CN112684240A

CN112684240A - 一种高精度电力物联网电晕电流测量装置

Info

Publication number: CN112684240A
Application number: CN202110269965.0A
Authority: CN
Inventors: 刘雷
Original assignee: Nanjing Feimeisi Intelligent Technology Co ltd
Current assignee: BEIJING PICOHOOD TECHNOLOGY Co.,Ltd.
Priority date: 2021-03-12
Filing date: 2021-03-12
Publication date: 2021-04-20
Anticipated expiration: 2041-03-12
Also published as: CN112684240B

Abstract

本发明涉及传感器技术领域，具体为一种高精度电力物联网电晕电流测量装置，其包括：取样滑动变阻单元，电磁屏蔽电阻单元，绝缘隔离单元，电磁屏蔽线圈，信号处理单元，表面电场均压单元，供电单元，所述取样滑动变阻单元数量为四个，两两分别竖直并排安装在两个表面电场均压单元上，电磁屏蔽电阻单元为取样滑动变阻单元的指针另一端未接入信号处理单元的电阻，左侧上端的电磁屏蔽电阻单元通过电磁屏蔽线圈与右侧下端的电磁屏蔽电阻单元连接，左侧下端的电磁屏蔽电阻单元通过另一条电磁屏蔽线圈与右侧上端的电磁屏蔽电阻单元连接，本发明的取样滑动变阻单元的设置，能够调节取样滑动变阻单元的阻值和长度来进行范围更广的测量。

Description

一种高精度电力物联网电晕电流测量装置

技术领域

本发明涉及传感器领域，尤其涉及一种高精度电力物联网电晕电流测量装置。

背景技术

近年来，随着智能电网和物联网技术的迅速发展，智能传感技术在发电、输电、变电、配电、用电、调度各环节中的应用越来越广泛。支撑智能感知应用的大数据和高并发数据处理技术是整个智能传感技术应用的关键之一。

高压直流电力输送线路产生的电晕损失主要来自于电晕放电对空间离子做功导致的能量损失，其大小可以根据采集到的线路中的电晕电流来获知。如果是单极性直流输电线路，电晕电流大小可以通过电晕笼或试验线路本身进行数据采集；但是如果是双极性直流输电线路，电晕电流检测设备必须安装于线路中才能实现对电晕电流大小的检测。

因此，通过电晕笼和模拟试验线路进行不同型号导线的电晕特性研究，并配合相关理论与试验数据，最终得到适合我国实际情况的电晕效应相关参数预测公式是非常有必要地，它能够填补我国在特高压线路电晕效应预测方法的空白，为我国特高压工程服务。对于国外来说，虽然部分国家对特高压输电方面的研究起步较早，但是由于没有进行长周期不同气候条件的试验，使得试验数据并不完善。另一方面，由于测量系统一般采用手工记录或半自动测量系统，采样频率低、数据存储量小，采集到的数据不能满足对特高压直流线段电晕特性研究的需要。因此，开发特高压直流环境下宽频域电晕电流测量系统对于需要进一步研究特高压环境下的电晕特性研究具有极大的研究价值和应用价值。

目前用于高压线路进行电晕电流测量的测量装置重量很大，无法实现便携测量。

用于电晕电流测量的特高压当地端测量装置重量达120kg，当室外测量时，该装置可以在吊车的帮助下安装于试验线路中。可是在室内电磁测量室内进行试验线路的电晕电流测量时，吊车无法进入，采用人工的方式将测量装置安装于试验线路中将会给安装工作带来巨大的不便。如果想要宽频电晕电流测量系统结构轻巧，满足便携测量的实际使用需要，则需要降低测量装置的整体重量，并且在电晕电流测量装置整体重量降低的同时，还要保证装置的结构满足一定的强度要求。测量装置重量的降低，不可避免地会影响到传感器材料的选择、结构方案的更改等。因此，为了使宽频电晕电流测量装置便于安装、携带、维护和移动使用，急需对其小型化、轻载化测量技术展开研究。

与本申请技术内容最相近的公开文本“一种便携式高压直流电晕电流测量传感器”，申请号为CN107390012B，公开了一种便携式高压直流电晕电流测量传感器，其特征在于，包括：具有鼠笼式结构、包括无感电阻和无感电阻两端的连接板的取样电阻单元；设置在取样电阻单元两侧、使所述取样电阻单元周围电压均匀的表面电场均压单元；设置在所述绝缘隔离内部、与所述连接板固定连接的支撑所述取样电阻单元的支撑单元；具有鼠笼式结构，设置在所述取样电阻单元外部并绝缘隔离所述取样电阻单元的绝缘隔离单元。本发明减少传感器上的重量，同时保证了取样电阻单元的机械强度，又保证了取样电阻单元工作的准确性和可靠性，这种电晕电流传感器的结构较复杂且质量较重，并且这种电晕电流传感器采用了十个相同的阻值的取样电阻并联，而当其中一个取样电阻发生短路故障时难以发现问题，可能会导致测量结果与实际偏离较大，并且只能测量两个点之间的电流电压，测量范围较窄，现有技术急需改进。

发明内容

因此，本发明正是鉴于以上问题而做出的，本发明通过一种高精度电力物联网电晕电流测量装置，以解决现有技术在其中一个取样电阻发生短路故障时难以发现问题，可能会导致测量结果与实际偏离较大，并且只能测量两个点之间的电流电压，测量范围较窄的问题，本发明是通过以下技术方案实现上述目的。

一种高精度电力物联网电晕电流测量装置，包括：取样滑动变阻单元，电磁屏蔽电阻单元，绝缘隔离单元，电磁屏蔽线圈，信号处理单元，表面电场均压单元，供电单元。

所述取样滑动变阻单元数量为四个，两两分别竖直并排安装在两个表面电场均压单元上，电磁屏蔽电阻单元为取样滑动变阻单元的指针另一端未接入信号处理单元的电阻，左侧上端的电磁屏蔽电阻单元通过电磁屏蔽线圈与右侧下端的电磁屏蔽电阻单元连接，左侧下端的电磁屏蔽电阻单元通过另一条电磁屏蔽线圈与右侧上端的电磁屏蔽电阻单元连接，两条电磁屏蔽线圈以相反的绕线方向绕着信号处理单元的外表面缠绕若干圈。

所述绝缘隔离单元设置在取样滑动变阻单元的外部，用于绝缘隔离取样滑动变阻单元；绝缘隔离单元由一个绝缘陶瓷筒组成，其两端固定设置在两个表面电场均压单元之间，表面电场均压单元为均压环，均压环环内设置安装板；安装板为圆形板，其竖直的直径中部设置有上下两个取样滑动变阻单元安装孔用于安装取样滑动变阻单元，安装板的圆周上均匀设置有多个绝缘隔离单元安装孔。

所述信号处理单元固定设置在绝缘隔离单元的中部，信号处理单元由信号采集模块、信号转换模块和信号发送模块构成，信号处理单元外侧还设置有绝缘壳体用来保护信号处理单元，信号处理单元的外侧缠绕着电磁屏蔽线圈。

所述取样滑动变阻单元通过取样滑动变阻单元安装孔螺钉连接安装在两侧的表面电场均压单元的安装板上，取样滑动变阻单元另一端的电磁屏蔽电阻单元固定设置在信号处理单元外侧的绝缘壳体上，取样滑动变阻单元的指针通过信号线与信号处理单元连接，信号处理单元分别测量各个取样滑动变阻单元的电流和电压，测量时可调节取样滑动变阻单元的阻值和长度来进行范围更广的测量，供电单元固定设置在信号处理单元上方用于对信号处理单元进行供电。

本发明的有益效果如下：

1.本发明的取样滑动变阻单元的设置，能够调节取样滑动变阻单元的阻值和长度来进行范围更广的测量，能够较好的避免偶然性；

2.本发明的电磁屏蔽电阻单元，电磁屏蔽线圈的设置，能够对信号处理单元进行电磁屏蔽，使信号处理单元的数据测量更加精确；

3.本发明的取样滑动变阻单元和电磁屏蔽电阻单元共用同一个电阻棒，且采用了不同的连接分别实现了数据测量和电磁屏蔽的功能，优化了装置的结构并且减小了装置的整体质量使其更易携带；

4.本发明的取样滑动变阻单元，电磁屏蔽电阻单元和信号处理单元均设置在绝缘隔离单元的内部，通过滑动变阻单元和电磁屏蔽单元和信号处理单元相互支撑固定，结构紧凑相对于现有技术减少了支撑单元，优化了结构；

5.本发明的设置多个取样滑动变阻单元分别与信号处理单元进行单独连接，通过其他的取样滑动变阻单元的数据反馈能够快速识别出哪一个取样滑动变阻单元出现问题，便于及时对故障电阻进行更换。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的表面电场均压单元结构示意图。

附图说明：1、取样滑动变阻单元；2、电磁屏蔽电阻单元；3、绝缘隔离单元；4、电磁屏蔽线圈；5、信号处理单元；6、表面电场均压单元；7、供电单元；61、安装板；62、绝缘隔离单元安装孔；63、取样滑动变阻单元安装孔。

具体实施方式

本发明的优选实施例将通过参考附图进行详细描述，这样对于发明所属领域的现有技术人员中具有普通技术的人来说容易实现这些实施例。然而本发明也可以各种不同的形式实现，因此本发明不限于下文中描述的实施例。另外，为了更清楚地描述本发明，与本发明没有连接的部件将从附图中省略。

如图1所示，一种高精度电力物联网电晕电流测量装置，包括：取样滑动变阻单元1，电磁屏蔽电阻单元2，绝缘隔离单元3，电磁屏蔽线圈4，信号处理单元5，表面电场均压单元6，供电单元7。

如图1所示，取样滑动变阻单元1数量为四个，两两分别竖直并排安装在两个表面电场均压单元6上，可以通过调节取样滑动变阻单元1的指针来改变取样滑动变阻单元1的阻值和长度。

如图1所示，所述电磁屏蔽电阻单元2为取样滑动变阻单元1的指针另一端未接入信号处理单元5的电阻，左侧上端的电磁屏蔽电阻单元2通过电磁屏蔽线圈4与右侧下端的电磁屏蔽电阻单元2连接，左侧下端的电磁屏蔽电阻单元2通过另一条电磁屏蔽线圈4与右侧上端的电磁屏蔽电阻单元2连接，两条电磁屏蔽线圈4以相反的绕线方向绕着信号处理单元5的外表面缠绕若干圈，两条电磁屏蔽线圈4会相互抑制电磁场的产生并且电磁屏蔽信号处理单元5，使信号处理单元5的数据测量更加精确。

如图1所示，所述绝缘隔离单元3设置在取样滑动变阻单元1的外部，用于绝缘隔离取样滑动变阻单元1；绝缘隔离单元3由一个绝缘陶瓷筒组成，其两端固定设置在两个表面电场均压单元6之间。

如图1，图2所示，表面电场均压单元6为均压环，均压环环内设置安装板61；安装板61为圆形板，其竖直的直径中部设置有上下两个取样滑动变阻单元安装孔63用于安装取样滑动变阻单元1，安装板61的圆周上均匀设置有多个绝缘隔离单元安装孔62，用于固定安装绝缘隔离单元3。

如图1所示，所述信号处理单元5固定设置在绝缘隔离单元3的中部，信号处理单元5由信号采集模块、信号转换模块和信号发送模块构成，信号处理单元5外侧还设置有绝缘壳体用来保护信号处理单元5，信号处理单元5的外侧缠绕着电磁屏蔽线圈4，两条电磁屏蔽线圈4会相互抑制电磁场的产生并且电磁屏蔽信号处理单元5，使信号处理单元5的测量更加精确。

如图1所示，所述取样滑动变阻单元1通过取样滑动变阻单元安装孔63螺钉连接安装在两侧的表面电场均压单元6的安装板61上，取样滑动变阻单元1另一端的电磁屏蔽电阻单元2固定设置在信号处理单元5外侧的绝缘壳体上，取样滑动变阻单元1的指针通过信号线与信号处理单元5连接，信号处理单元5分别测量各个取样滑动变阻单元1的电流和电压，测量时可调节取样滑动变阻单元1的阻值和长度来进行范围更广的测量，两均压环之间的电势降落近似为均匀分布，信号处理单元5测出的电流数据会满足欧姆定律的数学关系，若产生一个数据明显偏离此数学关系则该取样滑动变阻单元1可能出现了问题，则进行数据综合时需要去除此数据，将所有正常的电流数据进行综合求出平均值，则能较好的反应这段区域内的电晕电流和电压的真实水平。

如图1所示，所述供电单元7固定设置在信号处理单元5上方用于对信号处理单元5进行供电。

本发明的工作原理：

将本发明安装在需要测量的地区，在缘隔离单元3和电磁屏蔽线圈4的保护下，通过表面电场均压单元6进行均压，调节取样滑动变阻单元1的阻值和长度测量多组数据，取样滑动变阻单元1通过信号线将数据传递给信号处理单元5，信号处理单元5对于这部分数据进行采集、转换和发送取样滑动变阻单元1的信号，最后收集到此区域内的电晕电流和电压的数据。

Claims

1.一种高精度电力物联网电晕电流测量装置，包括：取样滑动变阻单元（1），电磁屏蔽电阻单元（2），绝缘隔离单元（3），电磁屏蔽线圈（4），信号处理单元（5），表面电场均压单元（6），供电单元（7）；其特征在于：取样滑动变阻单元（1）的数量为四个，取样滑动变阻单元（1）两两分别竖直并排安装在两个表面电场均压单元（6）之间，电磁屏蔽电阻单元（2）安装在取样滑动变阻单元（1）的指针另一端，电磁屏蔽电阻单元（2）两两之间设有均设有信号处理单元（5），信号处理单元（5）的外表面分别缠绕设有电磁屏蔽线圈（4），绝缘隔离单元（3）设置在取样滑动变阻单元（1）的外部，绝缘隔离单元（3）由一个绝缘陶瓷筒组成，绝缘隔离单元（3）的两端固定设置在两个表面电场均压单元（6）之间，表面电场均压单元（6）为均压环，均压环内设置安装板（61），安装板（61）为圆形板，其竖直的直径中部开设有上下两个取样滑动变阻单元安装孔（63），安装板（61）的圆周上均匀设置有多个绝缘隔离单元安装孔（62），取样滑动变阻单元（1）另一端的电磁屏蔽电阻单元（2）固定设置在信号处理单元（5）外侧的绝缘壳体上，取样滑动变阻单元（1）的指针通过信号线与信号处理单元（5）连接。

2.根据权利要求1所述的一种高精度电力物联网电晕电流测量装置，其特征在于：左侧上端的电磁屏蔽电阻单元（2）通过电磁屏蔽线圈（4）与右侧下端的电磁屏蔽电阻单元（2）连接，左侧下端的电磁屏蔽电阻单元（2）通过另一条电磁屏蔽线圈（4）与右侧上端的电磁屏蔽电阻单元（2）连接。

3.根据权利要求1所述的一种高精度电力物联网电晕电流测量装置，其特征在于：两条电磁屏蔽线圈（4）在信号处理单元（5）的外表面上的绕线方向相反。

4.根据权利要求1所述的一种高精度电力物联网电晕电流测量装置，其特征在于：信号处理单元（5）由信号采集模块、信号转换模块和信号发送模块构成，信号处理单元（5）外侧设置有绝缘壳体用来保护信号处理单元（5）。

5.根据权利要求1所述的一种高精度电力物联网电晕电流测量装置，其特征在于：供电单元（7）固定设置在信号处理单元（5）上方，供电单元（7）对信号处理单元（5）供电。