CN206740839U - 一种无线电流互感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无线电流互感器，包括外壳和设置在外壳内的上半圆铁芯、下半圆铁芯和电路板，所述电路板上设置有处理器单元、电流检测单元、温度检测单元、无线通信单元、定位单元和取电蓄电供电单元，上半圆铁芯和下半圆铁芯连接，下半圆铁芯的右侧缠绕有电流线圈，下半圆铁芯的左侧缠绕有取电线圈，电流线圈与电流检测单元连接，取电线圈与取电蓄电供电单元连接，电流检测单元、温度检测单元、无线通信单元和定位单元分别与处理器单元连接；本实用新型采用取电蓄电供电单元解决线路电流任何大小都可以启动电流互感器的问题，采用定位单元解决多个无线设备在无线系统中定位问题，采用温度检测单元可以实时检测内部电路工作温度。

Description

一种无线电流互感器

技术领域

本实用新型涉及电力设备技术领域，具体涉及一种无线电流互感器。

背景技术

随着智能电网的逐步建设，对电力设备电流、电压信号进行高精度测量已成为亟待解决的问题。实时监测电网的运行参数、测量高压线路的电流、电压是所有测量与保护等智能化工作的第一步，实现了电压和电流的高精度测量，方可进一步提高其他参数的精度。当前测量装置主要是电磁式互感器，其缺陷是输出信号虽然很强，精度却很差，这些输出信号不能直接传递给后台控制设备，且电磁式互感器较重，不易安装、成本也高；经过两次电压、电流转换，精度明显无法满足智能电网的实际需求；面对线路的高压绝缘，也存在实际安装的可行性问题。

中国发明专利《一种开启式无线电流互感器》申请号 201620519296 .2公开的一种开启式无线电流互感器，包括由上开启式固定架和金属盒构成的闭合腔体，上开启式固定架内设置有开启式上铁芯，金属盒内设置有与开启式上铁芯位置相对设置并连接的下铁芯，下铁芯上缠绕有线包，线包依次连接有处理模块、无线发射模块和发射天线。此发明存在电流需达到5A以上才可以启动电流互感器各单元工作的问题，以及在无线场所存在的多个无线电流互感器同时工作时，外部的接收主机端不能有效识别出哪一个无线电流互感器发送的信号，因此在无线场所存在多个无线设备有混乱和干扰的问题，且现有技术中的电流互感器不能实时检测内部电路工作的温度，随着内部温度升高，温度超限后因发热会加大氧化程度，进而烧毁线路等事故。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种无线电流互感器，本无线电流互感器采用取电蓄电供电单元解决线路电流任何大小都可以启动电流互感器的问题，采用定位单元解决多个无线设备在无线系统中定位问题，采用温度检测单元可以实时检测内部电路工作温度，及时发现温度过高从而提前作出处理措施。

为实现上述技术目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种无线电流互感器，包括外壳和设置在外壳内的上半圆铁芯、下半圆铁芯和电路板，所述电路板上设置有处理器单元、电流检测单元、温度检测单元、无线通信单元、定位单元和取电蓄电供电单元，所述上半圆铁芯和下半圆铁芯连接，所述下半圆铁芯的右侧缠绕有电流线圈，所述下半圆铁芯的左侧缠绕有取电线圈，所述电流线圈与电流检测单元连接，所述取电线圈与所述取电蓄电供电单元连接，所述电流检测单元、温度检测单元、无线通信单元和定位单元分别与处理器单元连接，所述取电蓄电供电单元分别与处理器单元、电流检测单元、温度检测单元、无线通信单元和定位单元连接；

所述取电线圈用于取电到取电蓄电供电单元，所述取电蓄电供电单元用于蓄电以及为处理器单元、电流检测单元、温度检测单元、无线通信单元和定位单元供电，所述电流线圈用于检测穿过上半圆铁芯和下半圆铁芯中间的电缆内的电流并将信号传送给电流检测单元，所述电流检测单元用于对信号进行放大和整流并将直流信号发送到处理器单元，所述温度检测单元用于检测电路板四周的温度并将信号处理后发送到处理器单元，所述处理器单元用于将直流信号转换为数字信号并将数字信号通过无线通信单元远程发送给外部的接收主机端，所述定位单元用于设置频道和位置，所述处理器单元用于识别定位单元设置的频道和位置并通过无线通信单元远程发送频道和位置给外部的接收主机端。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述定位单元包括第一拨盘开关和第二拨盘开关，所述第一拨盘开关和第二拨盘开关均与处理器单元连接且第一拨盘开关和第二拨盘开关均设置在电路板上，所述电路板设置在外壳内前侧，所述外壳的前侧表面设有与第一拨盘开关和第二拨盘开关的形状相同的两个缺口，所述第一拨盘开关的顶部卡接在一个缺口上，所述第二拨盘开关的顶部卡在另一个缺口上，所述第一拨盘开关用于设置频道，所述第二拨盘开关用于设置位置。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述取电蓄电供电单元包括取电电阻、整流电路、稳压电路、蓄电电路和供电电路，所述取电线圈与所述取电电阻连接，所述取电电阻与整流电路连接，所述整流电路与稳压电路连接，所述稳压电路与蓄电电路连接，所述蓄电电路与供电电路连接，所述供电电路分别与处理器单元、电流检测单元、温度检测单元、无线通信单元和定位单元连接。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述温度检测单元包括温度探头、滤波电路和信号转换电路，所述温度探头与滤波电路连接，所述滤波电路和信号转换电路连接，所述信号转换电路与处理器单元连接。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述电流检测单元包括电压运算放大器和整流电路，所述电流线圈通过电阻与电压运算放大器连接，所述电压运算放大器与整流电路连接，所述整流电路与处理器单元连接。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述处理器单元包括A/D转换电路。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述外壳包括上外壳和下外壳，所述上半圆铁芯设置在上外壳内且下半圆铁芯设置在下外壳内，所述上外壳和下外壳通过螺栓连接从而使上半圆铁芯的两端与下半圆铁芯的两端相接触，所述电路板设置在下外壳内。

本实用新型采用取电蓄电供电单元从而解决线路电流任何大小都可以启动电流互感器的问题，蓄电电路进行充电的同时可以经过供电电路供给电路中各单元使用，当线路中的电流不满足启动各单元工作条件时启用蓄电电路中的电量工作；采用定位单元解决多个无线设备在无线系统中定位问题，其中定位单元的第一拨盘开关和第二拨盘开关均卡接在壳体的缺口处，这样用户不需要打开壳体即可方便拨动第一拨盘开关或第二拨盘开关从而设置频道和位置，第一拨盘开关用来设置频道，第二个拨盘开关用来设置无线电流互感器接线端所处的位置，由处理器单元判别从而通过无线通信单元发送给接收主机端，当在无线场所存在的多个无线电流互感器同时工作时，将多个无线电流互感器设置为不同的频道，从而避免通信混乱和干扰，接收主机端可以通过分析频道和位置最终便于接收主机端识别每个无线电流互感器所处的频道和位置；采用温度检测单元检测无线电流互感器中电路所处的环境温度，有效的通过外部的接收主机端实时监控无线电流互感器所处的位置和频道以及环境温度，可以及时发现温度过高，提前作出预防措施，本实用新型相对于电磁式互感器易于安装，输出的信号很强且精度高，成本低。

附图说明

图1为本实用新型整体电路原理示意图。

图2为本实用新型的取电蓄电供电单元的电路原理示意图。

图3为本实用新型的定位单元的电路原理示意图。

图4为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面根据图1至图4对本实用新型的具体实施方式作出进一步说明：

参见图1和图4，一种无线电流互感器，包括外壳和设置在外壳内的上半圆铁芯14、下半圆铁芯15和电路板18，所述电路板18上设置有处理器单元1、电流检测单元2、温度检测单元3、无线通信单元4、定位单元5和取电蓄电供电单元6，所述上半圆铁芯14和下半圆铁芯15连接，所述下半圆铁芯15的右侧缠绕有电流线圈17，所述下半圆铁芯15的左侧缠绕有取电线圈16，所述电流线圈17与电流检测单元2连接，所述取电线圈16与所述取电蓄电供电单元6连接，所述电流检测单元2、温度检测单元3、无线通信单元4和定位单元5分别与处理器单元1连接，所述取电蓄电供电单元6分别与处理器单元1、电流检测单元2、温度检测单元3、无线通信单元4和定位单元5连接；取电线圈16用于取电到取电蓄电供电单元6，取电蓄电供电单元6用于蓄电以及为处理器单元1、电流检测单元2、温度检测单元3、无线通信单元4和定位单元5供电，电流线圈17用于检测穿过上半圆铁芯14和下半圆铁芯15中间的电缆中的电流并将信号传送给电流检测单元2，电流检测单元2用于对信号进行放大和整流并将直流信号发送到处理器单元1，温度检测单元3用于检测电路板四周的温度并将信号处理后发送到处理器单元1，处理器单元1用于将直流信号转换为数字信号并将数字信号通过无线通信单元4远程发送给外部的接收主机端，定位单元5用于设置频道和位置，处理器单元1用于识别定位单元5设置的频道和位置并通过无线通信单元4远程发送频道和位置给外部的接收主机端，外部的接收主机端可以实时监控温度信息和监测电流信息。

本实施例中，参见图3，所述定位单元5包括第一拨盘开关12和第二拨盘开关13，所述第一拨盘开关12和第二拨盘开关13均与处理器单元1连接且第一拨盘开关12和第二拨盘开关13均设置在电路板18上，所述电路板18设置在外壳内前侧，所述外壳的前侧表面设有与第一拨盘开关12和第二拨盘开关13的形状相同的两个缺口，所述第一拨盘开关12的顶部卡接在一个缺口上，所述第二拨盘开关13的顶部卡在另一个缺口上，这样用户不需要打开壳体即可方便调节第一拨盘开关12或第二拨盘开关13从而设置频道和位置，所述第一拨盘开关12用于设置频道，所述第二拨盘开关13用于设置无线电流互感器所处的位置。本实施例采用的第一拨盘开关12和第二拨盘开关13可以是拔盘上都有0到9共10个数字的拨盘开关。当在无线场所存在的多个无线电流互感器同时工作时，将多个无线电流互感器中的第一拨盘开关12调到不同的频道，从而避免通信混乱和干扰；将多个无线电流互感器中的第二拨盘开关13调到不同的位置，从而便于外部的接收主机端更好的识别。

本实施例中，参见图2，所述取电蓄电供电单元6包括取电电阻7、整流电路8、稳压电路9、蓄电电路10和供电电路11，所述取电线圈16与所述取电电阻7连接，所述取电电阻7与整流电路8连接，所述整流电路8与稳压电路9连接，所述稳压电路9与蓄电电路10连接，所述蓄电电路10与供电电路11连接，所述供电电路11分别与处理器单元1、电流检测单元2、温度检测单元3、无线通信单元4和定位单元5连接，线缆上的高压电流穿过开启式上半圆铁芯14和下半圆铁芯15，取电线圈16和取电电阻7取无线电流互感器二次侧电流，经过整流电路8整流后再通过稳压电路9把电压稳住，最终对蓄电电路10进行蓄电，供电电路11再为处理器单元1、电流检测单元2、温度检测单元3、无线通信单元4和定位单元5供电。

本实施例中，所述温度检测单元3包括温度探头、滤波电路和信号转换电路，所述温度探头与滤波电路连接，所述滤波电路和信号转换电路连接，所述信号转换电路与处理器单元1连接，本实施例的温度探头经过滤波电路、信号转换电路将温度的电压信号接入处理器单元1中进行A/D转换，形成数字信号，处理器单元1驱动无线通信单元4，传输给外部接收主机端。

本实施例中，所述电流检测单元2包括电压运算放大器和整流电路，所述电流线圈17通过电阻与电压运算放大器连接，所述电压运算放大器与整流电路连接，所述整流电路与处理器单元1连接，线缆上的高压电流穿过开启式上半圆铁芯14和下半圆铁芯15，在下铁芯的二次侧由电流线圈17感应出电流，二次电流在电阻上产生微弱电压信号，经电压运算放大器放大，再由运算放大器组成的整流电路，将交流信号整流成直流信号，节省了大量运算时间，进入处理器单元1中进行A/D转换，形成数字信号，处理器单元1驱动无线通信单元4，传输给接收主机端。

本实施例中，所述处理器单元1包括A/D转换电路；所述的处理器单元1采用PIC16LF1934数据处理器作为控制和处理数据的处理器；所述的无线通信单元4采用RF64M无线模块在433M频率进行通信传输，实现处理器单元1、电流检测单元2、温度检测单元3与接收主机端进行实时的数据交换传输和数据处理。

本实施例中，参见图4，所述外壳包括上外壳19和下外壳20，所述上半圆铁芯14设置在上外壳19内且下半圆铁芯15设置在下外壳20内，所述上外壳19和下外壳20通过螺栓连接从而使上半圆铁芯14的两端与下半圆铁芯15的两端相接触，所述电路板18设置在下外壳20内。

本实用新型采用取电蓄电供电单元6从而解决线路电流任何大小都可以启动电流互感器的问题，蓄电电路10进行充电的同时可以经过供电电路11供给电路中各单元使用，当线路中的电流不满足启动各单元工作条件时启用蓄电电路10中的电量工作；采用定位单元5解决多个无线设备在无线系统中定位问题，其中定位单元5的第一拨盘开关12和第二拨盘开关13均卡接在壳体的缺口处，这样用户不需要打开壳体即可方便拨动第一拨盘开关12或第二拨盘开关13从而设置频道和位置，由处理器单元1判别从而通过无线通信单元4发送给接收主机端，当在无线场所存在的多个无线电流互感器同时工作时， 接收主机端可以通过分析频道和位置最终便于接收主机端识别每个无线电流互感器所处的频道和位置，从而避免通信混乱和干扰；采用温度检测单元3检测无线电流互感器内电路板上电路所处的环境温度，有效的通过外部的接收主机端实时监控无线电流互感器所处的位置和频道以及环境温度，可以及时发现温度过高，提前作出处理措施。

本实用新型的保护范围包括但不限于以上实施方式，本实用新型的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种无线电流互感器，其特征在于：包括外壳和设置在外壳内的上半圆铁芯、下半圆铁芯和电路板，所述电路板上设置有处理器单元、电流检测单元、温度检测单元、无线通信单元、定位单元和取电蓄电供电单元，所述上半圆铁芯和下半圆铁芯连接，所述下半圆铁芯的右侧缠绕有电流线圈，所述下半圆铁芯的左侧缠绕有取电线圈，所述电流线圈与电流检测单元连接，所述取电线圈与所述取电蓄电供电单元连接，所述电流检测单元、温度检测单元、无线通信单元和定位单元分别与处理器单元连接，所述取电蓄电供电单元分别与处理器单元、电流检测单元、温度检测单元、无线通信单元和定位单元连接；

所述取电线圈用于取电到取电蓄电供电单元，所述取电蓄电供电单元用于蓄电以及为处理器单元、电流检测单元、温度检测单元、无线通信单元和定位单元供电，所述电流线圈用于检测穿过上半圆铁芯和下半圆铁芯中间的电缆内的电流并将信号传送给电流检测单元，所述电流检测单元用于对信号进行放大和整流并将直流信号发送到处理器单元，所述温度检测单元用于检测电路板四周的温度并将信号处理后发送到处理器单元，所述处理器单元用于将直流信号转换为数字信号并将数字信号通过无线通信单元远程发送给外部的接收主机端，所述定位单元用于设置频道和位置，所述处理器单元用于识别定位单元设置的频道和位置并通过无线通信单元远程发送频道和位置给外部的接收主机端。

2.根据权利要求1所述的无线电流互感器，其特征在于：所述定位单元包括第一拨盘开关和第二拨盘开关，所述第一拨盘开关和第二拨盘开关均与处理器单元连接且第一拨盘开关和第二拨盘开关均设置在电路板上，所述电路板设置在外壳内前侧，所述外壳的前侧表面设有与第一拨盘开关和第二拨盘开关的形状相同的两个缺口，所述第一拨盘开关的顶部卡接在一个缺口上，所述第二拨盘开关的顶部卡在另一个缺口上，所述第一拨盘开关用于设置频道，所述第二拨盘开关用于设置位置。

3.根据权利要求2所述的无线电流互感器，其特征在于：所述取电蓄电供电单元包括取电电阻、整流电路、稳压电路、蓄电电路和供电电路，所述取电线圈与所述取电电阻连接，所述取电电阻与整流电路连接，所述整流电路与稳压电路连接，所述稳压电路与蓄电电路连接，所述蓄电电路与供电电路连接，所述供电电路分别与处理器单元、电流检测单元、温度检测单元、无线通信单元和定位单元连接。

4.根据权利要求3所述的无线电流互感器，其特征在于：所述温度检测单元包括温度探头、滤波电路和信号转换电路，所述温度探头与滤波电路连接，所述滤波电路和信号转换电路连接，所述信号转换电路与处理器单元连接。

5.根据权利要求4所述的无线电流互感器，其特征在于：所述电流检测单元包括电压运算放大器和整流电路，所述电流线圈通过电阻与电压运算放大器连接，所述电压运算放大器与整流电路连接，所述整流电路与处理器单元连接。

6.根据权利要求1所述的无线电流互感器，其特征在于：所述处理器单元包括A/D转换电路。

7.根据权利要求1所述的无线电流互感器，其特征在于：所述外壳包括上外壳和下外壳，所述上半圆铁芯设置在上外壳内且下半圆铁芯设置在下外壳内，所述上外壳和下外壳通过螺栓连接从而使上半圆铁芯的两端与下半圆铁芯的两端相接触，所述电路板设置在下外壳内。