CN209086324U - 一种便携式高压试验开口式直流微安表 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及高压多节避雷器设备的直流试验技术领域，特别提供了一种便携式高压试验开口式直流微安表，包括直流测量传感器和测量手持设备，直流测量传感器包括传感器壳体、电池A和顺次连接的开口霍尔互感器、信号放大模块、中央处理器A、电压转换模块、信号输出端子；测量手持设备包括手持设备壳体和信号输入端子、外部信号输入PCB端子、信号采集与调理模块、中央处理器B、液晶显示屏、数据存储模块、电池B，本新型在不拆除避雷器一次线的情况下，可准确的测量出试品被施加的直流电流值，使微安直流电流测量精度大大提升，解决了220kV及以上避雷器长期无法在一次线不拆除的情况下进行直流参考试验的技术难题。
Description
技术领域
本实用新型涉及高压多节避雷器设备的直流试验技术领域，特别提供了一种便携式高压试验开口式直流微安表，实现在避雷器不拆除一次线的情况下，完成整个直流试验项目。本专利基于开口霍尔互感器的传感器，满足避雷器直流参考试验的参数要求，同时结合直流电流的测量技术，实现高压场合下微安级的直流电流准确的测量，并通过液晶显示屏将数据结果显示出来。
背景技术
目前，避雷器的直流参考电压试验是评估避雷器本体运行状态的最有效手段之一，因此变电站运行的避雷器都需要进行此项例行试验。66kV避雷器属于单节避雷器结构，在例行直流参考电压试验中可以不拆一次线而直接进行，通过下部的直流电流表即可获得相关的直流测量参数，节省了大量的人工，试验效率较高。但是由于220kV避雷器是两节结构，如果要不拆线进行直流参考电压试验，则必须能够准确测量避雷器一次电缆中流过的施加的直流电流值，然而由于其位置较高，安全距离短，能够测量微安级的直流电流传感器精度较低等原因，导致多年来一直无法测量直流电流值，此问题作为开展220kV避雷器不拆线做直流参考试验的一个最大瓶颈。随着200kV避雷器的数量日益增多，在试验过程中拆装一次线耗费了大量的人力物力，试验效率极低。如果实现不拆除一次线进行直流试验，首先是解决高空、高压场合下，直流微安级电流的精确测量。本专利为了解决这一难题而研制了便携式高压试验开口式直流微安表。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种便携式高压试验开口式直流微安表，在不拆除避雷器一次线的情况下，可准确的测量出试品被施加的直流电流值，通过对铁磁材料和信号处理方面的研究，使微安直流电流测量精度大大提升，解决了220kV及以上避雷器长期无法在一次线不拆除的情况下进行直流参考试验的技术难题。
本实用新型是这样实现的，一种便携式高压试验开口式直流微安表，包括直流测量传感器和测量手持设备，直流测量传感器包括传感器壳体、电池A和顺次连接的开口霍尔互感器、信号放大模块、中央处理器A、电压转换模块、信号输出端子，开口霍尔互感器固定在传感器壳体上端，电池A与直流测量传感器的各个用电模块连接；
测量手持设备包括手持设备壳体和手持设备壳体内部的信号输入端子、外部信号输入PCB端子、信号采集与调理模块、中央处理器B、液晶显示屏、数据存储模块、电池B，信号输入端子与外部信号输入PCB端子连接，外部信号输入PCB端子连接信号采集与调理模块，信号采集与调理模块连接中央处理器B，中央处理器B分别连接液晶显示屏和数据存储模块，电池B与测量手持设备的各个用电模块连接；所述信号输出端子与信号输入端子连接。
进一步地，所述开口霍尔互感器由两个半圆形的霍尔元件对接组成钳形互感器，且设置传感器开口开关，传感器开口开关与一个霍尔元件的端部连接，按压实现开口霍尔互感器的打开。
进一步地，还包括绝缘杆，所述信号输出端子与信号输入端子连接的线路缠绕在绝缘杆上。
进一步地，所述直流测量传感器输出的电压信号为0-100mV；所述中央处理器B转化完的电流为0-1000mAdc。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：①在避雷器做直流参考电压试验中，研制出能够准确测量出一次施加的直流电流值的测量装置，实现了不拆除一次线即可完成整个试验项目；②设计了开口式高压直流传感器，在避雷器一次电缆线中，可通过绝缘杆把传感器放入和取下，方便的进行直流电流的测试。③在高压场合下，微小直流电流的测量难度很大，本专利研究的高压场合抗干扰技术和信号处理技术，能够利用开口霍尔互感器准确的测出一次线中微小的直流信号。④研制的手持设备可以通过信号线与传感器进行对接，就地显示实测电流值，很好的解决人与设备之间的电气隔离问题，提高试验的安全性和工作效率。
附图说明
下面结合附图及实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：
图1为本实用新型直流测量传感器各部件连接关系示意图；
图2为本实用新型测量手持设备上壳体各部件连接关系示意图；
图3为本实用新型测量手持设备下壳体各部件连接关系示意图；
图4为本实用新型整体工作状态结构示意图；
图5为本实用新型开口霍尔互感器与传感器开口开关连接关系示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
参考图1、图2、图3、图4和图5，本实用新型提供一种便携式高压试验开口式直流微安表，包括直流测量传感器和测量手持设备，直流测量传感器包括传感器壳体1、电池A2和顺次连接的开口霍尔互感器3、信号放大模块4、中央处理器A5、电压转换模块6、信号输出端子7，开口霍尔互感器3固定在传感器壳体1上端，电池A2与直流测量传感器的各个用电模块连接；
测量手持设备包括手持设备壳体8和手持设备壳体8内部的信号输入端子9、外部信号输入PCB端子10、信号采集与调理模块11、中央处理器B12、液晶显示屏13、数据存储模块14、电池B15，信号输入端子9、外部信号输入PCB端子10、信号采集与调理模块11、中央处理器B12顺次连接，中央处理器B12分别连接液晶显示屏13和数据存储模块14，电池B15与测量手持设备的各个用电模块连接；所述信号输出端子7与信号输入端子9连接。
为了方便打开和关闭开口霍尔互感器，作为技术方案的改进，开口霍尔互感器3由两个半圆形的霍尔元件对接组成钳形互感器，且设置传感器开口开关16，传感器开口开关16与一个霍尔元件的端部连接，按压实现开口霍尔互感器的打开。
为了方便操作，作为技术方案的改进，还包括绝缘杆19，信号输出端子7与信号输入端子9连接的线路缠绕在绝缘杆19上。由于本专利是不拆除一次导线实现电流测量，因此导线通常在3米以上高度，所以工作人员若把测量传感器安装到导线上，必须用绝缘杆进行辅助。
在220kV及以上电压等级的变电站中，避雷器20是多节结构(2节以上)的，若要不拆除一次电缆线的情况下，避雷器20的直流试验则需要准确测量一次电缆线中施加的微小直流电流。利用本装置进行避雷器20直流试验时，直流测量传感器为开口传感器，属于穿心式的电流传感器。操作人员把直流测量传感器方便的从一次电缆线21套入，测量手持设备通过有线方式接收直流测量传感器所测量的数据，经过分析计算后，把测量数值显示出来，达到方便测量，电气隔离和保护人身安全的目的。
传感器壳体1是由工程塑料加工的，开口霍尔互感器3需要施加直流电压才能工作，直流电源有电池A2提供。传感器开口开关16对开口霍尔互感器3进行操作，灵活的打开开口霍尔互感器3，方便套入一次电缆线21上进行测量。一次电缆线21穿过开口霍尔互感器3，开口霍尔互感器3感应的直流电流经过信号的调理变换，变换成0～10mA的电流信号，提供给信号放大模块4，由其进行信号放大，变换成可以由A/D采集的模拟型号。信号放大模块4把开口霍尔互感器3输出的模拟信号放大变换后，进入到中央处理器A5中，进行A/D转换，转换成数字信号后，通过软件滤波算法和快速傅立叶变换的计算方法，获得更为准确的电流测量值。中央处理器A5与电压转换模块6通过SPI总线连接，电压转换模块6属于D/A变换范畴，是把数字量转换成模拟量，直流测量传感器输出的电压信号为0～100mV，作用是把精确测量的直流电流值通过变换成电压信号进行对外输出，使对接的手持设备接收有效的、抗干扰能力强的信号并实现数据的远程传输。信号输出端子7是可以连接带屏蔽的信号电缆，使转换出的电压信号中无干扰谐波，完整的传输到手持设备上。
手持设备壳体8是ABS塑料为材质，并由上、下两个壳体组成，具有耐磨、耐温性能优良的优点。信号输入端子9连接屏蔽信号电缆，接收直流测量传感器的输出的0～100mV的直流电压信号，信号输入端子9连接外部信号输入PCB端子10，经过信号采集与调理模块11把输入的0～100mV经过滤波和调理，进入到中央处理器B12中，处理器把0～100mV对应直流测量传感器的测量范围调整为0～1000mAdc，获得直流测量的真实值。中央处理器B12测量的数据通过I2C总线，从中央处理器B12传送到液晶显示模块中，并由数据排线传输到液晶显示屏13上，液晶显示屏13与中央处理器B12的连接通过14针数据排线相连。
液晶显示排线端子22焊接在PCB电路板上，自身带有自锁功能，使排线插接牢固。100组的测量数据可以存储在手持设备上，由数据存储模块14进行存储，在设备掉电时，数据不丢失，保证历史数据的查询。整个手持设备的供电有电池B15完成，4000mAh的充电锂电池可以使整个手持设备正常工作20小时。
Claims (4)
1.一种便携式高压试验开口式直流微安表，其特征在于，包括直流测量传感器和测量手持设备，直流测量传感器包括传感器壳体、电池A和顺次连接的开口霍尔互感器、信号放大模块、中央处理器A、电压转换模块、信号输出端子，开口霍尔互感器固定在传感器壳体上端，电池A与直流测量传感器的各个用电模块连接；
测量手持设备包括手持设备壳体和手持设备壳体内部的信号输入端子、外部信号输入PCB端子、信号采集与调理模块、中央处理器B、液晶显示屏、数据存储模块、电池B，信号输入端子与外部信号输入PCB端子连接，外部信号输入PCB端子连接信号采集与调理模块，信号采集与调理模块连接中央处理器B，中央处理器B分别连接液晶显示屏和数据存储模块，电池B与测量手持设备的各个用电模块连接；所述信号输出端子与信号输入端子连接。
2.按照权利要求1所述的便携式高压试验开口式直流微安表，其特征在于，所述开口霍尔互感器由两个半圆形的霍尔元件对接组成钳形互感器，且设置传感器开口开关，传感器开口开关与一个霍尔元件的端部连接，按压实现开口霍尔互感器的打开。
3.按照权利要求1所述的便携式高压试验开口式直流微安表，其特征在于，还包括绝缘杆，所述信号输出端子与信号输入端子连接的线路缠绕在绝缘杆上。
4.按照权利要求1所述的便携式高压试验开口式直流微安表，其特征在于，所述直流测量传感器输出的电压信号为0-100mV；所述中央处理器B转化完的电流为0-1000mAdc。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114034916A (zh) * | 2021-11-12 | 2022-02-11 | 国网辽宁省电力有限公司沈阳供电公司 | 一种微安级直流电流无线测量装置及*** |
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