CN110850334A - 一种ct二次回路状态的无损检测方法与检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种CT二次回路状态的无损检测方法，以及一种CT二次回路状态的无损检测装置，利用高频状态下CT二次回路的等效电路的频谱特性(幅相频特性)不同，从而实现对CT二次回路通路、断路、短路、接触不良等四种情况进行判别。本发明避免了采用电压电流发生电路向PT、CT二次回路施加电压电流，避免了因施加过压、过流造成CT二次回路损坏，实现无损检测。本发明能够完整地检测CT二次回路的各种状态，而且避免了人工操作，简单快速，避免操作人员在检测过程中存在的安全隐患。

Description

一种CT二次回路状态的无损检测方法与检测装置

技术领域

本发明涉及CT二次回路检测技术领域，更具体地说，涉及一种CT二次回路状态的无损检测方法，以及一种CT二次回路状态的无损检测装置。

背景技术

电力计量系统通过由电能表、电压互感器(PT)、电流互感器(CT)和组成计量的二次回路(即计量回路)构成，如果构成电力计量系统的元件组中出现故障，便会引起电能无法准确计量，给电力企业或发电企业带来损失。

此外，部分计量回路故障，如CT二次回路开路、PT二次回路短路极有可能造成互感器烧毁、爆炸，给电力用户造成财产损失和安全问题；因而，在反窃电处理、计量装置故障或新装增容时计量装置验收，均需对PT、CT进行回路检测。

传统的检测方法为采用电压电流发生电路向PT、CT二次回路施加电压电流，通过电压电流的反馈情况进行回路通断的判别。这种方法容易因施加过压、过流造成二次回路损坏。

另一种检测方法为在装置验收的过程中，由技术人员手持万用表通过通短路逐一测试完成。这种方法费时、费力，且需技术人员钻入柜体进行检测，存在安全隐患。

而且，上述的两种检测方法都无法准确判别CT二次回路是否接触不良，从而导致对计量回路监测和故障判别结果不够理想。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种CT二次回路状态的无损检测方法，以及一种CT二次回路状态的无损检测装置，实现对CT二次回路的各种状态进行准确而快速的自动检测。

本发明的技术方案如下：

一种CT二次回路状态的无损检测方法，在CT二次回路串联输入高频信号，并串联接收反馈信号；根据反馈信号的频谱特性，判断CT二次回路的等效电路；得到不同类型的等效电路对应的CT二次回路状态。

作为优选，串联输入的高频信号为1kHz至100kHz的扫频信号，并等差地提高频率。

作为优选，当CT二次回路为通路，CT二次回路等效为电阻、电容、电感串联网络的等效电路，频谱特性对应的频谱特性图存在唯一明显谐振点。

作为优选，当CT二次回路为通路，等效输入阻抗Z_in为：

其中，R、C、L分别为等效电路的等效电阻、等效电容、等效电感；

进而，输入的幅频特性表达式为：

作为优选，当CT二次回路为接触不良，与通路时相比，等效输入阻抗更大，幅增大，频谱特性图中明显谐振点更多。

作为优选，当CT二次回路为断路，CT二次回路等效为断路电路，反馈信息无法被接收，无频谱特性图。

作为优选，当CT二次回路为短路，CT二次回路等效为短路电路，接收反馈信号的全额频段。

一种用于CT二次回路状态的无损推测的检测装置，包括主控模块、高频信号发生模块、反馈信号接收模块、耦合电感，耦合电感的一次回路的两端分别与高频信号发生模块、反馈信号接收模块连接，耦合电感的二次回路的两端接入CT二次回路，形成检测回路；主控模块分别与高频信号发生模块、反馈信号接收模块连接，执行所述的无损检测方法，得到CT二次回路状态的检测结果。

作为优选，还包括回路状态显示模块，回路状态显示模块与主控模块连接，通过指示灯显示检测结果；对应不同类型的CT二次回路状态，指示灯显示不同的标识。

作为优选，当CT二次回路为通路，等效电路的等效电感为：

其中，L₁为电流互感器的二次侧的电感，L₂为检测回路中其他设备的电感，L₄为耦合电感的一次侧的电感，L₃为耦合电感的二次侧的电感，L₄为耦合电感的一次侧的电感。

本发明的有益效果如下：

本发明所述的CT二次回路状态的无损检测方法与检测装置，利用高频状态下CT二次回路的等效电路的频谱特性(幅相频特性)不同，从而实现对CT二次回路通路、断路、短路、接触不良等四种情况进行判别。

本发明避免了采用电压电流发生电路向PT、CT二次回路施加电压电流，避免了因施加过压、过流造成CT二次回路损坏，实现无损检测。

本发明能够完整地检测CT二次回路的各种状态，而且避免了人工操作，简单快速，避免操作人员在检测过程中存在的安全隐患。

附图说明

图1是无损检测装置的电路结构示意图；

图2是CT二次回路为通路时的等效电路示意图；

图3是无损检测装置的实施示意图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明进行进一步的详细说明。

本发明为了解决现有技术存在的二次回路损坏风险、检测类型缺失、操作复杂、低效且有安全隐患等不足，提供一种CT二次回路状态的无损检测方法，以及用于实现所述的无损检测方法的无损检测装置。本发明可自动完成，并可全类型地对CT二次回路的状态进行检测，包括通路、断路、短路、接触不良四种情况。

本发明所述的CT二次回路状态的无损检测方法，在技术思路上，为利用高频状态下CT二次回路等效电路的频谱特性(幅相频特性)不同，以此实现对CT二次回路通路、断路、短路、接触不良四种情况进行判别。具体为，在CT二次回路串联输入高频信号，并串联接收反馈信号；根据反馈信号的频谱特性，判断CT二次回路的等效电路；得到不同类型的等效电路对应的CT二次回路状态。

本实施例中，串联输入的高频信号为1kHz至100kHz的扫频信号，并等差地提高频率，如扫频信号每次以1kHz的进行增加，然后通过放大电路将扫频信号注入到CT二次回路后，再形成反馈。

为了实现所述的无损检测方法，本发明还提供一种用于CT二次回路状态的无损推测的检测装置，如图1所示，包括主控模块、高频信号发生模块、反馈信号接收模块、耦合电感，耦合电感的一次回路的两端分别与高频信号发生模块、反馈信号接收模块连接，耦合电感的二次回路的两端接入CT二次回路，形成检测回路；主控模块分别与高频信号发生模块、反馈信号接收模块连接，执行所述的无损检测方法，得到CT二次回路状态的检测结果。本实施例中，耦合电感为1：1耦合电感，耦合电感设置有信号输出端与信号输入端，分别用于输出高频信息与接收反馈信号。

其中，主控模块通过DSP进行实现，可完成控制高频信号的产生，以及根据反馈信号进行判别，实现对CT二次回路的状态进行检测。

具体地，当CT二次回路为通路，CT二次回路等效为电阻、电容、电感串联网络的等效电路，如图2所示，频谱特性对应的频谱特性图存在唯一明显谐振点。其中，U_i是注入的高频信号，Z_in是等效输入阻抗，Z_L为反馈信号接收端的负载阻抗，本实施例忽略高频信号输入端的阻抗，U_o为传回的反馈信号。

进而，等效电路的等效输入阻抗Z_in为：

其中，R、C、L分别为等效电路的等效电阻、等效电容、等效电感；

进而，输入的幅频特性表达式为：

等效电路的等效电感为：

其中，L₁为电流互感器的二次侧的电感，L₂为检测回路中其他设备的电感，L₄为耦合电感的一次侧的电感，L₃为耦合电感的二次侧的电感，L₄为耦合电感的一次侧的电感。

本发明所述的无损检测装置通常实施于电力计量系统，如图3所示，本实施例中，所述的无损检测装置接入带智能电表的电力计量系统，即，串联于被测电流互感器CT₁的CT二次回路中，耦合电感的信号输出端与智能电表的一个电流互感器的一次侧的绕组线圈串联，耦合电感的信号输入端与被测电流互感器CT₁的二次侧的绕组线圈串联。进而，本实施例中，所述的L₂为智能电表的一个电流互感器的一次侧的电感。

当CT二次回路为接触不良，与通路时相比，等效输入阻抗更大，幅增大，频谱特性图中明显谐振点更多。

当CT二次回路为断路，CT二次回路等效为断路电路，反馈信息无法被接收，无频谱特性图。

当CT二次回路为短路，CT二次回路等效为短路电路，接收反馈信号的全额频段。

本实施例中，无损检测装置还包括回路状态显示模块，用于对检测结果进行显示。具体地，回路状态显示模块与主控模块连接，通过指示灯显示检测结果；对应不同类型的CT二次回路状态，指示灯显示不同的标识。当回路状态显示模块实施为不同颜色的多个指示灯时，可通过点亮不同颜色的指示灯表示不同的CT二次回路状态；或者，当回路状态显示模块实施为点阵式LED时，通过指示灯显示出文字，以示出不同的CT二次回路状态。

上述实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定。只要是依据本发明的技术实质，对上述实施例进行变化、变型等都将落在本发明的权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种CT二次回路状态的无损检测方法，其特征在于，在CT二次回路串联输入高频信号，并串联接收反馈信号；根据反馈信号的频谱特性，判断CT二次回路的等效电路；得到不同类型的等效电路对应的CT二次回路状态。

2.根据权利要求1所述的CT二次回路状态的无损检测方法，其特征在于，串联输入的高频信号为1kHz至100kHz的扫频信号，并等差地提高频率。

3.根据权利要求1所述的CT二次回路状态的无损检测方法，其特征在于，当CT二次回路为通路，CT二次回路等效为电阻、电容、电感串联网络的等效电路，频谱特性对应的频谱特性图存在唯一明显谐振点。

4.根据权利要求3所述的CT二次回路状态的无损检测方法，其特征在于，当CT二次回路为通路，等效输入阻抗Z_in为：

其中，R、C、L分别为等效电路的等效电阻、等效电容、等效电感；

进而，输入的幅频特性表达式为：

5.根据权利要求4所述的CT二次回路状态的无损检测方法，其特征在于，当CT二次回路为接触不良，与通路时相比，等效输入阻抗更大，幅增大，频谱特性图中明显谐振点更多。

6.根据权利要求1所述的CT二次回路状态的无损检测方法，其特征在于，当CT二次回路为断路，CT二次回路等效为断路电路，反馈信息无法被接收，无频谱特性图。

7.根据权利要求1所述的CT二次回路状态的无损检测方法，其特征在于，当CT二次回路为短路，CT二次回路等效为短路电路，接收反馈信号的全额频段。

8.一种用于CT二次回路状态的无损检测装置，其特征在于，包括主控模块、高频信号发生模块、反馈信号接收模块、耦合电感，耦合电感的一次回路的两端分别与高频信号发生模块、反馈信号接收模块连接，耦合电感的二次回路的两端接入CT二次回路，形成检测回路；主控模块分别与高频信号发生模块、反馈信号接收模块连接，执行权利要求1至7任一项所述的无损检测方法，得到CT二次回路状态的检测结果。

9.根据权利要求8所述的用于CT二次回路状态的无损检测装置，其特征在于，还包括回路状态显示模块，回路状态显示模块与主控模块连接，通过指示灯显示检测结果；对应不同类型的CT二次回路状态，指示灯显示不同的标识。

10.根据权利要求8所述的用于CT二次回路状态的无损检测装置，其特征在于，当CT二次回路为通路，等效电路的等效电感为：

其中，L₁为电流互感器的二次侧的电感，L₂为检测回路中其他设备的电感，L₄为耦合电感的一次侧的电感，L₃为耦合电感的二次侧的电感，L₄为耦合电感的一次侧的电感。

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