CN217639357U - 一种三相电路局部放电监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种三相电路局部放电监测装置，属于电路故障检测装置技术领域，该装置包括信号采样器、中央处理器、显示装置以及供电装置，信号采样器包括用于采集三相电路电流信号的高频互感器以及差分放大器，差分放大器与高频互感器电连接，用于将电流信号转换为差分信号。中央处理器与信号采样器电联接，中央处理器包括信号接收装置、微处理单元以及信号输出装置，显示装置与中央处理器电联接。供电装置为信号采样器、中央处理器以及显示装置提供电源。该装置可以提高三相电路放电监测的精度，而且自带供电装置，能够适用于各种无供电场所。

Description

一种三相电路局部放电监测装置

技术领域

本实用新型涉及电故障检测装置技术领域，尤其涉及一种三相电路局部放电监测装置。

背景技术

三相电路是由三相电源、三相负载和三相传输线路组成的电路。这种电路最基本的结构特点是具有一组或多组电源，每组电源由三个振幅相等、频率相同、彼此间相位差一样的正弦电源构成，且电源和负载采用特定的连接方式。三相电路在发电、输电、配电以及大功率用电设备等电力系统中应用广泛。

三相电路在运行过程中，由于受到各种原因(电场力和电流的效应、制造工艺缺陷、施工损伤以及进水、气体腐蚀、外力破坏等)影响导致其电力电缆的绝缘能力下降，引起没有贯通主绝缘层或电缆接头外绝缘处局部放电。局部放电会进一步恶化该电力电缆的绝缘能力，极易发展成为击穿从而影响到电力电缆的正常使用。因此需要对三相电路的电缆做局部放电情况检测。现有的局部放电检测装置通常是连接市电，这会导致检测装置使用不方便；而且现有检测装置在做局部放电测试过程中不能对放电进行高精度监测，部分电流信号容易受到干扰或湮没在噪声中而导致检测结果不准确。

实用新型内容

为克服相关技术中存在的问题，本实用新型的目的是提供一种三相电路局部放电监测装置，该装置可以提高三相电路放电监测的精度，而且自带供电装置，能够适用于各种无供电场所。

一种三相电路局部放电监测装置，包括：

信号采样器，所述信号采样器包括用于采集三相电路电流信号的高频互感器以及差分放大器，所述差分放大器与所述高频互感器电连接，用于将电流信号转换为差分信号；

中央处理器，所述中央处理器与所述信号采样器电联接，所述中央处理器包括信号接收装置、微处理单元以及信号输出装置；所述信号接收装置与所述差分放大器电联接；

显示装置，所述显示装置与所述中央处理器电联接；

供电装置，所述供电装置为所述信号采样器、中央处理器以及所述显示装置提供电源。

在本实用新型较佳的技术方案中，所述差分放大器包括依次连接的隔离取样模块、差分放大模块以及三极管模块，所述隔离取样模块与所述高频互感器电联接，所述三极管模块与所述信号接收装置电联接。

在本实用新型较佳的技术方案中，所述隔离取样模块包括相互连接的全波整流电路与分压滤波电路，所述全波整流电路与所述高频互感器电联接，所述分压滤波电路与所述差分放大模块电联接。

在本实用新型较佳的技术方案中，所述供电装置包括第一电路与第二电路，所述第一电路与所述第二电路均能够为所述信号采样器、中央处理器以及所述显示装置提供电源；

所述第一电路运行为所述信号采样器、中央处理器以及所述显示装置供电的同时为所述第二电路充电；当所述第一电路出现故障时，所述第二电路释放自身储存的电能为所述信号采样器、中央处理器以及所述显示装置供电。

在本实用新型较佳的技术方案中，所述第一电路包括依次串联第一保险电路、AC-DC电路以及第一蓄电池，所述第一蓄电池能够用于连接市电，所述第一蓄电池的输出端连接第一供电模块，所述第一供电模块与所述信号采样器、中央处理器以及所述显示装置电联接；

所述第二电路包括依次串联的保险丝、直流稳压电路、限流电阻以及第二蓄电池，所述保险丝的输入端与第一供电模块电联接，所述第二蓄电池的输出端连接第二供电模块，所述第二供电模块与所述信号采样器、中央处理器以及所述显示装置电联接。

在本实用新型较佳的技术方案中，所述第一电路上还连接有故障检测电路。

在本实用新型较佳的技术方案中，所述微处理单元包括ADC芯片，所述ADC芯片可以将电流信号转换为数字信号。

在本实用新型较佳的技术方案中，还包括通讯模块；

所述通讯模块与所述微处理单元电连接，用于将探测到的数据发送到远程终端，以便进行远程监控。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的一种三相电路局部放电监测装置，该装置包括信号采样器、中央处理器、显示装置以及供电装置，信号采样器包括用于采集三相电路电流信号的高频互感器以及差分放大器。在使用过程中高频互感器可以检测三相电路中高频率的脉冲电流信号，因此可以用于判断三相电路是否因为故障而出现拉弧的状况。而差分放大器则将高频互感器采集的单端电流信号转换为差分信号，差分信号抗干扰能力强，而且差分放大器可以按照需要放大倍数，因此微处理单元可以精确处理采集到的电流信息，得到准确的电流信号，这能够提高三相电路故障监测的精度。并且本申请所要保护的装置能够通过自带的供电装置运行，无需依赖市电，提高了该装置的适用范围。

附图说明

图1是本实用新型提供的三相电路局部放电监测装置的结构示意图；

图2是本实用新型提供的差分放大器的结构示意图；

图3是本实用新型提供的供电装置的结构示意图。

附图标记：

11、全波整流电路；12、与分压滤波电路；100、信号采样器；110、高频互感器电连接；120、差分放大器；200、中央处理器；210、信号接收装置；220、微处理单元；230、信号输出装置；300、通讯模块；400、显示装置；500、供电装置；510、第一电路；520、第二电路；1201、隔离取样模块；1202、差分放大模块；1203、三极管模块；5101、第一保险电路；5102、AC-DC电路；5103、第一蓄电池；5104、第一供电模块；5201、保险丝；5202、直流稳压电路；5203、第二蓄电池；5204、第二供电模块。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本实用新型的优选实施方式。虽然附图中显示了本实用新型的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本实用新型更加透彻和完整，并且能够将本实用新型的范围完整地传达给本领域的技术人员。

在本实用新型使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。在本实用新型和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本实用新型可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本实用新型范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

如图1-图3所示，一种三相电路局部放电监测装置，包括信号采样器100、中央处理器200、显示装置400以及供电装置500。

所述信号采样器100包括用于采集三相电路电流信号的高频互感器以及差分放大器120，所述差分放大器120与所述高频互感器电连接110，用于将电流信号转换为差分信号；

所述中央处理器200与所述信号采样器100电联接，所述中央处理器200包括信号接收装置210、微处理单元220以及信号输出装置230；所述信号接收装置210与所述差分放大器120电联接；

所述显示装置400与所述中央处理器200电联接；

所述供电装置500为所述信号采样器100、中央处理器200以及所述显示装置400提供电源。

更具体地，在实际的应用中，可以设置三个高频互感器用于分别检测三相电路的三条火线是否发生故障。所述微处理单元220包括ADC芯片，所述ADC芯片可以将电流信号转换为数字信号。所述微处理单元220为MCU处理器，能够用于对接收的电流信号进行处理，并把处理后的电流信号通过显示装置400显示出来。所述显示装置400可以是LED或LCD屏。该装置的监测过程为：采用无磁芯互感器作为所述高频互感器监测三相电路放电是否出现故障。所述高频互感器采集三相电路的电流信号，并把电流信号传输到所述差分放大器120，所述差分放大器120对电流信号进行放大处理，并转换成差分信号后传输给信号接收装置210，所述信号接收装置210将差分信号传输给微处理单元220，所述微处理单元220将差分信号处理后转换为数字信号，并把数字信号通过所述信号输出装置230输出到所述显示装置400，所述显示装置400显示数字信号的PRPD谱图、时域波形、脉冲频谱等分析图像，以便工作人员判断三相电路是否出现故障。

上述的一种三相电路局部放电监测装置，该装置包括信号采样器100、中央处理器200、显示装置400以及供电装置500，信号采样器100包括用于采集三相电路电流信号的高频互感器以及差分放大器120。在使用过程中高频互感器可以检测三相电路中高频率的脉冲电流信号，因此可以用于判断三相电路是否因为故障而出现拉弧的状况。而差分放大器120则将高频互感器采集的单端电流信号转换为差分信号，差分信号抗干扰能力强，而且差分放大器120可以按照需要放大倍数，因此微处理单元220可以精确处理采集到的电流信息，得到准确的电流信号，这能够提高三相电路故障监测的精度。并且本申请所要保护的装置能够通过自带的供电装置500运行，无需依赖市电，提高了该装置的适用范围。

在一种更具体的实施方式中，所述差分放大器120包括依次连接的隔离取样模块1201、差分放大模块1202以及三极管模块1203，所述隔离取样模块1201与所述高频互感器电联接，所述三极管模块1203与所述信号接收装置210电联接。更具体地，所述隔离取样模块1201包括相互连接的全波整流电路11与分压滤波电路12，所述全波整流电路11与所述高频互感器电联接，所述分压滤波电路与所述差分放大模块1202电联接。

所述全波整流电路11和所述分压滤波电路减小采集的电流信号的波动，提高三相电路监测结果的准确性。

进一步地，所述供电装置500包括第一电路510与第二电路520，所述第一电路510与所述第二电路520均能够为所述信号采样器100、中央处理器200以及所述显示装置400提供电源；

所述第一电路510运行为所述信号采样器100、中央处理器200以及所述显示装置400供电的同时为所述第二电路520充电；当所述第一电路510出现故障时，所述第二电路520释放自身储存的电能为所述信号采样器100、中央处理器200以及所述显示装置400供电。

更具体地，所述第一电路510包括依次串联第一保险电路5101、AC-DC电路5102以及第一蓄电池5103，所述第一蓄电池5103能够用于连接市电，所述第一蓄电池5103的输出端连接第一供电模块5104，所述第一供电模块5104与所述信号采样器100、中央处理器200以及所述显示装置400电联接；所述第一电路510上还连接有故障检测电路。所述故障检测电路与所述第一供电模块5104电连接，用于检测所述第一电路510能否为各种设备正常供电。

所述第二电路520包括依次串联的保险丝5201、直流稳压电路5202、限流电阻以及第二蓄电池5203，所述保险丝5201的输入端与第一供电模块5104电联接，所述第二蓄电池5203的输出端连接第二供电模块5204，所述第二供电模块5204与所述信号采样器100、中央处理器200以及所述显示装置400电联接。

本实用新型所要保护的供电装置500包括两个供电电路，两个电路可以切换使用，所述第一电路510可以连接市电，通过市电给第一蓄电池5103供电，而所述第一蓄电池5103给装置中的各个设备供电，所述第一蓄电池5103还可以给第二蓄电池5203充电，这保证了所述第二蓄电池5203的电量充足，以保证在所述第一电路510出现故障时所述第二电路520可以保证设备能正常使用。

在一种更具体的实施方式中，还包括通讯模块300；

所述通讯模块300与所述微处理单元220电连接，用于将探测到的数据发送到远程终端，以便进行远程监控。所述通讯模块300为WIFI模块，WIFI模块使得本装置能够联网，实现联网监控三相电路。

上文中已经参考附图详细描述了本申请的方案。在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。本领域技术人员也应该知悉，说明书中所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。另外，可以理解，本申请实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减，本申请实施例装置中的模块可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的系统和方法的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标记的功能也可以以不同于附图中所标记的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

以上已经描述了本申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (8)

1.一种三相电路局部放电监测装置，其特征在于，包括：

信号采样器(100)，所述信号采样器(100)包括用于采集三相电路电流信号的高频互感器以及差分放大器(120)，所述差分放大器(120)与所述高频互感器电连接(110)，用于将电流信号转换为差分信号；

中央处理器(200)，所述中央处理器(200)与所述信号采样器(100)电联接，所述中央处理器(200)包括信号接收装置(210)、微处理单元(220)以及信号输出装置(230)；所述信号接收装置(210)与所述差分放大器(120)电联接；

显示装置(400)，所述显示装置(400)与所述中央处理器(200)电联接；

供电装置(500)，所述供电装置(500)为所述信号采样器(100)、中央处理器(200)以及所述显示装置(400)提供电源。

2.根据权利要求1所述的三相电路局部放电监测装置，其特征在于：

所述差分放大器(120)包括依次连接的隔离取样模块(1201)、差分放大模块(1202)以及三极管模块(1203)，所述隔离取样模块(1201)与所述高频互感器电联接，所述三极管模块(1203)与所述信号接收装置(210)电联接。

3.根据权利要求2所述的三相电路局部放电监测装置，其特征在于：

所述隔离取样模块(1201)包括相互连接的全波整流电路(11)与分压滤波电路(12)，所述全波整流电路(11)与所述高频互感器电联接，所述分压滤波电路与所述差分放大模块(1202)电联接。

4.根据权利要求1-3任一项所述的三相电路局部放电监测装置，其特征在于：

所述供电装置(500)包括第一电路(510)与第二电路(520)，所述第一电路(510)与所述第二电路(520)均能够为所述信号采样器(100)、中央处理器(200)以及所述显示装置(400)提供电源；

所述第一电路(510)运行为所述信号采样器(100)、中央处理器(200)以及所述显示装置(400)供电的同时为所述第二电路(520)充电；当所述第一电路(510)出现故障时，所述第二电路(520)释放自身储存的电能为所述信号采样器(100)、中央处理器(200)以及所述显示装置(400)供电。

5.根据权利要求4所述的三相电路局部放电监测装置，其特征在于：

所述第一电路(510)包括依次串联第一保险电路(5101)、AC-DC电路(5102)以及第一蓄电池(5103)，所述第一蓄电池(5103)能够用于连接市电，所述第一蓄电池(5103)的输出端连接第一供电模块(5104)，所述第一供电模块(5104)与所述信号采样器(100)、中央处理器(200)以及所述显示装置(400)电联接；

所述第二电路(520)包括依次串联的保险丝(5201)、直流稳压电路(5202)、限流电阻以及第二蓄电池(5203)，所述保险丝(5201)的输入端与第一供电模块(5104)电联接，所述第二蓄电池(5203)的输出端连接第二供电模块(5204)，所述第二供电模块(5204)与所述信号采样器(100)、中央处理器(200)以及所述显示装置(400)电联接。

6.根据权利要求5所述的三相电路局部放电监测装置，其特征在于：

所述第一电路(510)上还连接有故障检测电路。

7.根据权利要求1-3任一项所述的三相电路局部放电监测装置，其特征在于：

所述微处理单元(220)包括ADC芯片，所述ADC芯片可以将电流信号转换为数字信号。

8.根据权利要求1-3任一项所述的三相电路局部放电监测装置，其特征在于：

还包括通讯模块(300)；

所述通讯模块(300)与所述微处理单元(220)电连接，用于将探测到的数据发送到远程终端，以便进行远程监控。

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