本實(shí)用新型涉及避雷器檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種泄露電流檢測(cè)探頭和泄露電流檢測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

氧化鋅避雷器是電力系統(tǒng)內(nèi)最重要的過電壓保護(hù)裝置，因其表面形成污穢、內(nèi)部閥片受潮或閥片老化，將導(dǎo)致絕緣下降，影響電力安全生產(chǎn)。避雷器帶電檢測(cè)儀器通過電流探頭獲取電流信號(hào)，并結(jié)合系統(tǒng)電壓信號(hào)來判斷避雷器狀態(tài)，其中電流信號(hào)的準(zhǔn)確度對(duì)判斷避雷器狀態(tài)至關(guān)重要，避雷器泄露電流屬于微弱信號(hào)，處在μA～nA量級(jí)。

現(xiàn)有泄露電流檢測(cè)探頭獲取的電流模擬信號(hào)通過電纜傳輸，因電纜存在電容效應(yīng)，電流信號(hào)會(huì)相移和衰減，導(dǎo)致電流相位改變和準(zhǔn)確度下降，影響測(cè)試數(shù)據(jù)精度和準(zhǔn)確性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對(duì)現(xiàn)有泄露電流檢測(cè)探頭獲取的泄露電流存在相移和信號(hào)衰減，泄露電流數(shù)據(jù)精度低和準(zhǔn)確性低的問題，提供一種可以避免獲取的電流信號(hào)出現(xiàn)相移和信號(hào)衰減，確保獲取的泄露電流數(shù)據(jù)具有高精度和高準(zhǔn)確性的泄露電流檢測(cè)探頭。

一種泄露電流檢測(cè)探頭，包括獲取泄露電流模擬信號(hào)的電磁單元、將泄露電流模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器和將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)的數(shù)字信號(hào)隔離裝置，電磁單元與模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器與數(shù)字信號(hào)隔離裝置連接。

一種泄露電流檢測(cè)系統(tǒng)，包括上述泄露電流檢測(cè)探頭、光纖以及接收終端，泄露電流檢測(cè)探頭與光纖連接，光纖與接收終端連接。

上述泄露電流檢測(cè)探頭，包括獲取泄露電流模擬信號(hào)的電磁單元、將泄露電流模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器和將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)的數(shù)字信號(hào)隔離裝置，泄露電流檢測(cè)探頭就地將電流模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，避免了電流模擬信號(hào)在電纜傳輸中的相移誤差和信號(hào)衰減誤差，確保獲取的泄露電流數(shù)據(jù)具有高精度和高準(zhǔn)確性。

泄露電流檢測(cè)系統(tǒng)將泄露電路檢測(cè)探頭的光信號(hào)通過光纖進(jìn)行傳輸，可消除外界電磁場(chǎng)的電磁干擾，保證了接收終端所接收到的數(shù)據(jù)的真實(shí)性和準(zhǔn)確性。

附圖說明

圖1為一個(gè)實(shí)施例中泄露電流檢測(cè)探頭的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為一個(gè)實(shí)施例中泄露電流檢測(cè)探頭的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為一個(gè)實(shí)施例中泄露電流檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為一個(gè)應(yīng)用實(shí)施例中泄露電流檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

在一個(gè)實(shí)施例中，如圖1所示，一種泄露電流檢測(cè)探頭，包括獲取泄露電流模擬信號(hào)的電磁單元110、將泄露電流模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器130和將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)的數(shù)字信號(hào)隔離裝置150，電磁單元110與模數(shù)轉(zhuǎn)換器130連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器130與數(shù)字信號(hào)隔離裝置150連接。

電磁單元110主要包括中壓變壓器一次線圈、多個(gè)二次線圈、鐵心、補(bǔ)償電抗器以及油箱。具體的，泄露電流檢測(cè)探頭中的電磁單元包括電流互感器，電流互感器是依據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的，電流互感器是由閉合的鐵心和繞組組成，它的一次側(cè)繞組匝數(shù)很少，串在需要測(cè)量的電流的線路中，因此它經(jīng)常有線路的全部電流流過，二次側(cè)繞組匝數(shù)比較多，串接在測(cè)量?jī)x表和保護(hù)回路中，電流互感器在工作時(shí)，它的二次側(cè)回路始終是閉合的，因此測(cè)量?jī)x表和保護(hù)回路串聯(lián)線圈的阻抗很小，電流互感器的工作狀態(tài)接近短路，電流互感器是把一次側(cè)大電流轉(zhuǎn)換成二次側(cè)小電流來測(cè)量，二次側(cè)不可開路。更進(jìn)一步地，電流互感器的變比為1000:1，該電流互感器采集避雷器地線引出導(dǎo)線上的泄露電流并將泄漏電流幅值縮小1000倍。

模數(shù)轉(zhuǎn)換器130即A/D轉(zhuǎn)換器，或簡(jiǎn)稱ADC(Analog-to-Digital Converter)，通常是指一個(gè)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)的電子元件，由于數(shù)字信號(hào)本身不具有實(shí)際意義，僅僅表示一個(gè)相對(duì)大小，故任何一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器都需要一個(gè)參考模擬量作為轉(zhuǎn)換的標(biāo)準(zhǔn)，比較常見的參考標(biāo)準(zhǔn)為最大的可轉(zhuǎn)換信號(hào)大小，而輸出的數(shù)字量則表示輸入信號(hào)相對(duì)于參考信號(hào)的大小。將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的電路，稱為模數(shù)轉(zhuǎn)換器，模數(shù)轉(zhuǎn)換的作用是將時(shí)間連續(xù)、幅值也連續(xù)的模擬量轉(zhuǎn)換為時(shí)間離散、幅值也離散的數(shù)字信號(hào)，因此，模數(shù)轉(zhuǎn)換一般要經(jīng)過取樣、保持、量化及編碼4個(gè)過程，在實(shí)際電路中，這些過程有的是合并進(jìn)行的，例如，取樣和保持，量化和編碼往往都是在轉(zhuǎn)換過程中同時(shí)實(shí)現(xiàn)的。

數(shù)字信號(hào)隔離裝置150用于將數(shù)字電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，比如通過發(fā)光二極管即可實(shí)現(xiàn)將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)，非必要的，數(shù)字信號(hào)隔離裝置可以包括調(diào)制發(fā)光二極管和光信號(hào)發(fā)送器，具體可以是將模數(shù)轉(zhuǎn)換器已轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)通過調(diào)制發(fā)光二極管轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，光信號(hào)再經(jīng)過光信號(hào)發(fā)送器發(fā)送出去。發(fā)光二極管是半導(dǎo)體二極管的一種，可以把電信號(hào)轉(zhuǎn)化成光信號(hào)。

上述泄露電流檢測(cè)探頭，包括獲取泄露電流模擬信號(hào)的電磁單元、將泄露電流模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器和將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)的數(shù)字信號(hào)隔離裝置，泄露電流檢測(cè)探頭就地將電流模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，避免了電流模擬信號(hào)在電纜傳輸中的相移誤差和信號(hào)衰減誤差，確保獲取的泄露電流數(shù)據(jù)具有高精度和高準(zhǔn)確性。

在一個(gè)實(shí)施例中，泄露電流檢測(cè)探頭還包括屏蔽罩，電磁單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)字信號(hào)隔離裝置內(nèi)置于屏蔽罩。模數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)字信號(hào)隔離裝置集成在泄露電流檢測(cè)探頭內(nèi)部，與電磁單元處在同一屏蔽罩內(nèi)，可保證泄露電流檢測(cè)探頭的抗干擾能力。具體的，屏蔽罩是由金屬材料制成的封閉外殼，將泄露電流檢測(cè)探頭內(nèi)的所有器件封裝起來，屏蔽電磁干擾，并通過接地來保證設(shè)備的安全，泄露電流探頭將所有器件集成在屏蔽罩內(nèi)部，有效消除外界環(huán)境對(duì)電子器件的影響，盡可能減小電磁單元二次側(cè)到其它電子器件的電纜長(zhǎng)度，同時(shí)保證電磁單元二次側(cè)回路始終閉合，不會(huì)發(fā)生開路產(chǎn)生過電壓。

在一個(gè)實(shí)施例中，如圖2所示，泄露電流檢測(cè)探頭還包括模擬信號(hào)放大器120，電磁單元110通過模擬信號(hào)放大器120與模數(shù)轉(zhuǎn)換器130連接。模擬信號(hào)放大器需保證電磁單元二次側(cè)回路始終閉合，不產(chǎn)生過電壓，同時(shí)將電磁單元采集的泄漏電流模擬信號(hào)放大N倍，確保數(shù)據(jù)的精度。模擬信號(hào)放大器將電磁單元采集的泄漏電流模擬信號(hào)放大N倍后，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，能夠?qū)崿F(xiàn)消除電纜和外界電磁場(chǎng)對(duì)信號(hào)的電磁干擾。更進(jìn)一步地，泄露電流檢測(cè)探頭還包括放電管160，放電管160分別與電磁單元110和模擬信號(hào)放大器120連接，放電管能夠抑制電壓幅值，可有效保護(hù)泄露電路檢測(cè)探頭內(nèi)的電子器件。

在一個(gè)實(shí)施例中，如圖2所示，泄露電流檢測(cè)探頭還包括數(shù)字信號(hào)處理器140，模數(shù)轉(zhuǎn)換器130通過數(shù)字信號(hào)處理器140與數(shù)字信號(hào)隔離裝置150連接。數(shù)字信號(hào)處理器對(duì)經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器處理的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)濾波和數(shù)據(jù)打包處理，提高電流數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確性，保證數(shù)據(jù)通訊質(zhì)量。

在一個(gè)實(shí)施例中，如圖3所示，一種泄露電流檢測(cè)系統(tǒng)，包括泄露電流檢測(cè)探頭100、光纖200以及接收終端300，泄露電流檢測(cè)探頭100與光纖200連接，光纖200與接收終端300連接，其中泄露電流檢測(cè)探頭100包括依次相連的電磁單元110、模擬信號(hào)放大器120、模數(shù)轉(zhuǎn)換器130、數(shù)字信號(hào)處理器140以及數(shù)字信號(hào)隔離裝置150，放電管160分別與電磁單元110和模擬信號(hào)放大器120連接。

在一個(gè)實(shí)施例中，泄露電流檢測(cè)系統(tǒng)包括泄露電流檢測(cè)探頭、光纖以及接收終端，泄露電流檢測(cè)探頭包括相互連接的電磁單元和電子電路單元，電磁單元和電子電路單元內(nèi)置于屏蔽殼內(nèi)，屏蔽殼接地。更進(jìn)一步地，電子電路單元包括依次連接的模擬信號(hào)放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)字信號(hào)處理器以及數(shù)字信號(hào)隔離裝置。

電磁單元測(cè)量避雷器組中接地引線上的電流，取得三相泄露電流的模擬信號(hào)經(jīng)電磁單元將其幅值縮小1000倍，然后通過電子電路單元內(nèi)的模擬信號(hào)放大器將泄露電流信號(hào)放大N倍，接著將放大后的模擬信號(hào)通過電子電路單元內(nèi)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，再通過數(shù)字信號(hào)處理器對(duì)電流數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)濾波和數(shù)據(jù)打包處理。數(shù)字信號(hào)隔離裝置將數(shù)字電信號(hào)通過調(diào)制發(fā)光二極管轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，光信號(hào)再經(jīng)過光信號(hào)發(fā)送器發(fā)送至光纖首端，通過光纖傳輸至接收終端。存在于電子電路單元內(nèi)的放電管能夠抑制電壓幅值，可有效保護(hù)電子電路單元。電子電路單元集成在泄露電流檢測(cè)探頭內(nèi)部，與電磁單元處在同一屏蔽殼內(nèi)，可保證泄露電流檢測(cè)探頭的抗干擾能力。光信號(hào)通過光纖進(jìn)行傳輸，可消除外界電磁場(chǎng)的電磁干擾，保證了接收終端所接收到的數(shù)據(jù)的真實(shí)性和準(zhǔn)確性。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡(jiǎn)潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。