CN105699847A - 非接触式信号采集装置 - Google Patents

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赵志宏
丁孟炜
卫乾虎
李小明
张文娜
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Yuncheng Power Supply Co of State Grid Shanxi Electric Power Co Ltd
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State Grid Corp of China SGCC
Yuncheng Power Supply Co of State Grid Shanxi Electric Power Co Ltd
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    • G01R31/081—Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors
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    • G—PHYSICS
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    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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Abstract

本发明非接触式信号采集装置，属于信号采集装置的技术领域；解决的技术问题为：提供一种频率响应能力高、抗干扰能力强，且便于安装的非接触式传感器；采用的技术方案为：非接触式信号采集装置，包括壳体和采集模块，所述壳体上设置有电压信号输出接头和电流信号输出接头，所述壳体内设置有电场传感器和磁场传感器，所述电场传感器包括电极板、信号放大器和电压信号输出端子A1，所述磁场传感器包括磁芯、线圈、放大电路和电流信号输出端子A2；适用于电力***。

Description

非接触式信号采集装置
技术领域
本发明非接触式信号采集装置，属于信号采集装置的技术领域。
背景技术
随着智能电网的迅速发展，高压输电线路在电网中所占的地位越来越重要。其运行的可靠性影响着整个电力***的供电可靠性，而输电线路工作环境又极为恶劣，暴露于风雨，穿行于山野，是电力***中发生故障最多的地方，而且极难查找，现如今，输电线路高精度故障定位技术主要采用安装在变电站内电压电流传感器采集方式进行故障定位，由于变电站内PT、CT主要用于计量线路的电压电流数值而设置，而对于频率响应宽度并没有很高要求，因此对于含有大量高次谐波分量的故障行波会产生一定的畸变，对于计算故障波头会产生影响，传统的电压电流传感器都采用中心穿过导线，也就是传感器必须围绕在被测导线的外侧，一旦传感器发生故障还会影响到高压导线绝缘，易造成线路故障。
发明内容
本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种频率响应能力高、抗干扰能力强，且便于安装的非接触式传感器。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：非接触式信号采集装置，包括壳体和采集模块，所述壳体上设置有电压信号输出接头和电流信号输出接头，所述壳体内设置有电场传感器和磁场传感器，所述电场传感器包括电极板和电压信号输出端子A1，所述电极板和电压信号输出端子A1相连，所述电压信号输出端子A1通过电压信号输出接头与采集模块相连；所述磁场传感器包括磁芯、线圈、放大电路和电流信号输出端子A2，所述线圈套设在磁芯外部，所述线圈和电流信号输出端子A2均与放大电路相连，所述电流信号输出端子A2通过电流信号输出接头与采集模块相连。
所述信号采集装置与被测带电体不相接触。
所述电场传感器采用平板结构。
所述磁场传感器用于检测被测带电体中流过的电流。
所述电场传感器用于检测被测带电体上产生的电压。
所述电场传感器检测带电体电压的范围为0~35万伏。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
1、本发明非接触式信号采集装置，包括壳体和采集模块，所述壳体上设置有电压信号输出接头和电流信号输出接头，所述壳体内设置有电场传感器和磁场传感器，所述电场传感器包括电极板、信号放大器和电压信号输出端子A1，所述磁场传感器包括磁芯、线圈、放大电路和电流信号输出端子A2；该信号采集装置具有10MHz以上的频率响应能力，对于暂态信号及对干扰信号具有较高处理能力，非接触式采集装置不会因设备原因造成线路故障，并且非接触式采集装置不依赖变电站，能安装在线路（铁塔）的任何位置，适用性强，很好解决了复杂线路及变电站内安装困难的问题，具有适应性强易于工程应用的优点，该非接触式采集信号装置对于工频波和高频波具有非常良好的响应特性，通过高性能电缆将信号传输到检测装置，正确地记录信号波形。
2、本发明中的电场传感器采用平板结构，通过独特的平板结构检出线路的电压信号，大大提高了线路安全性。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明；
图1为本发明的结构示意图；
图中：1为壳体，2为采集模块，3为电压信号输出接头，4为电流信号输出接头，5为电场传感器，6为磁场传感器，7为电极板，8为磁芯，9为线圈，10为放大电路。
具体实施方式
如图1所示，非接触式信号采集装置，包括壳体1和采集模块2，所述壳体1上设置有电压信号输出接头3和电流信号输出接头4，所述壳体1内设置有电场传感器5和磁场传感器6，所述电场传感器5包括电极板7和电压信号输出端子A1，所述电极板7和电压信号输出端子A1相连，所述电压信号输出端子A1通过电压信号输出接头3与采集模块2相连；所述磁场传感器6包括磁芯8、线圈9、放大电路10和电流信号输出端子A2，所述线圈9套设在磁芯8外部，所述线圈9和电流信号输出端子A2均与放大电路10相连，所述电流信号输出端子A2通过电流信号输出接头4与采集模块2相连。
该非接触式采集信号装置具有10MHz以上的频率响应能力，能完好真实地记录故障电压电流信号的波形，对于故障点位置标定和今后的故障产生原因分析都将提供准确可靠的依据，对于暂态信号及对干扰信号具有较高处理能力，非接触式采集信号装置不会因设备原因造成线路故障，并且非接触式采集信号装置不依赖变电站，能安装在线路的任何位置，适用性强，很好解决了复杂线路及变电站内安装困难的问题，具有适应性强且易于工程应用的优点，该非接触式采集信号装置对于工频波和高频波具有非常良好的响应特性，通过高性能电缆将信号传输到检测装置，正确地记录信号波形。
非接触式采集信号装置是以电磁场感应原理，由于故障定位精度主要取决于故障电压电流信号的波形采集，而对于信号的数值精度并没有很高要求，所以非接触式采集信号装置能充分发挥其安全的优势，还能如实感应记录故障波形，对于相间短路，单相接地短路，雷击等各类事故均有效。
所述信号采集装置与被测带电体不相接触，所述电场传感器5采用平板结构，通过独特的平板结构检出线路的电压信号，大大提高了线路安全性，所述电场传感器5用于检测被测带电体上产生的电压，所述电场传感器5检测带电体电压的范围为0~35万伏，所述磁场传感器6用于检测被测带电体中流过的电流。
本发明非接触式信号采集装置，通过采集模块及壳体内设有的电场传感器和磁场传感器，使该信号采集装置具有10MHz以上的频率响应能力，对于暂态信号及对干扰信号具有较高处理能力，并且非接触式采集装置不依赖变电站，能安装在线路（铁塔）的任何位置，适用性强，具有突出的实质性特点和显著的进步，上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (6)

1.非接触式信号采集装置，包括壳体（1）和采集模块（2），其特征在于：所述壳体（1）上设置有电压信号输出接头（3）和电流信号输出接头（4），所述壳体（1）内设置有电场传感器（5）和磁场传感器（6），所述电场传感器（5）包括电极板（7）和电压信号输出端子A1，所述电极板（7）和电压信号输出端子A1相连，所述电压信号输出端子A1通过电压信号输出接头（3）与采集模块（2）相连；所述磁场传感器（6）包括磁芯（8）、线圈（9）、放大电路（10）和电流信号输出端子A2，所述线圈（9）套设在磁芯（8）外部，所述线圈（9）和电流信号输出端子A2均与放大电路（10）相连，所述电流信号输出端子A2通过电流信号输出接头（4）与采集模块（2）相连。
2.根据权利要求1所述的非接触式信号采集装置，其特征在于：所述信号采集装置与被测带电体不相接触。
3.根据权利要求1所述的非接触式信号采集装置，其特征在于：所述电场传感器（5）采用平板结构。
4.根据权利要求1所述的非接触式信号采集装置，其特征在于：所述磁场传感器（6）用于检测被测带电体中流过的电流。
5.根据权利要求1所述的非接触式信号采集装置，其特征在于：所述电场传感器（5）用于检测被测带电体上产生的电压。
6.根据权利要求1所述的非接触式信号采集装置，其特征在于：所述电场传感器（5）检测带电体电压的范围为0~35万伏。
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