CN201035079Y - 罗氏线圈大电流一体化智能检测仪 - Google Patents
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Abstract
一种罗氏线圈大电流一体化智能检测仪，其特征在于：罗氏线圈连接A/D转换电路，A/D转换电路连接单片机。单片机分别连接继电器上下限报警电路、4－20mA模拟输出电路、RS485串行接口电路、键盘和数码显示电路。该技术由于采用了罗氏线圈电流采集系统，其没有铁磁饱和，因此传输频带宽，测量范围宽、线性好、具有优良的抗干扰性能、其二次容量仅0.1－5VA、尺寸小、重量轻；同时与单片机系统的结合，实现了对电流信号数字化的传输，使电网控制的自动化、网络化成为现实。
Description
技术领域
本实用新型属于电量测量仪器仪表，特别涉及一种罗氏线圈大电流一体化智能检测仪。
背景技术
电力工业在国民经济中占有重要的位置，输变电设备是电力设备的重要组成部分，电站发出的电能，只有通过输变电设备才能输送到各个用户。对电网线路电流的测量及控制是输电线路中重要环节，它是电网向输配电自动化方向发展的最基础的，也是最重要的设备之一。随着现代电网向大容量、高电压、控制自动化方向的发展，对电流测量设备提出了：小型化、高可靠性、测量范围宽，频带宽，线性好，高低压完全隔离的要求，同时要求数据传输变成数字化。传统的技术由于采用传统的电磁感应式的电流互感器(输出5A或1A)采集一次电流，因此存在以下几个缺点：
(1)它是按机电式继电器的要求设计的(电流互感器要求输出5A或1A)，故这种电流互感器需要大的功率输入，功率损耗大，体积大；
(2)笨重且价贵。随着输电电压等级的提高，为保证良好绝缘而增大尺寸，故随着电压等级提高，传统的电流互感器体积与成本会成倍增加；
(3)测量使用场合要求信号传递有足够的精度，而在保护场合又要求信号具有大的动态范围。电磁式电流互感器因受铁芯磁饱和限制，通常在使用时，将测量用电流互感器与保护用电流互感器分开处理；
(4)当短路电流过大，致使电流互感器铁芯饱和而使电流信号畸变，因此需要复杂而昂贵的保护装置将畸变的信号修正到它原来的形状；
(5)当二次出现开路时，在二次线圈中产生可达数千至上万伏的感应电动势，对操作人员及二次回路中的设备有很大的危险。
由于上述缺点，已不适应在现代电网中智能化高压电器及仪表中继续使用它。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种罗氏线圈大电流一体化智能检测仪。适应在现代电网中智能化高压电器及仪表中使用。
本实用新型的技术方案是：
一种罗氏线圈大电流一体化智能检测仪，其特征在于：罗氏线圈连接A/D转换电路，A/D转换电连接单片机。
单片机分别连接继电器上下限报警电路、4-20mA模拟输出电路、RS485串行接口电路、键盘和数码显示电路。
其中罗氏线圈是在软橡塑棒(2)上均匀缠绕有数千圈成螺旋状的漆包线线圈(3)，在其外部再依次缠绕有绝缘层I(9)、屏蔽层I(4)、绝缘层II(5)，然后在最外层套有一层绝缘保护套(1)；线圈和屏蔽层I形成无定向缠绕，引线在一端串接，另一端的引线作为信号源引线(7)；最后在套好绝缘保护套的线圈两端套上带有卡口的接头件(10)；此线圈使用时成闭合环状，其两端带有卡口的接头件(10)分别插进连接插座(6)内，连接接座(6)内设置一开口铜套作为屏蔽层II(8)，屏蔽层II(8)由引线引出，接地电位，这就完成了整个罗氏线圈(11)，。
本实用新型效果是：
该技术由于采用了罗氏线圈电流采集系统，其没有铁磁饱和，因此传输频带宽，测量范围宽、线性好、具有优良的抗干扰性能、其二次容量仅0.1-5VA、尺寸小、重量轻；同时与单片机系统的结合，实现了对电流信号数字化的传输，使电网控制的自动化、网络化成为现实。
其特点及技术效果：
①采用罗氏线圈电流采集系统，能测量额定电流10A-10KA以内的交流电流，无需另配电流互感器(指的是输出5A的互感器)；
②无二次开路的危险；
③通过数码管显示屏直接显示被测导体的电流有效值；
④具有上、下限电流报警功能，其极限值用户根据需要整定；
⑤具有故障自诊断及故障记忆功能；
⑥与单片机及数字电路的结合，方便地实现了仪表的自动调零、自动校准功能，提高了测量精度。电流值在10A-10KA如此变化大的范围内，其测量精度能达到1％；
⑦基于RS485接口，符合Modbus通信规约的总线通讯功能，能把被测导体的电流有效值及运行状态等数据与上位机进行通信，从而方便地与计算机和其它仪表仪器组成用户所需要的多种功能的自动化测量系统，来完成更复杂的测试任务，为电网自动化控制奠定了基础。
附图说明
图1-4是罗氏线圈结构图。
图5是罗氏线圈大电流一体化智能检测仪的原理框图。
图6是罗氏线圈大电流一体化智能检测仪的电路原理图。
具体实施方式
如图5所示一种罗氏线圈大电流一体化智能检测仪，罗氏线圈连接A/D转换电路，A/D转换电路连接单片机。单片机分别连接继电器上下限报警电路、4-20mA模拟输出电路、RS485串行接口电路、键盘和数码显示电路。
其中罗氏线圈是在软橡塑棒(2)上均匀缠绕有数千圈成螺旋状的漆包线线圈(3)，在其外部再依次缠绕有绝缘层I(9)、屏蔽层I(4)、绝缘层II(5)，然后在最外层套有一层绝缘保护套(1)；线圈和屏蔽层I形成无定向缠绕，引线在一端串接，另一端的引线作为信号源引线(7)；最后在套好绝缘保护套的线圈两端套上带有卡口的接头件(10)；此线圈使用时成闭合环状，其两端带有卡口的接头件(10)分别插进连接插座(6)内，连接接座(6)内设置一开口铜套作为屏蔽层II(8)，屏蔽层II(8)由引线引出，接地电位，这就完成了整个罗氏线圈(11)。
该技术的发明采用罗氏线圈电流采集系统与单片机系统及现场总线工业控制网络技术，完全符合现代电网发展的要求。实现了对电网电流参数测量及数字化传输，使电网自动化、网络化控制为现实。
1、罗氏线圈电流采集系统由罗氏线圈及A/D转换电路组成。
罗氏线圈的原理是在截面均匀的特种非金属材料制成的环形圈上，绕制一定匝数的漆包线，当被测电流穿过闭合的线圈所围成的环形空间时，将在环形线圈内建立磁通，从而使线圈产生感应电压，只要测量出线圈两端感生电压的大小，便可计算出被测的电流值。
我们经多次反复试制，设计和制造了如下结构形式：
在软橡塑棒(2)上均匀缠绕数千圈成螺旋状的漆包线线圈(3)，在其外部再依次缠绕绝缘层I(9)、屏蔽层I(4)、绝缘层II(5)，然后在最外层套一层绝缘保护套(1)；线圈和屏蔽层I形成无定向缠绕，引线在一端串接，另一端的引线作为信号源引线(7)；最后在套好绝缘保护套的线圈两端套上带有卡口的接头件(10)；此线圈使用时成闭合环状，其两端带有卡口的接头件(10)分别插进连接插座(6)内，连接接座(6)内设置一开口铜套作为屏蔽层II(8)，屏蔽层II(8)由引线引出，接地电位，这就完成了整个罗氏线圈(11)的加工。详见附图1-4。
A/D转换电路：由于罗氏线圈二次输出的信号是mV级模拟信号，而cpu所能处理的都是数字量。因此，模/数信号转换电路是采用cpu的仪表中必不可少的部分。该技术中的A/D转换电路设计包含了一个增益可编程放大器，两个Δ∑调制器，两个高速滤波器，系统校准及电流、电压瞬时值测量及有效值的计算功能。为了方便与cpu通讯，该电路还包含了一个简单的三线串行接口电路。
2、智能显示仪表是把罗氏线圈电流采集系统采样到的电流信号经内部的CPU处理通过显示屏能真实反映一次电流的有效值，同时输出标准的4-20mA电流信号及通过RS485接口能与上位机进行数据的通讯。
智能显示仪表分为硬件和软件两个部分。硬件部分包含了cpu、键盘、5位数码管显示屏、4-20mA模拟量输出电路，上、下限报警继电器电路及基于RS485接口，符合Modbus通信规约的现场总线通讯功能的接口电路等。软件设计包含了监控程序、接口管理程序和数据处理程序。监控程序主要是对仪表的键盘、数码管显示输入、预定的功能设置、对处理后的数据以数据或字符形式显示等部分的控制。接口管理程序主要是通过接口电路进行数据采集、输入、输出通道的控制、数据的通讯及存储等。数据处理程序主要完成数据的滤波、数据的运算、数据的分析等任务。
Claims (3)
1.一种罗氏线圈大电流一体化智能检测仪，其特征在于：罗氏线圈连接A/D转换电路，A/D转换电路连接单片机。
2.根据权利要求1所述的罗氏线圈大电流一体化智能检测仪，其特征在于：单片机分别连接继电器上下限报警电路、4-20mA模拟输出电路、RS485串行接口电路、键盘和数码显示电路。
3.根据权利要求1所述的罗氏线圈大电流一体化智能检测仪，其特征在于：其中罗氏线圈是在软橡塑棒(2)上均匀缠绕有数千圈成螺旋状的漆包线线圈(3)，在其外部再依次缠绕有绝缘层I(9)、屏蔽层I(4)、绝缘层II(5)，然后在最外层套有一层绝缘保护套(1)；线圈和屏蔽层I形成无定向缠绕，引线在一端串接，另一端的引线作为信号源引线(7)；最后在套好绝缘保护套的线圈两端套上带有卡口的接头件(10)；此线圈使用时成闭合环状，其两端带有卡口的接头件(10)分别插进连接插座(6)内，连接接座(6)内设置一开口铜套作为屏蔽层II(8)，屏蔽层II(8)由引线引出，接地电位，这就完成了整个罗氏线圈(11)。
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|---|---|---|---|---|
| CN104730314A (zh) * | 2013-12-23 | 2015-06-24 | 施耐德电器工业公司 | 罗果夫斯基线圈电流传感器及其制造方法 |
| CN105203834A (zh) * | 2015-08-24 | 2015-12-30 | 国网山东省电力公司聊城供电公司 | 一种变压器铁芯及夹件电流超标报警仪 |
| CN110794198A (zh) * | 2019-10-15 | 2020-02-14 | 北京国电通网络技术有限公司 | 一种电器线路安全监测装置 |
| CN113176438A (zh) * | 2021-04-15 | 2021-07-27 | 国网湖北省电力有限公司宜昌供电公司 | 变电站二次回路检测仪及检测方法 |
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