CN213986799U - 一种组合互感器监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及互感器监测技术领域，具体涉及一种组合互感器监测装置，包括外壳，外壳外部设置有漏电电流互感器，外壳内部设置有放大模块、振动传感器、温度测量模块、微处理器、无线通信模块、信号调理模块、扩展模数转换模块、充电电池；漏电电流互感器与放大模块连接；放大模块、振动传感器、温度测量模块、无线通信模块、充电电池分别与微处理器连接；信号调理模块、扩展模数转换模块、微处理器依次连接；外壳上设置有充电口；外壳的一个侧面作为监测面；监测面上设置金属层，温度测量模块与金属层连接；振动传感器固定在监测面上；监测面安装在组合互感器外壳底部。采用本实用新型可同时监测组合式互感器的漏电电流、温度、振动信号。

Description

一种组合互感器监测装置

技术领域

本实用新型涉及互感器监测技术领域，具体涉及一种组合互感器监测装置。

背景技术

组合式互感器运行过程中存在一些绝缘异常的监测盲区，比如内部绝缘缺陷放电，谐振性放电，铁芯及放电导致高温，匝间短路温升，连接螺栓松动导致的异响，在运行过程中热稳定性偏差导致的相位差不稳定，油浸式的互感器绝缘不良还可能产生气泡等，采用现有的负控终端的二次回路数据很难直接反映出组合式互感器的绝缘问题。由于组合互感器部分运行在户外，如果需要获得绝缘状态，一般采用红外测温，或红外热成像技术进行。这些检测手段效率不高，需要人工携带装置前往，因而不具备实时监测能力，且红外测温并不能有效的发现早期绝缘缺陷。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种组合互感器监测装置，具体技术方案如下：

一种组合互感器监测装置，包括外壳，所述外壳外部设置有漏电电流互感器，所述外壳内部设置有放大模块、振动传感器、温度测量模块、微处理器、无线通信模块、信号调理模块、扩展模数转换模块、充电电池；所述漏电电流互感器与放大模块连接；所述放大模块、振动传感器、温度测量模块、无线通信模块、充电电池分别与微处理器连接；所述信号调理模块、扩展模数转换模块、微处理器依次连接；所述外壳上设置有充电口；所述外壳的一个侧面作为监测面；所述监测面上设置金属层，所述温度测量模块与金属层连接；所述振动传感器固定在监测面上；所述监测面安装在组合互感器外壳底部；

所述漏电电流互感器用于采集组合互感器的漏电电流信号，并将采集的漏电电流信号传输至放大模块；所述放大模块用于对采集的漏电电流信号进行信号放大，并将放大后的漏电电流信号传输至微处理器；所述温度测量模块用于采集组合互感器的温度信号，并将采集的温度信号传输至微处理器；所述振动传感器用于采集组合互感器的振动信号，并将采集的振动信号传输至微处理器；所述微处理器用于对采集的漏电电流信号、温度信号、振动信号进行处理，并将处理后的信号通过无线通信模块传输至上位机；所述信号调理模块与外部信号连接，用于对外部信号进行信号处理，并将处理后的信号传输至扩展模数转换模块；所述扩展模数转换模块用于对处理后的外部信号进行模数转换，并将转换后的信号传输至微处理器进行处理。

优选地，所述漏电电流互感器采用宽频开合式电流互感器，匝数比为100：1-2000：1。

优选地，所述放大模块包括AD620模块。

优选地，所述振动传感器采用数字MEMS传感器。

优选地，所述温度测量模块包括数字式温度传感器。

优选地，所述无线通信模块为LORA模块、ZIGBEE模块、蓝牙模块、4G/5G模块中的一种。

优选地，所述外壳内部设置有一层吸湿剂，用于吸收水分。

优选地，所述外壳内部且在监测面上设置有磁铁，便于监测面安装贴附在组合互感器外壳底部。

优选地，所述外壳采用ABS材料制成的长方体外壳。

优选地，所述外壳外部设置有太阳能光伏板，所述太阳能光伏板与充电电池连接，用于将太阳能转换为电能并为充电电池充电。

本实用新型的有益效果为：采用本实用新型可同时监测组合式互感器的漏电电流、温度、振动信号，并根据采集的信号判断组合式互感器的情况，泄漏电流直接反映绝缘异常，温度一定程度反映内部介质老化和高温不良等，振动反映柱上连接件或间歇性放电现象，本实用新型不需将各传感器的数据分别有线传输到控制室的采集中心，而是采用本地采集和计算的方式，然后将计算结果输出数字信号发送至上位机，以提高抗干扰能力。本实用新型设置扩展模数转换模块，可连接采集其他参量的传感器采集相应的信号，外壳上设置相应的传感器接口，如此可实现可靠的信息扩展。

附图说明

图1为本实用新型的原理示意图。

具体实施方式

为了更好的理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，一种组合互感器监测装置，包括外壳，外壳外部设置有漏电电流互感器，外壳内部设置有放大模块、振动传感器、温度测量模块、微处理器、无线通信模块、信号调理模块、扩展模数转换模块、充电电池；漏电电流互感器与放大模块连接；放大模块、振动传感器、温度测量模块、无线通信模块、充电电池分别与微处理器连接；信号调理模块、扩展模数转换模块、微处理器依次连接；外壳上设置有充电口；外壳的一个侧面作为监测面；监测面上设置金属层，温度测量模块与金属层连接；振动传感器固定在监测面上；监测面安装在组合互感器外壳底部。漏电电流互感器用于采集组合互感器的漏电电流信号，并将采集的漏电电流信号传输至放大模块；放大模块用于对采集的漏电电流信号进行信号放大，并将放大后的漏电电流信号传输至微处理器；温度测量模块用于采集组合互感器的温度信号，并将采集的温度信号传输至微处理器；振动传感器用于采集组合互感器的振动信号，并将采集的振动信号传输至微处理器；微处理器用于对采集的漏电电流信号、温度信号、振动信号进行处理，并将处理后的信号通过无线通信模块传输至上位机；信号调理模块与外部信号连接，用于对外部信号进行信号处理，并将处理后的信号传输至扩展模数转换模块；扩展模数转换模块用于对处理后的外部信号进行模数转换，并将转换后的信号传输至微处理器进行处理。

漏电电流互感器采用宽频开合式电流互感器，匝数比为500：1，内环直径为10CM。放大模块包括AD620模块。微处理器包含模数转换器，可采用STM32 F103系列低功耗32位处理器，无线通信模块采用433M LORA模块。漏电电流互感器直接卡接在外壳的接地引线上，当组合式互感器发生绝缘故障时，该漏电电流互感器输出端的脉冲电压会触发后续放大模块提供较大幅度的信号，送入微处理器内部的ADC模数转换器进行检测。

温度测量模块包括数字式温度传感器，具体可选择数字传感器DS18B20，为了增加探测面，在监测面设计金属层作为DS18B20的感温前端材料，可为温度传感器灵敏的实现温度探测提供辅助作用。其中金属层与外壳的监测面为平行接触安装，金属层与温度传感器的探测面接触。

当需要参考外部噪声，以便精确的对振动、温度或来自漏电电流互感器的信号进一步判断是否为放电信号时，可以通过外部传感器接入信号调理模块，然后通过三路扩展模数转换模块进行采样，送入微处理器分析。信号调理模块可选择三路AD620模块。

振动传感器采用数字MEMS传感器，具体可选择数字式MPU6250传感器，内置的MEMS振动传感器可精确灵敏的提供振动及加速度信号，该模块可与微处理器的I2C总线直接相连，并且具备功耗低的特点。

本实用新型的工作原理为：漏电电流互感器采集组合互感器的漏电电流信号，并将采集的漏电电流信号传输至放大模块；放大模块对采集的漏电电流信号进行信号放大，并将放大后的漏电电流信号传输至微处理器，利用微处理器内部的模数转换器实现漏电电流采集；温度测量模块采集组合互感器的温度信号，并将采集的温度信号传输至微处理器；振动传感器采集组合互感器的振动信号，并将采集的振动信号传输至微处理器；微处理器对采集的漏电电流信号、温度信号、振动信号进行处理，并将处理后的信号通过无线通信模块传输至上位机。泄漏电流直接反映绝缘异常，温度一定程度反映内部介质老化和高温不良等，振动反映柱上连接件或间歇性放电现象，微处理器根据计算得到的漏电电流信号、温度信号、振动信号与预设值进行比较，最终判定组合式互感器的健康状态。

当需要参考外部噪声，以便精确的对振动、温度或来自漏电电流互感器的信号进一步判断是否为放电信号时，信号调理模块连接外部的漏电电流互感器、温度传感器、振动传感器等采集的传感信号以及对外部传感信号进行信号放大处理，并将放大处理后的信号传输至扩展模数转换模块；扩展模数转换模块对处理后的外部信号进行模数转换，并将转换后的信号传输至微处理器进行处理，微处理器将本实用新型采集的漏电电流信号、温度信号、振动信号分别与外部传感器采集的漏电电流信号、温度信号、振动信号进行对比，以判断是否是组合式互感器的漏电电流信号、温度信号、振动信号，若是则进行下一步计算处理，若不是则不进行计算处理。若是采集的组合式互感器的漏电电流信号、温度信号、振动信号超过设定阈值，则发出对应报警信号给相关人员，具体可选择声光报警、短信报警等。

外壳内部设置有一层吸湿剂，用于吸收水分。吸湿剂可选择硅胶，可用于潮气隔离，保持壳体内部电路的干燥。

为了方便安装，外壳内部且在监测面上设置有磁铁，便于监测面安装贴附在组合互感器外壳底部。外壳采用ABS材料制成的长方体外壳，具备抗电气脉冲、抗老化的特点，外壳内部四周或拐角设计了加固纤维，提升了外壳的抗机械冲击能力。

外壳外部设置有太阳能光伏板，太阳能光伏板与充电电池连接，用于将太阳能转换为电能并为充电电池充电，如此提高了本实用新型户外运行的时间。

本实用新型考虑了监测参数和户外运行的可靠性，针对封装的壳体考虑了绝缘性以提升安装、维护人员的安全性，防止金属壳体可能引入的高电压威胁人身安全。另外，还可在壳体内部采取支撑部件，加固壳体结构，具备抗拉伸、抗挤压性能。硅胶具备吸湿功能，可进一步提升户外可靠运行的能力。

本实用新型不局限于以上所述的具体实施方式，以上所述仅为本实用新型的较佳实施案例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种组合互感器监测装置，其特征在于：包括外壳，所述外壳外部设置有漏电电流互感器，所述外壳内部设置有放大模块、振动传感器、温度测量模块、微处理器、无线通信模块、信号调理模块、扩展模数转换模块、充电电池；所述漏电电流互感器与放大模块连接；所述放大模块、振动传感器、温度测量模块、无线通信模块、充电电池分别与微处理器连接；所述信号调理模块、扩展模数转换模块、微处理器依次连接；所述外壳上设置有充电口；所述外壳的一个侧面作为监测面；所述监测面上设置金属层，所述温度测量模块与金属层连接；所述振动传感器固定在监测面上；所述监测面安装在组合互感器外壳底部；

所述漏电电流互感器用于采集组合互感器的漏电电流信号，并将采集的漏电电流信号传输至放大模块；所述放大模块用于对采集的漏电电流信号进行信号放大，并将放大后的漏电电流信号传输至微处理器；所述温度测量模块用于采集组合互感器的温度信号，并将采集的温度信号传输至微处理器；所述振动传感器用于采集组合互感器的振动信号，并将采集的振动信号传输至微处理器；所述微处理器用于对采集的漏电电流信号、温度信号、振动信号进行处理，并将处理后的信号通过无线通信模块传输至上位机；所述信号调理模块与外部信号连接，用于对外部信号进行信号处理，并将处理后的信号传输至扩展模数转换模块；所述扩展模数转换模块用于对处理后的外部信号进行模数转换，并将转换后的信号传输至微处理器进行处理。

2.根据权利要求1所述的一种组合互感器监测装置，其特征在于：所述漏电电流互感器采用宽频开合式电流互感器，匝数比为100：1-2000：1。

3.根据权利要求1所述的一种组合互感器监测装置，其特征在于：所述放大模块包括AD620模块。

4.根据权利要求1所述的一种组合互感器监测装置，其特征在于：所述振动传感器采用数字MEMS传感器。

5.根据权利要求1所述的一种组合互感器监测装置，其特征在于：所述温度测量模块包括数字式温度传感器。

6.根据权利要求1所述的一种组合互感器监测装置，其特征在于：所述无线通信模块为LORA模块、ZIGBEE模块、蓝牙模块、4G/5G模块中的一种。

7.根据权利要求1所述的一种组合互感器监测装置，其特征在于：所述外壳内部设置有一层吸湿剂，用于吸收水分。

8.根据权利要求1所述的一种组合互感器监测装置，其特征在于：所述外壳内部且在监测面上设置有磁铁，便于监测面安装贴附在组合互感器外壳底部。

9.根据权利要求1所述的一种组合互感器监测装置，其特征在于：所述外壳采用ABS材料制成的长方体外壳。

10.根据权利要求1所述的一种组合互感器监测装置，其特征在于：所述外壳外部设置有太阳能光伏板，所述太阳能光伏板与充电电池连接，用于将太阳能转换为电能并为充电电池充电。

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