CN105301432A - 一种电力设备绝缘泄漏电流在线监测电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电力设备绝缘泄露电流在线监测电路，包括：引流环、引流线、单匝穿心式电流互感器、信号调理电路、中央处理器；引流环通过引流线与单匝穿心式电流互感器输入端连接，单匝穿心式电流互感器输出端与信号调理电路输入端连接，信号调理电路输出端与中央处理器连接；引流环用于将泄露电流引入单匝穿心式电流互感器；单匝穿心式电流互感器用于对泄露电流进行隔离和放大；信号调理电路用于将单匝穿心式电路互感器输出的电流转换成电平信号；中央处理器根据信号调理电路输出的电平信号进行实时处理、分析和预警。本在线监测电路能够自动采集、处理、存储、判断绝缘子的泄露电流，能有效监测低电压等级电力设备泄露电流情况。

Description

一种电力设备绝缘泄漏电流在线监测电路

技术领域

本发明涉及电力系统在线监测技术领域，具体涉及一种电力设备绝缘泄露电流在线监测电路。

背景技术

随着电力系统数字化、智能化技术的不断发展，通过实时在线监测电力设备绝缘状态，实现对其故障的预测和诊断显得尤为重要。就目前技术而言，针对110千伏及以上高电压等级电力设备绝缘泄露电流监测的方法较多，对35千伏及以下电压等级，由于电压等级减小电力设备泄露电流随之减小的原因，再加上电磁干扰的影响，相对应的监测设备较少、监测技术仍不成熟。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种普适型电力设备绝缘泄露电流在线监测电路，通过实时监测电力设备绝缘泄露电流实现对设备运行状态的监测及故障的预测、诊断。

本发明的技术方案是：一种电力设备绝缘泄露电流在线监测电路，包括：引流环、引流线、单匝穿心式电流互感器、信号调理电路、中央处理器；

所述引流环通过引流线与单匝穿心式电流互感器输入端连接，所述单匝穿心式电流互感器输出端与信号调理电路输入端连接，所述信号调理电路输出端与中央处理器连接；

所述引流环用于将泄露电流引入单匝穿心式电流互感器；

所述单匝穿心式电流互感器用于对泄露电流进行隔离和放大；

所述信号调理电路用于将单匝穿心式电流互感器输出的电流转换成电平信号；

所述中央处理器根据信号调理电路输出的电平信号进行实时处理、分析和预警。

进一步地，所述信号调理电路包括：采样电阻、放大电路、滤波电路；所述采样电阻与单匝穿心式电流互感器输出端连接，所述采用电阻将单匝穿心式电流互感器输出的电流转换成电压信号输出给放大电路；所述放大电路输出端与滤波电路输入端连接；所述滤波电路输出端与中央处理器连接。

进一步地，所述放大电路为两级放大电路。

进一步地，两级放大电路的第一级放大采用AD620放大器。

进一步地，两级放大电路的第二级放大采用OP27运算放大器。

进一步地，滤波电路采用四阶低通滤波器。

进一步地，还包括：隔离电路；所述隔离电路的输入端与信号调理电路输出端连接，隔离电路的输出端与中央处理器连接；所述隔离电路为数字和模拟的隔离电路。

进一步地，所述隔离电路选用增益为1的隔离运算放大器ISO124。

进一步地，中央处理器为微处理器或工控计算机。

本发明提供的电力设备绝缘泄露电流在线监测电路，引流环通过引流线将泄露电流引入到单匝穿心式电流传感器，进行初步隔离和放大，信号调理电路通过电流电压转换、放大和滤波将单匝穿心式电流传感器输出端的电流信号变为中央处理器可以采样的电平信号，隔离电路为数字地和模拟地的隔离，设置在信号调理电路和中央处理器之间，以保护中央处理器，中央处理器负责采样经信号调理电路放大滤波后的信号并进行实时处理、分析和预警。其中采用单匝穿心式电流传感器，选用高导磁率的材料作为铁芯，通过磁感应相互耦合，可有效提取电流为1μA~1mA的绝缘泄漏电流；同时，信号调理电路可根据需要将信号放大至相应值，并屏蔽现场的工频电磁干扰。本在线监测电路在不影响电力设备绝缘性能的情况下，能够自动采集、处理、存储、判断绝缘子的泄露电流，实时有效监测低电压等级电力设备泄露电流情况。

附图说明

图1是本发明具体实施例电路原理图。

图2是本发明具体实施例信号调理电路的信号放大电路。

图3是本发明具体实施例信号调理电路的信号滤波电路。

图4是本发明具体实施例隔离电路图。

图中，1-引流环，2-引流线，3-单匝穿心式电流互感器，4-信号调理电路，5-隔离电路，6-中央处理器。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例对本发明进行详细阐述，以下实施例是对本发明的解释，而本发明并不局限于以下实施方式。

如图1所示，本发明提供的电力设备绝缘泄露电流在线监测电路，包括引流环1、引流线2、单匝穿心式电流互感器3、信号调理电路4、隔离电路5、中央处理器6。

引流环1通过引流线2与单匝穿心式电流互感器3输入端连接，通过引流的方式将电力设备表面泄露电流I1引入单匝穿心式电流互感器3，引流线2穿过单匝穿心式电流互感器3后接大地。

单匝穿心式电流互感器3选用高导磁率的材料作为铁芯，通过电磁耦合原理将泄露电流I1转换成另一端的电流I2，对泄露电流I1进行初步的隔离和放大。

信号调理电路4输入端与单匝穿心式电流互感器3输出端连接，通过电流电压转换、放大和滤波将单匝穿心式电流互感器3输出端的电流I2，变为中央处理器6可以采样的电平信号。如图2和3所示，信号调理电路4包括采样电阻R1、放大电路和滤波电路。

如图2所示，采用电阻R1是精密采用电阻，其与单匝穿心式电流互感器3输出端连接，将单匝穿心式电流互感器3输出端的电流转换成电压信号输出给放大电路。放大电路为两级放大电路，第一级放大采用高精密仪用AD620放大器，第二级放大采用OP27运算放大器。采用两级放大可根据需要将信号放大至相应值，且精度高，方便后续处理。

如图3所示，滤波电路输入端与放大电路输出端连接，其采用四阶低通滤波器，截止频率为100Hz，可有效滤除现场的工频电磁干扰，提高监测精度。

如图4所示，隔离电路5是数字和模拟的隔离电路，隔离电路5的输入端与信号调理电路4输出端连接，隔离电路5的输出端与中央处理器6连接，以保护后端的中央处理器6，其采用增益为1的隔离运算放大器ISO124，使中央处理器6免受破坏性电压的影响，消除测量误差，抑制噪声。

中央处理器6为微处理器或工控计算机，负责采集信号调理电路4输出的电平信号进行实时处理、分析和预警。

以上公开的仅为本发明的优选实施方式，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的没有创造性的变化，以及在不脱离本发明原理前提下所作的若干改进和润饰，都应落在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种电力设备绝缘泄露电流在线监测电路，其特征在于，包括：引流环（1）、引流线（2）、单匝穿心式电流互感器（3）、信号调理电路（4）、中央处理器（6）；

所述引流环（1）通过引流线（2）与单匝穿心式电流互感器（3）输入端连接，所述单匝穿心式电流互感器（3）输出端与信号调理电路（4）输入端连接，所述信号调理电路（4）输出端与中央处理器（6）连接；

所述引流环（1）用于将泄露电流引入单匝穿心式电流互感器（3）；

所述单匝穿心式电流互感器（3）用于对泄露电流进行隔离和放大；

所述信号调理电路（4）用于将单匝穿心式电流互感器（3）输出的电流转换成电平信号；

所述中央处理器（6）根据信号调理电路（4）输出的电平信号进行实时处理、分析和预警。

2.根据权利要求1所述的电力设备绝缘泄露电流在线监测电路，其特征在于，所述信号调理电路（4）包括：采样电阻、放大电路、滤波电路；所述采样电阻与单匝穿心式电流互感器（3）输出端连接，所述采用电阻将单匝穿心式电流互感器（3）输出的电流转换成电压信号输出给放大电路；所述放大电路输出端与滤波电路输入端连接；所述滤波电路输出端与中央处理器（6）连接。

3.根据权利要求2所述的电力设备绝缘泄露电流在线监测电路，其特征在于，所述放大电路为两级放大电路。

4.根据权利要求3所述的电力设备绝缘泄露电流在线监测电路，其特征在于，两级放大电路的第一级放大采用AD620放大器。

5.根据权利要求3或4所述的电力设备绝缘泄露电流在线监测电路，其特征在于，两级放大电路的第二级放大采用OP27运算放大器。

6.根据权利要求2或3或4所述的电力设备绝缘泄露电流在线监测电路，其特征在于，滤波电路采用四阶低通滤波器。

7.根据权利要求1~4任一项所述的电力设备绝缘泄露电流在线监测电路，其特征在于，还包括：隔离电路（5）；所述隔离电路（5）的输入端与信号调理电路（4）输出端连接，隔离电路（5）的输出端与中央处理器（6）连接；所述隔离电路（5）为数字和模拟的隔离电路。

8.根据权利要求7所述的电力设备绝缘泄露电流在线监测电路，其特征在于，所述隔离电路（5）选用增益为1的隔离运算放大器ISO124。

9.根据权利要求1~4任一项所述的电力设备绝缘泄露电流在线监测电路，其特征在于，中央处理器（6）为微处理器或工控计算机。