CN203259570U - 智能电网用塑料光纤读数系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型针对智能电网中直接对被测电流采样，危险性高，及测控电路受被测电路电势干扰，测量精度难以保证的问题，提供了一种智能电网用塑料光纤读数系统，同时采用塑料光纤通信的方式，进一步克服了石英光纤防振能力差，对应用环境十分挑剔，且安装维护成本高的问题。该智能电网用塑料光纤读数系统包括电流互感器1、ADC转换器2、光传输单元3和测控单元4。其中电流互感器1负责将被测电路的大电流转换成小电流，保护测量电路及器件，ADC转换器2负责将电流转换成数字信号，光传输单元3将数字信号转换成光信号传输，再将光信号还原成电信号，输入测控单元，测控单元通过对电信号的分析计算等。
Description
技术领域
本实用新型涉及智能电网和光纤通信领域。
背景技术
智能电网中直接对被测电流进行采样，危险性高。中国标准市民用电电压为220V，如果直接对被测电路的电流进行测量，安全性低，不易操作，而且对测量设备的性能要求很高。
被测电路电势高，对测控电路干扰较大，测量精度难以保证。现有电流互感器通过测量感应电流来计算被测电流，由于感应电流比被测电流小，降低了操作危险性，但是这种情况下测控电路的工作电压小与被测电路，受到被测电路的电磁干扰较严重，测量精度难以保证。
石英光纤防振能力差，对应用环境十分挑剔，且安装维护成本高。为克服测控电路受到被测电路的电磁干扰的问题，光纤互感器被引入智能电网领域。石英光纤是最早出现在通信领域的光纤，其克服了铜缆等受电磁干扰和噪声影响严重的缺点，但石英光纤质地脆，机械强度差，弯曲半径大，对应用环境要求较高；而且石英光纤在光纤耦合互接中精度要求高，安装接续都需要一定的专业技术和工具，成本高昂。
实用新型内容
本使用新型针对智能电网中直接对被测电流采样，危险性高，及测控电路受被测电路电势干扰，测量精度难以保证的问题，提供了一种智能电网用塑料光纤读数系统，同时采用塑料光纤通信的方式，进一步克服了石英光纤防振能力差，对应用环境十分挑剔，且安装维护成本高的问题。
本实用新型的技术方案如下：
一种智能电网用塑料光纤读数系统，其特征在于，包括一个电流互感器、一个ADC转换单元、一个光传输单元和一个测控单元；
所述电流互感器包括闭合铁圈、第一线圈绕组、第二线圈绕组、电流采样器和负载，所述第一线圈绕组和第二线圈绕组缠绕在闭合铁圈上，第一线圈绕组串入被测电路，第二线圈绕组与电流采样器、负载串联成一个闭合回路；
所述ADC转换器输入端与电流采样器相连，输出端与光传输单元相连；
所述光传输单元包括电光转换器、塑料光纤和光电转换器，所述电光转换器输入端与ADC转换器输出端相连，电光转换器输出端与光电转换器输入端相连，光电转换器输出端与测控单元相连。
本实用新型的有益效果是：
该智能电网用塑料光纤读数系统采用电流感应器，通过测量数值较小的感应电流来计算被测电流，降低了操作危险性，同时电流互感器中的电流采样器自带报警装置，可及时发现并检修电流互感器中的故障。
该智能电网用塑料光纤读数系统被测电路和测控单元相距较远，避免了测控单元受被测电路大电势干扰的情况，提升了测量结果的精确度。
该智能电网用塑料光纤读数系统中采样电流信号通过塑料光纤传输到测控单元，塑料光纤免电磁及噪声干扰，不产生辐射，可进一步降低信号传输的失真性，同时塑料光纤带宽高，传输速率好，弯曲半径大，信息不可能被窃听，安 全可靠且价格便宜，而且塑料光纤芯径大，可容忍一定的对接误差，安装接续无需专业技术和工具，十分方便。
附图说明
图1 智能电网用塑料光纤读数系统示意图；
图2 电流互感器结构图；
图3 光传输单元示意图。
具体实施方式
如图1所示，该智能电网用塑料光纤读数系统包括电流互感器1、ADC转换器2、光传输单元3和测控单元4。其中电流互感器1负责将被测电路的大电流转换成小电流，保护测量电路及器件，ADC转换器2负责将电流转换成数字信号，光传输单元3将数字信号转换成光信号传输，再将光信号还原成电信号，输入测控单元4，测控单元4通过对电信号的分析计算，可得到被测电路电流值及用户用电情况，并作出相应措施，如报警等。
下面结合图2、图3对电流互感器1和光传输单元3做进一步说明。
电流互感器1结构如图2所示，包括第一线圈绕组11、第二线圈绕组12、电流采样器13和负载14，还包括一个闭合铁圈（图2中为给出）。第一线圈绕组11和第二线圈绕组12缠绕在闭合铁圈上，第一线圈11串联接入被测电路，被测电路电流通过第一线圈绕组11在铁圈上产生一个磁通A，第二线圈绕组12产生感应电流，且感应电流产生的磁通B与磁通A大小相等，方向相反，二者相互抵消。第二线圈绕组12、电流采样器13和负载14串联成一个闭合的感应电路，负载14对感应电路起保护作用，电流采样器13对感应电流进行采样，同时电流采样器的输出端接到ADC转换器2的输入端，直接将采样电流输入ADC转换器2转换成数字信号。
值得注意的是，感应电路不能开路，如果感应电路开路，感应电流为零，第二线圈绕组12不能产生磁通B，此时闭合铁圈中第一线圈绕组11产生的磁通A不能被抵消，会导致闭合铁圈磁通很强，甚至达到饱和，闭合铁圈发热，烧坏线圈绕组绝缘层，产生漏电。同时，如果感应电路开路，第二线圈绕组12会产生一个很大的感应电势，在第二线圈绕组12两端产生一个很高的电压，危及操作人员安全，所以电流采样器13中还包含一个报警装置，当感应电流为零时，直接发送报警信号。
图3所示为光传输单元3的结构图，其包括电光转换器31、光电转换器32和塑料光纤33。电光转换器31的输入端与ADC转换器2的输出端相连，将ADC转换器2输出的数字信号转换成光信号，光信号被耦合到塑料光纤33中，通过塑料光纤33传输到电光转换器32，电光转换器32将光信号再度还原成电信号。电光转换器32的输出端接到测控单元4，还原后的电信号直接被输入测控单元4。塑料光纤33可用SI型塑料光纤，也可以用GI型塑料光纤。
测控单元4对接收到的电信号进行计算和分析，可得出被测电路的电流值及用电情况，并作出相应处理，例如用电异常时，测控单元4可发送报警信号或及时断电，以免发生事故。
本实用新型所提供智能电网用塑料光纤读数系统有如下优势：
该智能电网用塑料光纤读数系统采用电流感应器，通过测量数值较小的感应电流来计算被测电流，降低了操作危险性，同时电流互感器中的电流采样器自带报警 装置，可及时发现并检修电流互感器中的故障。
该智能电网用塑料光纤读数系统被测电路和测控单元相距较远，避免了测控单元受被测电路大电势干扰的情况，提升了测量结果的精确度。
该智能电网用塑料光纤读数系统中采样电流信号通过塑料光纤传输到测控单元，塑料光纤免电磁及噪声干扰，不产生辐射，可进一步降低信号传输的失真性，同时塑料光纤带宽高，传输速率好，弯曲半径大，信息不可能被窃听，安全可靠且价格便宜，而且塑料光纤芯径大，可容忍一定的对接误差，安装接续无需专业技术和工具，十分方便。
以上内容是结合具体的优选技术方案对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这一方案。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，所做出的若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (3)
1.一种智能电网用塑料光纤读数系统，其特征在于，包括一个电流互感器、一个ADC转换单元、一个光传输单元和一个测控单元；
所述电流互感器包括闭合铁圈、第一线圈绕组、第二线圈绕组、电流采样器和负载，所述第一线圈绕组和第二线圈绕组缠绕在闭合铁圈上，第一线圈绕组串入被测电路，第二线圈绕组与电流采样器、负载串联成一个闭合回路；
所述ADC转换器输入端与电流采样器相连，输出端与光传输单元相连；
所述光传输单元包括电光转换器、塑料光纤和光电转换器，所述电光转换器输入端与ADC转换器输出端相连，电光转换器输出端与光电转换器输入端相连，光电转换器输出端与测控单元相连。
2.如权利要求1所述智能电网用塑料光纤读数系统，其特征在于，所述电流采样器带有报警装置。
3.如权利要求1或2所述智能电网用塑料光纤读数系统，其特征在于，所述塑料光纤为SI型塑料光纤或GI型塑料光纤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201320156152 CN203259570U (zh) | 2013-04-01 | 2013-04-01 | 智能电网用塑料光纤读数系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN 201320156152 CN203259570U (zh) | 2013-04-01 | 2013-04-01 | 智能电网用塑料光纤读数系统 |
Publications (1)
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| CN203259570U true CN203259570U (zh) | 2013-10-30 |
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Family Applications (1)
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| CN 201320156152 Expired - Fee Related CN203259570U (zh) | 2013-04-01 | 2013-04-01 | 智能电网用塑料光纤读数系统 |
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| CN (1) | CN203259570U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022261565A3 (en) * | 2021-06-11 | 2023-01-19 | Helion Energy, Inc. | High-speed switching apparatus for electromagnetic coils |
-
2013
- 2013-04-01 CN CN 201320156152 patent/CN203259570U/zh not_active Expired - Fee Related
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| WO2022261565A3 (en) * | 2021-06-11 | 2023-01-19 | Helion Energy, Inc. | High-speed switching apparatus for electromagnetic coils |
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