CN108710023A - 电流传感器及避雷器监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电流传感器技术领域，具体涉及一种电流传感器及避雷器监测装置，电流传感器包括线圈、信号处理电路、屏蔽外壳以及模数转换模块，所述线圈设置于所述屏蔽外壳内，且所述线圈靠近所述屏蔽外壳的一侧设置有树脂封层，所述模数转换模块和信号处理电路分别设置于所述屏蔽外壳内，且信号处理电路连接于所述线圈与所述信号处理电路之间，所述屏蔽外壳设置有防水层和防晒层。通过上述设置，以在将电流传感器应用于避雷器监测系统时，能够有效避免电磁及外界环境干扰，且能够对避雷器泄漏电流进行精确测量。
Description
技术领域
本发明涉及电流传感器技术领域，具体而言，涉及一种电流传感器及避雷器监测装置。
背景技术
避雷器是用来保护电力系统中各种电气设备免受雷电冲击波袭击的一种电器。当沿线路传入电力系统的雷电冲击波超过避雷器的保护水平时，避雷器首先放电，并将雷电流经过接地线安全的引入大地，利用接地装置使雷电压幅值限制在被保护电气设备的雷电冲击水平以下，使电气设备受到保护。在我国，避雷器发展经历了普通阀式SiC避雷器、磁吹SiC避雷器和金属氧化锌避雷器(MOA)三代。金属氧化锌避雷器是上世纪70年代初出现的新型避雷器，其关键元件是氧化锌阀片，与之前的碳化硅阀片比较，氧化锌阀片具有更优异的非线性特性，可以制成无间隙的避雷器，目前已经取代传统碳化硅避雷器，大量应用于电力系统中，成为决定电力系统绝缘配合水平的重要设备。
金属氧化锌避雷器(MOA)在长期的运行电压作用下，氧化锌阀片会逐渐老化，或由于结构不良而受潮，这将导致MOA泄漏电流增加，一旦系统中有过电压产生，将会使MOA产生热崩溃，甚至使MOA爆炸，不仅会波及临近设备，且由于故障的突发性会因爆炸而造成人员伤亡。泄漏电流能够反应MOA氧化锌阀片老化和受潮的性质，因此，可以通过定期测量MOA泄漏电流的变化来检测MOA真实的运行情况，现有的测量装置为普通电流传感器。
发明人经研究发现，在检测MOA的运行状况时，由于测量的泄漏电流是微小电流值，外界的环境因素和电磁干扰都会对电流传感器造成干扰，致使MOA泄漏电流的测量结果受到很大的影响，降低了检测结果的精确度和有效性。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电流传感器及避雷器监测装置，在将电流传感器应用于避雷器监测系统时，能够有效避免电磁及外界环境干扰，且能够对避雷器泄漏电流进行精确测量。
为实现上述目的，本发明实施例采用如下技术方案：
一种电流传感器，包括线圈、信号处理电路、屏蔽外壳以及模数转换模块，所述线圈设置于所述屏蔽外壳内，且所述线圈靠近所述屏蔽外壳的一侧设置有树脂封层，所述模数转换模块和信号处理电路分别设置于所述屏蔽外壳内，且信号处理电路连接于所述线圈与所述信号处理电路之间，所述屏蔽外壳设置有防水层和防晒层。
在本发明较佳实施例中，在上述电流传感器中，所述线圈包括第一线圈和第二线圈，所述第一线圈和第二线圈分别设置于所述屏蔽外壳内，且所述第一线圈和第二线圈并联后与所述信号处理电路连接。
在本发明较佳实施例中，在上述电流传感器中，信号处理电路包括信号放大电路、滤波电路以及电压跟随电路，所述线圈与所述信号放大电路的输入端相连，所述信号放大电路的输出端与所述滤波电路的输入端相连，滤波电路的输出端与电压跟随电路的输入端相连，电压跟随电路的输出端与所述模数转换模块的输入端连接，且该模数转换模块的输出端通过穿出屏蔽外壳的屏蔽线缆与一控制器相连。
在本发明较佳实施例中，在上述电流传感器中，所述放大电路的两端并联有一反馈电路，该反馈电路的输入端与所述信号放大电路的输出端相连、输出端与所述信号放大电路的输入端相连。
在本发明较佳实施例中，在上述电流传感器中，所述防晒层设置于所述屏蔽外壳的外表面，所述防水层设置于所述屏蔽外壳的外表面与所述防晒层之间。
在本发明较佳实施例中，在上述电流传感器中，所述屏蔽外壳的外表面还设置有绝缘层，且所述绝缘层设置于所述屏蔽外壳的外表面与所述防水层之间。
在本发明较佳实施例中，在上述电流传感器中，所述屏蔽外壳为中空柱状。
本发明还提供一种避雷器监测装置，包括控制器以及上述的电流传感器，所述电流传感器套设于避雷器的接地端，且所述电流传感器与所述控制器电连接。
在本发明较佳实施例中，在上述避雷器监测装置中，所述避雷器监测装置包括关联有上位机的通信模块，所述通信模块与所述控制器电连接。
在本发明较佳实施例中，在上述避雷器监测装置中，所述避雷器监测装置还包括报警器，所述报警器与所述控制器电连接。
本发明实施例提供的一种电流传感器及避雷器监测装置，电流传感器通过设置线圈、信号处理电路以及屏蔽外壳，以及在所述屏蔽外壳设置有防水层和防晒层，以在将电流传感器应用于避雷器监测系统时，能够有效避免电磁及外界环境干扰，且能够对避雷器泄漏电流进行精确测量。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本发明实施例提供的一种避雷器监测装置的连接框图。
图2示出了本发明实施例提供的一种电流传感器的结构示意图。
图3示出了本发明实施例提供的一种避雷器监测装置的另一连接框图。
图4示出了本发明实施例提供的一种电流传感器的连接框图。
图标：10-避雷器监测装置；100-电流传感器；110-线圈；112-第一线圈；114-第二线圈；120-信号处理电路；122-信号放大电路；124-滤波电路；126-电压跟随电路；128-反馈电路；130-屏蔽外壳；140-模数转换模块；150-防水层；160-防晒层；170-绝缘层；200-控制器；300-报警器；400-通信模块。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1，本发明提供一种避雷器监测装置10，所述避雷器监测装置10包括控制器200以及电流传感器100，所述电流传感器100套设于避雷器的接地端，以用于监测避雷器的泄露电流。
为实现根据所述泄露电流对管理人员起到警示作用，在本实施例中，所述避雷器监测装置10还包括报警器300，所述报警器300与所述控制器200电连接。
其中，所述报警器300可以是但不限于声音报警器、光报警器、声光报警器或短信报警器，在此不作具体限定，根据实际需求进行设置即可。
为实现对监测到的泄露电流进行上报，可选的，在本实施例中，所述避雷器监测装置10包括关联有上位机的通信模块400，所述通信模块400与所述控制器200电连接。
请结合图2和图3，本发明提供一种可应用于上述避雷器监测装置10的电流传感器100，所述电流传感器100包括线圈110、信号处理电路120、屏蔽外壳130以及模数转换模块140，所述线圈110设置于所述屏蔽外壳130内，且所述线圈110靠近所述屏蔽外壳130的一侧设置有树脂封层，所述模数转换模块140和信号处理电路120分别设置于所述屏蔽外壳130内，且信号处理电路120连接于所述线圈110与所述信号处理电路120之间，所述屏蔽外壳130设置有防水层150和防晒层160。
通过设置所述屏蔽外壳130，以有效避免外界磁场对所述线圈110的感应结果造成影响，通过设置所述防水层150和防晒层160，以有效避免所述电流传感器100被长期暴晒和雨淋等造成屏蔽外壳130损坏以及影响线圈110的效果的情况，通过设置所述树脂封层，以有效避免在进行监测时，所述屏蔽外壳130与所述线圈110以及外界环境中的导体进行接触进而影响监测结果。因此，在所述电流传感器100应用于所述避雷器监测装置10中时，能够有效避免电磁及外界环境干扰，且能够对避雷器的泄漏电流进行精确测量。
其中，所述屏蔽外壳130的形状可以是中空方体状、中空柱状等规则形状，也可以是任意不规则形状，只要能够起到有效的屏蔽外界磁场的作用即可。
可选的，在本实施例中，所述屏蔽外壳130为中空柱状。
所述防水层150可以设置于所述屏蔽外壳130外表面，也可以设置于所述屏蔽外壳130的外表面，可选的，在本实施例中，所述防晒层160设置于所述屏蔽外壳130的外表面，所述防水层150设置于所述屏蔽外壳130的外表面与所述防晒层160之间。
为进一步保障所述电流传感器100能够对避雷器泄漏电流进行精确测量，在本实施例中，所述屏蔽外壳130的外表面还设置有绝缘层170，且所述绝缘层170设置于所述屏蔽外壳130的外表面与所述防水层150之间，以进一步避免在所述电流传感器100应用于避雷器监测装置10中时，所述屏蔽外壳130与所述线圈110以及外界环境中的导体进行接触进而影响监测结果。
具体的，当所述电流传感器100应用于避雷器监测装置10以对避雷器进行监测时，所述线圈110套设于所述避雷器的接地导线，由于线圈110、信号处理电路120均密封在屏蔽外壳130内，使得电磁干扰无法进入，从而保证了泄漏电流检测的精确度和有效性。
为进一步使所述电流传感器100的检测结果更加准确，所述线圈110的数量可以是多个，例如，可以是但不限于2个、3个、4个或5个，在此不作具体限定。需要说明的是，当线圈110为多个时，该多个线圈110分别套设于所述避雷器的接地导线，且分别与所述信号处理电路120电连接。
可选的，在本实施例中，所述线圈110包括第一线圈112和第二线圈114，所述第一线圈112和第二线圈114分别设置于所述屏蔽外壳130内，且所述第一线圈112和第二线圈114并联后与所述信号处理电路120连接。
通过上述设置，只要在所述第一线圈112和第二线圈114中存在一个感应到漏电流时即可生成感应电流，进而能够对避雷器泄漏电流进行精确测量。
为进一步实现对避雷器的泄露电流进行精确测量，请结合图4，可选的，在本实施例中，所述信号处理电路120包括信号放大电路122、滤波电路124和电压跟随电路126，所述电流互感线圈110套设于接地线上，其输出端与信号放大电路122的输入端相连，所述线圈110与所述信号放大电路122的输入端相连，所述信号放大电路122的输出端与所述滤波电路124的输入端相连，滤波电路124的输出端与电压跟随电路126的输入端相连，电压跟随电路126的输出端与所述模数转换模块140的输入端连接，且该模数转换模块140的输出端通过穿出屏蔽外壳130的屏蔽线缆与一控制器200相连。
通过上述设置，使得互感线圈110、信号放大电路122、滤波电路124和电压跟随电路126均密封在屏蔽外壳130内，使得电磁干扰无法进入，从而保证了泄漏电流检测的精确度和有效性，屏蔽线缆能够对电磁干扰起到屏蔽作用，减少干扰，保证了信号传输的精度和可靠性。
具体的，当避雷器的接地线上有泄漏电流时，线圈110能够感应生成电流信号，线圈110将感应生成的电流信号送入信号放大电路122中，电流信号在信号放大电路122中被放大并转换为可测量的电压信号并发送至滤波电路124中，滤波电路124将电压信号中的高频分量滤除，然后送入到电压跟随电路126，电压跟随电路126提高输出电压信号的带载能力后，将该信号通过屏蔽线缆输送至控制器200中，以实现避雷器的再行监测。通过各电路的相互配合，可以使监测到的避雷器泄漏电流信号更精确。
为进一步实现对避雷器的泄漏电流进行精确测量，在本实施例中，所述放大电路的两端并联有一反馈电路128，该反馈电路128的输入端与所述信号放大电路122的输出端相连、输出端与所述信号放大电路122的输入端相连。通过上述设置，以使反馈电路128将电压信号中的直流偏移负反馈消除掉，然后，信号放大电路122将经反馈电路128处理后的电压信号送入滤波电路124，以进一步保障测量的精确性。
综上，本发明提供的一种电流传感器100及避雷器监测装置10，通过设置线圈110、信号处理电路120以及屏蔽外壳130，并在所述线圈110靠近所述屏蔽外壳130的一侧设置有树脂封层，以及在所述屏蔽外壳130设置防水层150和防晒层160，以在将电流传感器100应用于避雷器监测系统时，能够有效避免电磁及外界环境干扰，且能够对避雷器泄漏电流进行精确测量。通过设置绝缘层170，以进一步避免电磁及外界环境干扰，进而进一步保障对避雷器泄漏电流进行精确测量。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明实施例的功能可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的现有程序代码或算法来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明的功能实现不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电流传感器，其特征在于，包括线圈、信号处理电路、屏蔽外壳以及模数转换模块，所述线圈设置于所述屏蔽外壳内，且所述线圈靠近所述屏蔽外壳的一侧设置有树脂封层，所述模数转换模块和信号处理电路分别设置于所述屏蔽外壳内，且信号处理电路连接于所述线圈与所述信号处理电路之间，所述屏蔽外壳设置有防水层和防晒层。
2.根据权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，所述线圈包括第一线圈和第二线圈，所述第一线圈和第二线圈分别设置于所述屏蔽外壳内，且所述第一线圈和第二线圈并联后与所述信号处理电路连接。
3.根据权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，信号处理电路包括信号放大电路、滤波电路以及电压跟随电路，所述线圈与所述信号放大电路的输入端相连，所述信号放大电路的输出端与所述滤波电路的输入端相连，滤波电路的输出端与电压跟随电路的输入端相连，电压跟随电路的输出端与所述模数转换模块的输入端连接，且该模数转换模块的输出端通过穿出屏蔽外壳的屏蔽线缆与一控制器相连。
4.根据权利要求3所述的电流传感器，其特征在于，所述放大电路的两端并联有一反馈电路，该反馈电路的输入端与所述信号放大电路的输出端相连、输出端与所述信号放大电路的输入端相连。
5.根据权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，所述防晒层设置于所述屏蔽外壳的外表面，所述防水层设置于所述屏蔽外壳的外表面与所述防晒层之间。
6.根据权利要求5所述的电流传感器，其特征在于，所述屏蔽外壳的外表面还设置有绝缘层，且所述绝缘层设置于所述屏蔽外壳的外表面与所述防水层之间。
7.根据权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，所述屏蔽外壳为中空柱状。
8.一种避雷器监测装置，其特征在于，包括控制器以及权利要求1-7任意一项所述的电流传感器，所述电流传感器套设于避雷器的接地端，且所述电流传感器与所述控制器电连接。
9.根据权利要求8所述的避雷器监测装置，其特征在于，所述避雷器监测装置包括关联有上位机的通信模块，所述通信模块与所述控制器电连接。
10.根据权利要求8所述的避雷器监测装置，其特征在于，所述避雷器监测装置还包括报警器，所述报警器与所述控制器电连接。
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