷器阻性电流分量。如果不考虑避雷器相间的电磁干扰问题及瓷套表面泄漏电流的影响，则可方便地获得阻性电流的基波分量峰值Ir。
本实施例的测量装置与以往的相位对零比较法相比，本实施例的测量装置的最大优点是不需要复杂的模拟信号处理电路，长期工作的稳定性得到保证，且能有效抑制谐波干扰影响。实测表明，即使被测电流信号中的谐波信号含量与基波含量相当，也不会对检测结果造成影响。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (4)

1.氧化锌避雷器阻性电流基波分量的测量装置，其特征在于，包括以下部件：
一数据采集单元LC1，用于采集母线的二次电压信号对应的电流信号In以及220V交流电源的电流信号Is，并将电流信号In转换为电压信号Un，将电流信号Is转换为电压信号Us，将电压信号Un与电压信号Us进行傅里叶变换得到电压信号Un相对于电压信号Us的基波相位Ph1；
一数据采集单元LC2，用于采集避雷器的工频泄漏电流信号Ix以及220V交流电源的电流信号Is，并将工频泄漏电流信号Ix转换为工频泄漏电压信号Ux，将电流信号Is 转换为电压信号Us，将工频泄漏电压信号Ux与电压信号Us进行傅里叶变换得到工频泄漏电压信号Ux相对于电压信号Us的基波相位Ph2；
一DSP信号处理器，用于采集基波相位Ph1和基波相位Ph2，并根据基波相位Ph1和基波相位Ph2计算得到工频泄漏电流信号Ix相对于电压信号Un的相位差Ph。
2.如权利要求1所述的氧化锌避雷器阻性电流基波分量的测量装置，其特征在于，所述数据采集单元LC1包括：第一电流传感器，用于采集母线的二次电压信号对应的电流信号In，并将电流信号In转换为电压信号Un；第二电流传感器，用于采集220V交流电源的电流信号Is，并将电流信号Is转换为电压信号Us；第一处理器，用于将电压信号Un与电压信号Us进行傅里叶变换得到电压信号Un相对于电压信号Us的基波相位Ph1。
3.如权利要求2所述的氧化锌避雷器阻性电流基波分量的测量装置，其特征在于，所述数据采集单元LC2包括：第三电流传感器，用于采集避雷器的工频泄漏电流信号Ix，并将工频泄漏电流信号Ix转换为工频泄漏电压信号Ux；第四电流传感器，用于采集220V交流电源的电流信号Is，并将电流信号Is转换为电压信号Us；第二处理器，用于将工频泄漏电压信号Ux与电压信号Us进行傅里叶变换得到工频泄漏电压信号Ux相对于电压信号Us的基波相位Ph2。
4.如权利要求3所述的氧化锌避雷器阻性电流基波分量的测量装置，其特征在于，所述第一电流传感器、第二电流传感器、第三电流传感器、第四电流传感器均为零磁通电流传感器。
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