CN209198557U - 一种带电测量的无线在线ct变比测量仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带电测量的无线在线CT变比测量仪，包括测量仪主机和一次无线电流钳，一次无线电流钳包括可用于高压的开合式高压钳形电流互感器和可用于低压端大电流测量的柔性线圈电流钳；通过高压开合式高压钳形电流互感器可带电测量65KV以下高压电流；通过柔性线圈电流钳可以测量高达3000A的低压大电流信号，而且其钳口直径大，开合空间小，能够很好地满足现场试验的需要；在一个完整的测量周期内，不但实现了低压端电压、电流电参数和一次电流频率、幅值的测量计算，还实现了一次电流与低压电压或电流之间相位、变比、功率等电参数的测量计算，并将这些结果输出在显示器上显示，可以有效、准确的进行数据监测以及线路判别。

Description

一种带电测量的无线在线CT变比测量仪

技术领域

本实用新型涉及一种带电测量的无线在线CT变比测量仪。

背景技术

目前，市场上的电力测量设备中，同时对高、低压大电流小电流进行测量的仪表有很多，但对电流测量的结果大多为幅值，几乎没有产品能够进行高压电流与低压电压或电流之间相位的测量。电流基本电力参数之一相位的缺失，使得实际应用中对一次侧功率、电流互感器极性、用户负载类型不能进行有效、准确的监测或判别。

另外在现场使用过程中，无论是高压一次电流还是低压大电流，与计量或保护装置的二次电流往往不在同一位置，使得测量时很不方便。对于低压大电流测量的钳子钳口直径大都小于现场的被测铜排直径，而且其开合空间大，在狭窄的现场开关柜中测量时存在诸多不便；而市场中现有的柔性表虽然测量大电流很方便，但无法显示大小电流的变比等参数；而且对大小电流测量的结果大多为频率、幅值，没有产品能够进行电压与大小电流之间功率的测量与计算。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种带电测量的无线在线CT变比测量仪，从而解决上述问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：

本实用新型提供一种带电测量的无线在线CT变比测量仪，包括测量仪主机和一次无线电流钳；

所述测量仪主机包括电压输入端口、电流输入端口、主机微处理器、显示器及无线通讯模块；电压输入端口和电流输入端口分别通过电压放大滤波电路和电流放大滤波电路连接至主机微处理器输入端，主机微处理器输出端分别连接显示屏和无线通讯模块；显示屏和主机微处理器均通过稳压器与电池相连；

所述无线电流钳包括高压钳形电流互感器和柔性线圈电流钳，高压钳形电流互感器和柔性线圈电流钳分别连接至至放大滤波电路和积分放大电路，通过该至放大滤波电路和积分放大电路连接至电流钳微处理器输入端，电流钳微处理器输出端分别连接显示屏和无线通讯模块；

所述测量仪主机和所述无线电流钳通过其上的无线通讯模块无线通信。

作为本实用新型的一种优选技术方案，高压钳形电流互感器包括开合式高压钳测量钳口和磁质铁芯，磁质铁芯固定在高压钳测量钳口上，

放大滤波电路包括采样电路、放大电路和滤波电路，采样电路、放大电路和滤波电路之间串联在一起，且高压钳形电流互感器连接采样电路，滤波电路连接至微处理器。

作为本实用新型的一种优选技术方案，柔性线圈电流钳包括线圈、固定线圈两端的锁扣和均匀缠绕在线圈上的引线，引线通过音频插头连接积分放大电路；

积分放大电路包括积分电路和放大电路，其中积分电路输入端与柔性线圈电流钳相连接，输出端与放大电路连接，放大电路输出端连接微处理器。

作为本实用新型的一种优选技术方案，放大电路包括一OP07运算放大器，该运算放大器的2号引脚为反向输入端、3号引脚为正向输入端、4号引脚接地、5号引脚为空脚、6号引脚为输出、7号引脚接电源，而该1号引脚和8号引脚为偏置平衡。

本实用新型所达到的有益效果是：本实用新型在一个完整的测量周期内，该测量仪不但实现了低压端电压、电流电参数和一次电流频率、幅值的测量计算，还实现了一次电流与低压电压或电流之间相位、变比、功率等电参数的测量计算，并将这些结果输出在显示器上显示，可以有效、准确的进行数据监测以及线路判别；主机和一次无线电流钳各设有电源进行供电。并且主机也可单独工作实现对低压端电压、电流电参数的测量计算，通过显示器将测量结果显示。

一次无线电流钳包括可用于高压的开合式高压钳形电流互感器和可用于低压端大电流测量的柔性线圈电流钳；通过高压开合式高压钳形电流互感器可带电测量65KV以下高压电流；通过柔性线圈电流钳可以测量高达3000A的低压大电流信号，而且其钳口直径大，开合空间小，能够很好地满足现场试验的需要，解决了传统测量仪的钳子因为钳口直径太小导致无法测量低压大电流的问题。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。

在附图中：

图1是本实用新型整体***原理示意图；

图2是本实用新型无线电流钳结构示意图；

图3是本实用新型高压钳形电流互感器中放大滤波电路示意图；

图4是本实用新型柔性线圈电流钳积分放大电路示意图；

图中标号：1、测量仪主机；2、无线电流钳；201、高压钳形电流互感器；2011、高压钳测量钳口；2012、磁质铁芯；202、柔性线圈电流钳；2021、线圈；2022、引线；2023、音频插头；2204、锁扣。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例：如图1-4所示，本实用新型提供一种带电测量的无线在线CT变比测量仪，其特征在于，包括测量仪主机1和一次无线电流钳2；

所述测量仪主机1包括电压输入端口、电流输入端口、主机微处理器、显示器及无线通讯模块；电压输入端口和电流输入端口分别通过电压放大滤波电路和电流放大滤波电路连接至主机微处理器输入端，主机微处理器输出端分别连接显示屏和无线通讯模块；显示屏和主机微处理器均通过稳压器与电池相连；低压电压、电流信号通过输入端口接入各自的测量线路进行滤波、整形、放大等处理；测量线路的输出信号与主机处理器连接；主机处理器连接至显示器，用于将测量信息显示；串行无线收发模块与主机处理器连接，用于与一次无线电流钳2进行通信；

所述无线电流钳（2）包括高压钳形电流互感器（201）和柔性线圈电流钳（202），高压钳形电流互感器（201）和柔性线圈电流钳（202）分别连接至至放大滤波电路和积分放大电路，通过该至放大滤波电路和积分放大电路连接至电流钳微处理器输入端，电流钳微处理器输出端分别连接显示屏和无线通讯模块；高压电流信号经高压钳形电流互感器201的测量线路进行滤波、整形、放大处理；低压大电流信号经过柔性线圈电流钳202测量线路进行放大、积分、滤波处理。一次电流测量线路输出信号与无线钳处理器连接；串行无线收发模块与无线钳处理器连接，用于与测量仪主机1进行通信；

所述测量仪主机和所述无线电流钳通过其上的无线通讯模块无线传输。

高压钳形电流互感器（201）包括开合式高压钳测量钳口（2011）和磁质铁芯（2012），磁质铁芯（2012）固定在高压钳测量钳口（2011）上，

放大滤波电路包括采样电路、放大电路和滤波电路，采样电路、放大电路和滤波电路之间串联在一起，且高压钳形电流互感器连接采样电路，滤波电路连接至微处理器；使用绝缘杆将高压钳形电流互感器201的测量钳口2011接入到一次高压线上，通过图2的工作原理对测量的高压电流处理显示；因为一次测量与二次测量不在同一位置，因此经过无线通信将测量的数据发送至测量仪主机1上，测量仪主机11将测量的信息进行显示，对一次二次不同的电流进行相位比对以及其他功能显示。

柔性线圈电流钳包括线圈（2021）、固定线圈（2021）两端的锁扣（2024）和均匀缠绕在线圈上的引线（2022），引线（2022）通过音频插头（2023）连接积分放大电路；积分放大电路包括积分电路和放大电路，其中积分电路输入端与柔性线圈电流钳相连接，输出端与放大电路连接，放大电路输出端连接微处理器；柔性线圈电流钳是一个在非铁磁性材料上均匀缠绕的环形线圈，无磁滞效应，相位误差几乎为零，无磁饱和现象，可以直接套在被测量的导体上来测量电流，在空间狭小的地方也可方便安装测量；因柔性线圈电流钳感应输出信号是电流对时间的微分，根据图4工作原理，需要将输入信号进行积分还原,再经过放大，将最终的测量信号送入微处理器进行处理，处理器连接无线发送主机进行测量显示。

放大电路包括一OP07运算放大器，该运算放大器的2号引脚为反向输入端、3号引脚为正向输入端、4号引脚接地、5号引脚为空脚、6号引脚为输出、7号引脚接电源，而该1号引脚和8号引脚为偏置平衡。

工作原理：本实用新型提供了一种无线在线CT变比测量仪，仪表主要包括用于低压端电压、电流测量的测量仪主机1和可用于一次电流测量的无线电流钳2，其中一次无线电流钳2包括可用于高压的开合式高压钳形电流互感器201和可用于低压端大电流测量的柔性线圈电流钳202；

无线在线CT变比测量仪主机1和一次无线电流钳2之间采用串行无线方式通信，经过无线通信将一次无线电流钳2测量处理的结果发送至测量仪主机1进行显示；除了幅值显示外，在主机上还可以显示小电流、低压大电流和一次高压电流的相位、变比、功率等电参量；实现高低压之间的相位测量比对等问题。

图3为高压钳形电流互感器201内的放大滤波电路，其中包括P1和OP07运算放大器U1，P1的1号管脚通过导线并联电阻R1和电阻R2，P1的2号管脚和电阻R1通过导线连接至接地端；电阻R2连接至运算放大器U1的2号管脚，并在U1的2号管脚和运算放大器U1的1号管脚之间并联一个电阻R3，运算放大器U1的1号管脚和电阻R3连接后串联电容C1和电阻R4后接地；运算放大器U1的3号管脚直接接地；且该运算放大器U1的4号管脚和8号管脚分别连接+5V电压和-5V电压。

图4为积分放大电路，其中包括两个算放大器U2和U3，U2的1号管脚和2号管脚之间并联有电阻R5和电阻R6，并在电阻R5和运算放大器U2的3号管脚之间串联有一电感L1，U2的1号管脚和U3的5号管脚之间串联有一电阻R7，且U3的5号管脚和7号管脚之间并联有电阻R8和电容C2两条线路，且U3的6号管脚接地；

针对图3和图4中的放大电路是一致的，图3中的P1代表的含义就是图4中电感L1两端的接线端子，其主要用于连接外部接线端，用于测量高压互感器的一次测量端；

而经过高压钳形电流互感器201和柔性线圈电流钳202测量后的相位数值通过无线通讯模块传递给测量仪主机1，测量仪主机1接收到相位返回值后，以基准通道的参考相位值为基准，计算出低压电压、大小电流及高压电流的相位值，至此通过一次完整的测量，实现了低压电压或电流与高压电流、低压大电流之间相位的测量；

在一个完整的测量周期内，该测量仪不但实现了低压端电压、电流电参数和一次电流频率、幅值的测量计算，还实现了一次电流与低压电压或电流之间相位、变比、功率等电参数的测量计算，并将这些结果输出在显示器上显示，可以有效、准确的进行数据监测以及线路判别；主机和一次无线电流钳各设有电源进行供电。并且主机也可单独工作实现对低压端电压、电流电参数的测量计算，通过显示器将测量结果显示。

一次无线电流钳2包括可用于高压的开合式高压钳形电流互感器201和可用于低压端大电流测量的柔性线圈电流钳202；通过高压开合式高压钳形电流互感器可带电测量65KV以下高压电流；通过柔性线圈电流钳可以测量高达3000A的低压大电流信号，而且其钳口直径大，开合空间小，能够很好地满足现场试验的需要，解决了传统测量仪的钳子因为钳口直径太小导致无法测量低压大电流的问题。

最后应说明的是：以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种带电测量的无线在线CT变比测量仪，其特征在于，包括测量仪主机（1）和一次无线电流钳（2）；

所述测量仪主机（1）包括电压输入端口、电流输入端口、主机微处理器、显示器及无线通讯模块；电压输入端口和电流输入端口分别通过电压放大滤波电路和电流放大滤波电路连接至主机微处理器输入端，主机微处理器输出端分别连接显示屏和无线通讯模块；显示屏和主机微处理器均通过稳压器与电池相连；

所述无线电流钳（2）包括高压钳形电流互感器（201）和柔性线圈电流钳（202），高压钳形电流互感器（201）和柔性线圈电流钳（202）分别连接至至放大滤波电路和积分放大电路，通过该至放大滤波电路和积分放大电路连接至电流钳微处理器输入端，电流钳微处理器输出端分别连接显示屏和无线通讯模块；

所述测量仪主机和所述无线电流钳通过其上的无线通讯模块无线通信。

2.根据权利要求1所述的一种带电测量的无线在线CT变比测量仪，其特征在于，高压钳形电流互感器（201）包括开合式高压钳测量钳口（2011）和磁质铁芯（2012），磁质铁芯（2012）固定在高压钳测量钳口（2011）上，

放大滤波电路包括采样电路、放大电路和滤波电路，采样电路、放大电路和滤波电路之间串联在一起，且高压钳形电流互感器连接采样电路，滤波电路连接至微处理器。

3.根据权利要求1所述的一种带电测量的无线在线CT变比测量仪，其特征在于，柔性线圈电流钳包括线圈（2021）、固定线圈（2021）两端的锁扣（2024）和均匀缠绕在线圈上的引线（2022），引线（2022）通过音频插头（2023）连接积分放大电路；

积分放大电路包括积分电路和放大电路，其中积分电路输入端与柔性线圈电流钳相连接，输出端与放大电路连接，放大电路输出端连接微处理器。

4.根据权利要求2或3所述的一种带电测量的无线在线CT变比测量仪，其特征在于，放大电路包括一OP07运算放大器，该运算放大器的2号引脚为反向输入端、3号引脚为正向输入端、4号引脚接地、5号引脚为空脚、6号引脚为输出、7号引脚接电源，而该1号引脚和8号引脚为偏置平衡。