CN204439714U - 一种便携式变压器铁芯接地电流测试装置 - Google Patents

Abstract

一种便携式变压器铁芯接地电流测试装置，包括双传感器，双传感器通过连接线连接信号分析显示模块；所述双传感器置于屏蔽罩内，信号分析显示模块安装在屏蔽罩上。所述双传感器的信号通过连接线传送给信号分析显示模块，连接线由屏蔽电缆构成，信号分析显示模块用于接收双传感器的信号，对其进行分析处理并显示结果。本实用新型一种便携式变压器铁芯接地电流测试装置，采用双传感器互校准的方式，在变电站现场测量时，实现了装置自身准确度的自诊断，从而保证了测量准确度；克服了常用钳形电流表法存在的易受开口气隙大小影响、准确度不高的问题。该装置具有体积小、重量轻、结构简单等优点。

Description

一种便携式变压器铁芯接地电流测试装置

技术领域

本实用新型一种便携式变压器铁芯接地电流测试装置，用于对变压器铁芯接地电流进行实时监测。

背景技术

铁芯接地电流的监测是变压器状态监测中的一个重要内容。变压器在运行中，一旦出现铁芯多点接地的情况，就会在铁芯中形成环流。环流一方面造成铁芯局部过热，甚至烧损铁芯；另一方面使得变压器局部温度上升，变压器绝缘性能会下降甚至击穿。为了及时发现变压器铁芯多点接地故障并予以解决，以避免严重事故的发生，需要对变压器铁芯接地电流进行监测。

目前，判断变压器铁芯是否存在多点接地的方法主要有测量铁芯对地绝缘电阻法、变压器油气相色谱分析法以及钳形电流表法等。对地绝缘电阻法测量准确度不高；气相色谱分析法操作复杂、所需设备成本较高，且不适合现场使用。钳形电流表法操作简单方便，适合现场使用，但目前所用的钳形电流表使用时无法判断是否闭合紧密，如果闭合不紧，存在开口气隙，就会造成较大的测量误差，降低了测量结果的可信度。

发明内容

针对钳形电流表现场测量时难以判断是否存在开口气隙，导致测量结果的可信度受到质疑这种问题，本实用新型提供一种便携式变压器铁芯接地电流测试装置，采用双传感器互校准的方式，在变电站现场测量时，实现了装置自身准确度的自诊断，从而保证了测量准确度；克服了常用钳形电流表法存在的易受开口气隙大小影响、准确度不高的问题。该装置具有体积小、重量轻、结构简单等优点。

本实用新型采取的技术方案为：

一种便携式变压器铁芯接地电流测试装置，包括双传感器，双传感器通过连接线连接信号分析显示模块；所述双传感器置于屏蔽罩内，信号分析显示模块安装在屏蔽罩上。

所述双传感器的信号通过连接线传送给信号分析显示模块，连接线由屏蔽电缆构成，信号分析显示模块用于接收双传感器的信号，对其进行分析处理并显示结果。

所述信号分析显示模块嵌入式安装在屏蔽罩侧面，所述信号分析显示模块内置无线传输器，无线传输器通过无线方式将测量结果实时传输至远端接收装置。

所述双传感器包括钳形铁芯传感器、钳形空心传感器，所述钳形铁芯传感器、钳形空心传感器、屏蔽罩构成一个钳形整体，测量时，两个传感器同时开合，其开口气隙的大小是一致的。

一种接地电流测量方法，首先接收钳形铁芯传感器、钳形空心传感器的信号，并通过FFT运算得出钳形铁芯传感器、钳形空心传感器输出的幅值和相位，对钳形铁芯传感器、钳形空心传感器的相位进行分析比对；如果相位差过大，则提示重新闭合传感器，直至钳形铁芯传感器、钳形空心传感器之间的相位差在一定阈值内为止，此时以钳形铁芯传感器的输出作为最终结果；在保证双传感器闭合紧密的情况下，信号分析显示模块用于将接地电流测试结果实时显示出来。

本实用新型一种便携式变压器铁芯接地电流测试装置，技术效果如下：

1）、利用钳形铁芯传感器和钳形空心传感器的特点，在测量前首先分析钳形铁芯传感器和钳形空心传感器之间的相位差异，如果差异超过一定阈值，则证明存在开口气隙，此时需要重新闭合双传感器，直至传感器闭合紧密为止。此时以铁芯传感器的输出作为最终结果，从而提高测量准确度。

2）、信号分析显示模块嵌于屏蔽罩上，用于对传感器开口气隙的判断和报警，并将测量结果实时显示出来，同时通过无线传输器实时传输给远端接收装置进一步分析处理。

3）、本实用新型提供的一种便携式高精度变压器铁芯接地电流测试装置，现场可移动性强，既可对某一变压器铁芯接地电流进行长期的监测，也可随时取下来用于对其他变压器铁芯接地电流的监测，且不会干扰被测装置的正常运行。

4）、所述便携式高精度变压器铁芯接地电流测试装置总重量不超过2kg，在0~100A范围内测量准确度可达到0.05级。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的钳形铁芯传感器的输出幅值和相位变化与开口气隙大小的关系图；

图3为本实用新型的钳形空心传感器的输出幅值和相位变化与开口气隙大小的关系图。

具体实施方式

如图1所示，一种便携式变压器铁芯接地电流测试装置，包括双传感器，双传感器通过连接线5连接信号分析显示模块3；所述双传感器置于屏蔽罩4内，在变电站现场使用时抗干扰能力强。信号分析显示模块3安装在屏蔽罩4上。所述双传感器的信号通过连接线5传送给信号分析显示模块3，连接线5由屏蔽电缆构成，信号分析显示模块3用于接收双传感器的信号，对其进行分析处理并显示结果。

所述信号分析显示模块3嵌入式安装在屏蔽罩4侧面，所述信号分析显示模块3内置无线传输器6，无线传输器6通过无线方式将测量结果实时传输至远端接收装置。

所述双传感器包括钳形铁芯传感器1、钳形空心传感器2。钳形铁芯传感器1和钳形空心传感器2整个外形尺寸基本相同，包括半径等尺寸接近一致。制作时，将钳形铁芯传感器1放在左侧，钳形空心传感器2紧贴着钳形铁芯传感器1右侧，两传感器上有固定的孔，通过螺钉来固定在一起。钳形铁芯传感器1、钳形空心传感器2和屏蔽罩4分别都由两个半环构成。制作时，两传感器和屏蔽罩4固定在一起，呈现出一个整体的装置。当屏蔽罩4打开或闭合时，两传感器也打开或闭合，类似一个“大钳子”，这个称为“钳形整体”。两传感器开口气隙的大小是一致的。

一种基于双传感器互校准的接地电流测量方法。利用两种不同的钳形传感器各自的特点，即：钳形铁芯传感器1在闭合紧密的情况下测量准确度高，但如果存在开口气隙，则其输出幅值和相位均易受开口气隙大小的影响；钳形空心传感器2的输出幅值易受开口气隙的影响，但其输出相位几乎不随开口气隙大小的变化而变化。利用两传感器的特点，在测量前首先对两传感器的输出相位进行比对和分析，如果相位差较大，则说明存在开口气隙，此时可重新闭合传感器，直至两传感器之间的相位差在一定阈值范围内（准确度等级为0.05级时，相位差绝对值最大不超过2’），方可认为传感器闭合紧密，此时以钳形铁芯传感器1的输出作为最终的输出。通过这种方法，可在测量前首先实现整个系统准确度的自诊断，从而保证了测量结果的准确度。

钳形铁芯传感器1和钳形空心传感器2输出幅值和相位与开口气隙之间的关系不同，有其各自的特点。如图2所示，当钳形铁芯传感器1的气隙增大时，幅值变化随开口气隙的增大朝负方向增大，相位变化随开口气隙的增大朝正方向增大，且相位变化受到的影响更大。图3中可以看出，随着开口气隙的增大，钳形空心传感器2幅值变化朝负方向增大，相位变化尽管有增大的趋势，但是变化的绝对值非常小，相位变化小于0.001分，因而可以认为是不变的。利用两传感器的这种特点，可在测量前首先用两者之间的相位差，判断传感器是否存在开口气隙，并对开口气隙产生的误差进行补偿，保证接地电流测量的准确度。

钳形铁芯传感器1和钳形空心传感器2置于屏蔽罩4内，以提高其在变电站现场使用时的抗干扰能力。钳形铁芯传感器1、钳形空心传感器2、信号分析显示模块3、屏蔽罩4构成一个钳形整体，测量时两个传感器同时开合，其开口气隙的大小是一致的。信号分析显示模块3嵌于屏蔽罩4侧面。

所述钳形铁芯传感器1和钳形空心传感器2均为自行设计的装置。钳形铁芯传感器1采用玻莫合金材料制作，额定变比为2000A：1A。钳形空心传感器2采用印刷电路板技术制作而成，其额定变比为2000A：200mV。

所述的信号分析显示模块3接收两个传感器的信号。信号分析显示模块3采用Power PC 400系列处理器对钳形铁芯传感器1和钳形空心传感器2的输出进行分析计算，并在LCD12864显示屏上实时显示。处理器通过FFT算法，将两传感器的输出有效值和相位运算出来，然后将两传感器的相位相减，得出差值。如果差值超过2’的阈值，则说明存在气隙，此时显示屏提醒工作人员重新闭合传感器，再次判断，直至两传感器的相位差小于2’，才可将测量结果作为最终输出。

所述信号分析显示模块3内置无线传输器6，采用NRF24LE1无线传输模块实现。这种模块兼具数据发送和接收的功能，可通过无线方式将测量结果实时传输至远端接收装置。远端接收装置采用另一块NRF24LE1实现数据的接收。接收后的数据可以传给电脑进一步的分析计算。

本实用新型一种便携式变压器铁芯接地电流测试装置，体积小、重量轻，总重量不超过2kg。该装置操作简单方便，在0~100A测量范围内准确度可达0.05级，非常适合变电站现场使用；现场使用时可移动性强；同时，装置内置无线传输器，可将测量结果实时传输至远端接收装置，以方便操作人员进行进一步的分析处理。

Claims (3)

1.一种便携式变压器铁芯接地电流测试装置，包括双传感器，其特征在于，双传感器通过连接线（5）连接信号分析显示模块（3）；所述双传感器置于屏蔽罩（4）内，信号分析显示模块（3）安装在屏蔽罩（4）上，所述双传感器包括钳形铁芯传感器（1）、钳形空心传感器（2），所述钳形铁芯传感器（1）、钳形空心传感器（2）、屏蔽罩（4）构成一个钳形整体，测量时，两个传感器同时开合，其开口气隙的大小是一致的。

2.根据权利要求1所述一种便携式变压器铁芯接地电流测试装置，其特征在于，所述双传感器的信号通过连接线（5）传送给信号分析显示模块（3），连接线（5）由屏蔽电缆构成，信号分析显示模块（3）用于接收双传感器的信号，对其进行分析处理并显示结果。

3.根据权利要求1或2所述一种便携式变压器铁芯接地电流测试装置，其特征在于，所述信号分析显示模块（3）嵌入式安装在屏蔽罩（4）侧面，所述信号分析显示模块（3）内置无线传输器（6），无线传输器（6）通过无线方式将测量结果实时传输至远端接收装置。