CN205404671U - 用于容性设备末屏电流测量的传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种用于容性设备末屏电流测量的传感器，包括：电源单元、测量单元、数据处理单元和无线通讯单元，电源单元分别与所述测量单元、数据处理单元和无线通讯单元电连接；电源单元用于采集容性设备末屏电流中的电能，并分别为测量单元、数据处理单元和无线通讯单元供电；测量单元用于对容性设备末屏电流进行测量，得到容性设备末屏电流信号；数据处理单元用于对所述末屏电流信号进行处理，得到容性设备末屏电流信号的特征参量；无线通讯单元用于对容性设备末屏电流信号的特征参量进行无线传输。本实用新型提供的一种用于容性设备末屏电流测量的传感器利用容性设备末屏电流产生的磁场进行充电储能，无需外施电源，安装方便。

Description

用于容性设备末屏电流测量的传感器

技术领域

本实用新型涉及电力设备测试技术领域，特别是涉及一种用于容性设备末屏电流测量的传感器。

背景技术

容性设备是指采用电容屏绝缘结构的电力设备，主要包括电容式套管、电容式电流互感器、电容式电压互感器、耦合电容器等，数量约占变电站设备总数量的40％-50％，其运行状态的好坏直接影响着整个变电站乃至电网的安全运行。另外，高压绝缘技术是电网运行的关键技术，特高压、超高压电网的绝大多数故障表现为绝缘遭受破坏。因此，对容性设备绝缘状况进行监测是必要的、有意义的。其绝缘状况的检测参数主要有末屏电流、电容量、介质损耗和绝缘电阻等。

其中，现有技术中对容性设备末屏电流检测主要采用有源传感器，但由于有源传感器需要铺设电源线及通讯线，导致容性设备末屏电流检测设备安装困难、工程量大。

实用新型内容

本实用新型实施例中提供了一种用于容性设备末屏电流测量的传感器，以解决现有技术中容性设备末屏电流检测设备安装困难、工程量大的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例公开了如下技术方案：

一种用于容性设备末屏电流测量的传感器，包括：电源单元、测量单元、数据处理单元和无线通讯单元，所述电源单元分别与所述测量单元、数据处理单元和无线通讯单元电连接；

所述电源单元用于采集容性设备末屏电流中的电能，并分别为测量单元、数据处理单元和无线通讯单元供电；

所述测量单元用于对容性设备末屏电流进行测量，得到容性设备末屏电流信号；

所述数据处理单元用于对所述末屏电流信号进行处理，得到容性设备末屏电流信号的特征参量；

所述无线通讯单元用于对所述容性设备末屏电流信号的特征参量进行无线传输。

优选地，所述电源单元包括能量监测模块、储能模块和智能功耗模块；

所述储能模块用于利用容性设备末屏电流产生的磁场自动充电储能；

所述能量监测模块用于对所述储能模块进行监测，并将储能模块的储能数据传输至智能功耗模块；

所述智能功耗模块用于根据所述储能数据控制测量单元、数据处理单元和无线通讯单元的工作状态。

优选地，所述智能功耗模块用于根据所述储能数据控制测量单元、数据处理单元和无线通讯单元的工作状态，具体包括：

当所述智能功耗模块判断所述储能模块的能量不足时，控制所述传感器进入休眠状态；

当所述智能功耗模块判断所述储能模块的能量充足时，控制所述测量单元、数据处理单元和无线通讯单元进入工作状态。

优选地，所述测量单元包括高精度电流传感器，所述高精度电流传感器用于对容性设备末屏电流进行测量，得到容性设备末屏电流信号。

优选地，所述数据处理单元包括滤波器、A/D转换器和运算器；

所述滤波器用于对所述容性设备末屏电流信号进行滤波处理；

所述A/D转换器用于对所述滤波处理后的容性设备末屏电流信号进行A/D转换；

所述运算器用于对所述A/D转换后的容性设备末屏电流信号进行处理，得到容性设备末屏电流信号的特征参量。

优选地，所述无线通讯单元包括信号调制器、功率放大器和无线发射器；

所述信号调制器用于对所述容性设备末屏电流信号的特征参量进行调制和载波处理；

所述功率放大器用于对所述调制和载波处理后容性设备末屏电流信号的特征参量进行放大；

所述无线发射器用于对所述放大后的容性设备末屏电流信号的特征参量进行无线传输。

由以上技术方案可见，本实用新型实施例提供的一种用于容性设备末屏电流测量的传感器利用容性设备末屏电流产生的磁场进行充电储能，无需外施电源，安装方便；另外，电源单元中的能量监测模块可以对储能模块中的储能状况进行监测，并依据储能状况对测量单元、数据处理单元和无线通讯单元进行智能控制。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种用于容性设备末屏电流测量的传感器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种用于容性设备末屏电流测量的传感器的逻辑控制示意图；

图中的符号表示为：1-电源单元，2-测量单元，3-数据处理单元，4-无线通讯单元，5-能量监测模块，6-储能模块，7-智能功耗模块，8-高精度电流传感器，9-滤波器，10-A/D转换器，11-运算器，12-信号调制器，13-功率放大器，14-无线发射器。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

为了解决铺设电源线导致传感器安装困难的问题，本实用新型实施例提供的一种用于容性设备末屏电流测量的传感器利用容性设备末屏电流产生的磁场进行充电储能，无需外接电源，使传感器安装方便；另外，通过电源单元1中的能量监测模块5对储能模块6中的储能状况进行监测，并依据储能状况对测量单元2、数据处理单元3和无线通讯单元4进行智能控制。以下结合附图对其具体结构以及工作方式进行详细说明。

图1为本实用新型实施例提供的一种用于容性设备末屏电流测量的传感器的结构示意图，如图1所示，本实用新型实施例提供的一种用于容性设备末屏电流测量的传感器，包括：电源单元1、测量单元2、数据处理单元3和无线通讯单元4，电源单元1分别与所述测量单元2、数据处理单元3和无线通讯单元4电连接，电源单元1可以采集容性设备末屏电流中的电能，并将采集的电能传输至测量单元2、数据处理单元3和无线通讯单元4，以满足其工作时对电能的需求。在本实用新型实施例中巧妙地利用了容性设备末屏电流中的电能为传感器供电，避免为传感器外接电源，进而无需外接电源线，安装方便。

当电源单元1为测量单元2、数据处理单元3和无线通讯单元4供电后，测量单元2对容性设备末屏电流进行测量，得到容性设备末屏电流信号；数据处理单元3对所述末屏电流信号进行处理，得到容性设备末屏电流信号的特征参量；无线通讯单元4对所述容性设备末屏电流信号的特征参量进行无线传输，进而完成对容性设备末屏电流的测量。

在本实用新型一种优选实施例中，电源单元1包括能量监测模块5、储能模块6和智能功耗模块7；其中，储能模块6用于利用容性设备末屏电流产生的磁场自动充电储能；能量监测模块5用于对所述储能模块6进行监测，并将储能模块6的储能数据传输至智能功耗模块7；智能功耗模块7用于根据所述储能数据控制测量单元2、数据处理单元3和无线通讯单元4的工作状态，具体为：当智能功耗模块7判断所述储能模块6的能量不足时，控制所述传感器进入休眠状态；当智能功耗模块7判断所述储能模块6的能量充足时，控制所述测量单元2、数据处理单元3和无线通讯单元4进入工作状态。在本实用新型一种优选实施例中，延时器的延时时间设定为30秒，但应当指出的是，本领域的技术人员可以根据实际需要对延时器的延时时间进行对应调整，例如，将延时器的延时时间设定为20秒、40秒或50秒等，其均应当落入本实用新型的保护范围之内。

另外，在智能功耗模块7内还设有延时器，当智能功耗模块7判断储能模块6的能量不足，控制测量单元2、数据处理单元3和无线通讯单元4进入休眠状态的同时，启动延时器，延时一段时间后再次启动能量监测模块5进行能量判定，直到智能功耗模块7判断储能模块6的能量充足时，控制测量单元2、数据处理单元3和无线通讯单元4启动，进入工作状态。

在本实用新型一种优选实施例中，测量单元2包括高精度电流传感器8，所述高精度电流传感器8用于对容性设备末屏电流进行测量，得到容性设备末屏电流信号。

在本实用新型一种优选实施例中，数据处理单元3包括滤波器9、A/D转换器10和运算器11，其中，滤波器9用于对所述容性设备末屏电流信号进行滤波处理；A/D转换器10用于对所述滤波处理后的容性设备末屏电流信号进行A/D转换；运算器11用于对所述A/D转换后的容性设备末屏电流信号进行处理，得到容性设备末屏电流信号的特征参量。

在本实用新型一种优选实施例中，无线通讯单元4包括信号调制器12、功率放大器13和无线发射器14；其中，信号调制器12用于对所述容性设备末屏电流信号的特征参量进行调制和载波处理；功率放大器13用于对所述调制和载波处理后容性设备末屏电流信号的特征参量进行放大；无线发射器14用于对所述放大后的容性设备末屏电流信号的特征参量进行无线传输。

为了便于本领域的技术人员更好地理解本技术方案，以下结合图2对本实用新型实施例提供的一种用于容性设备末屏电流测量的传感器的工作过程进行详细说明。

图2为本实用新型实施例提供的一种用于容性设备末屏电流测量的传感器的逻辑控制示意图，如图2所示，其主要包括以下步骤：

步骤S100：储能模块6启动；

储能模块6启动后利用容性设备末屏电流产生的磁场自动充电储能。

步骤S200：能量检测模块进行能量监测；

能量监测模块5对储能模块6所储存的能量进行监测，并将储能模块6的储能数据传输至智能功耗模块7。

步骤S300：智能功耗模块7进行能量判定；

当所述智能功耗模块7判断所述储能模块6的能量不足时，控制传感器进入休眠状态；与此同时，延时30秒后，返回步骤S200重新进行能量监测；

当所述智能功耗模块7判断所述储能模块6的能量充足时，控制所述测量单元2、数据处理单元3和无线通讯单元4启动，进入工作状态。

其中，测量单元2、数据处理单元3和无线通讯单元4启动后，高精度电流传感器8对容性设备末屏电流进行测量，得到容性设备末屏电流信号；滤波器9对所述容性设备末屏电流信号进行滤波处理；A/D转换器10对所述滤波处理后的容性设备末屏电流信号进行A/D转换；运算器11对所述A/D转换后的容性设备末屏电流信号进行处理，得到容性设备末屏电流信号的特征参量；信号调制器12对所述容性设备末屏电流信号的特征参量进行调制和载波处理；功率放大器13对所述调制和载波处理后容性设备末屏电流信号的特征参量进行放大；无线发射器14对所述放大后的容性设备末屏电流信号的特征参量进行无线传输，进而完成对容性设备末屏电流的测量。

由以上技术方案可见，本实用新型实施例提供的一种用于容性设备末屏电流测量的传感器利用容性设备末屏电流产生的磁场进行充电储能，无需外施电源，安装方便；另外，电源单元1中的能量监测模块5可以对储能模块6中的储能状况进行监测，并依据储能状况对测量单元2、数据处理单元3和无线通讯单元4进行智能控制。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种用于容性设备末屏电流测量的传感器，其特征在于，包括：电源单元(1)、测量单元(2)、数据处理单元(3)和无线通讯单元(4)，所述电源单元(1)分别与所述测量单元(2)、数据处理单元(3)和无线通讯单元(4)电连接；

所述电源单元(1)用于采集容性设备末屏电流中的电能，并分别为测量单元(2)、数据处理单元(3)和无线通讯单元(4)供电；

所述测量单元(2)用于对容性设备末屏电流进行测量，得到容性设备末屏电流信号；

所述数据处理单元(3)用于对所述末屏电流信号进行处理，得到容性设备末屏电流信号的特征参量；

所述无线通讯单元(4)用于对所述容性设备末屏电流信号的特征参量进行无线传输。

2.根据权利要求1所述的用于容性设备末屏电流测量的传感器，其特征在于，所述电源单元(1)包括能量监测模块(5)、储能模块(6)和智能功耗模块(7)；

所述储能模块(6)用于利用容性设备末屏电流产生的磁场自动充电储能；

所述能量监测模块(5)用于对所述储能模块(6)进行监测，并将储能模块(6)的储能数据传输至智能功耗模块(7)；

所述智能功耗模块(7)用于根据所述储能数据控制测量单元(2)、数据处理单元(3)和无线通讯单元(4)的工作状态。

3.根据权利要求2所述的用于容性设备末屏电流测量的传感器，其特征在于，所述智能功耗模块(7)用于根据所述储能数据控制测量单元(2)、数据处理单元(3)和无线通讯单元(4)的工作状态，具体包括：

当所述智能功耗模块(7)判断所述储能模块(6)的能量不足时，控制所述传感器进入休眠状态；

当所述智能功耗模块(7)判断所述储能模块(6)的能量充足时，控制所述测量单元(2)、数据处理单元(3)和无线通讯单元(4)进入工作状态。

4.根据权利要求1所述的用于容性设备末屏电流测量的传感器，其特征在于，所述测量单元(2)包括高精度电流传感器(8)，所述高精度电流传感器(8)用于对容性设备末屏电流进行测量，得到容性设备末屏电流信号。

5.根据权利要求1所述的用于容性设备末屏电流测量的传感器，其特征在于，所述数据处理单元(3)包括滤波器(9)、A/D转换器(10)和运算器(11)；

所述滤波器(9)用于对所述容性设备末屏电流信号进行滤波处理；

所述A/D转换器(10)用于对所述滤波处理后的容性设备末屏电流信号进行A/D转换；

所述运算器(11)用于对所述A/D转换后的容性设备末屏电流信号进行处理，得到容性设备末屏电流信号的特征参量。

6.根据权利要求1所述的用于容性设备末屏电流测量的传感器，其特征在于，所述无线通讯单元(4)包括信号调制器(12)、功率放大器(13)和无线发射器(14)；

所述信号调制器(12)用于对所述容性设备末屏电流信号的特征参量进行调制和载波处理；

所述功率放大器(13)用于对所述调制和载波处理后容性设备末屏电流信号的特征参量进行放大；

所述无线发射器(14)用于对所述放大后的容性设备末屏电流信号的特征参量进行无线传输。