r>[0029]參照附圖1，本【具體實(shí)施方式】提供了一種低功耗光電混合型高壓輸電線路電流檢測裝置，該電流檢測裝置包括兩個(gè)部分，如附圖1中兩個(gè)線框示出的。
[0030]首先，高壓輸電線路電流采集部分，即直接與高壓輸電線路相互作用的部分，與現(xiàn)有技術(shù)中的電流互感器不同，該部分的電流信號(hào)并非采用帶有鐵芯的電流互感線圈進(jìn)行感應(yīng)，而是直接采用線圈進(jìn)行信號(hào)的采集。
[0031]具體結(jié)構(gòu)為:高壓輸電線路電流采集部分包括磁位計(jì)、積分電路、電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路、無鐵芯電流互感器和互感電流穩(wěn)壓電路。
[0032]為明確各結(jié)構(gòu)之間的作用，又將該部分分為兩個(gè)子結(jié)構(gòu)，(I)磁位計(jì)、積分電路、電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成第一子結(jié)構(gòu)，主要功能是電流信號(hào)的采集；(2)無鐵芯電流互感器和互感電流穩(wěn)壓電路構(gòu)成第二子結(jié)構(gòu)，主要功能是作為電源，以代替現(xiàn)有技術(shù)中的外加電源，同時(shí)能夠?yàn)榈谝蛔咏Y(jié)構(gòu)的相關(guān)組件提供參比電壓。為提供可靠的參比電壓并保障相關(guān)設(shè)備的工作穩(wěn)定性，所述互感電源穩(wěn)壓電路的輸出電壓為5-10V。根據(jù)高壓輸電線路的輸電特點(diǎn)，可選的，所述電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路采用電壓/頻率變換集成芯片，滿度為150kHz，非線性誤差小于0.05%，動(dòng)態(tài)范圍為100dB，電壓基準(zhǔn)輸出為1.0OVo
[0033]磁位計(jì)由非磁性圓環(huán)及均勻分布的密繞線圈組成，高壓輸電線路穿過所述非磁性圓環(huán)，所述密繞線圈的兩個(gè)抽頭與積分電路連接，所述積分電路將電壓信號(hào)輸出至所述電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻率調(diào)制信號(hào)。
[0034]如圖2所示，本【具體實(shí)施方式】中可以采用本領(lǐng)域中通用的等效電路的任意集成芯片，比如ICL7650集成芯片，為提高積分電路的穩(wěn)定性并進(jìn)一步降低功耗，所述積分電路采用斬波穩(wěn)零集成運(yùn)算放大器。
[0035]如圖3所示，本【具體實(shí)施方式】的第二子結(jié)構(gòu)中，高壓輸電線路穿過所述無鐵芯電流互感器，所述無鐵芯電流互感器與互感電源穩(wěn)壓電路連接并輸出低壓至積分電路、電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路作為參考電壓，并為光電信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸部分供電。其電路結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示，是本領(lǐng)域中通用的提供穩(wěn)壓電路的結(jié)構(gòu)圖，其中穩(wěn)壓芯片也是通用的器件，比如穩(wěn)壓芯片LM293，能夠提供+5V的電壓輸出，能夠與一般的其他集成芯片連用，提供參比電壓，同時(shí)與蓄電池聯(lián)用，也能用做電源輸出，供其他用電部件作為電源用。
[0036]該部分的設(shè)計(jì)有以下的技術(shù)效果和優(yōu)勢:集成度高，功耗低。采用了微電子領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用且商業(yè)化程度高、工業(yè)化應(yīng)用穩(wěn)定的通用的電壓/頻率變換集成芯片、斬波穩(wěn)零集成運(yùn)算放大器、信號(hào)處理器和通信模塊，盡量采用集成電路對(duì)低壓信號(hào)進(jìn)行處理，避免了高功耗元件的采用，同時(shí)，自取電進(jìn)行供電，避免了蓄電池、太陽能電池等的應(yīng)用，有效的降低了設(shè)備的外部供電，這也有利于整個(gè)設(shè)備的重量降低，避免人工安裝作業(yè)時(shí)的施工難度大的缺點(diǎn)。
[0037]其次，光電信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸部分包括光電轉(zhuǎn)換器、信號(hào)處理器和通信模塊；所述電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路與所述光電轉(zhuǎn)換器連接，所述光電轉(zhuǎn)換器通過光纖與信號(hào)處理器連接，所述信號(hào)處理器將電流檢測值通過通信模塊進(jìn)行傳輸。為降低功耗，便于維護(hù)，所述光電轉(zhuǎn)換器為發(fā)光二極管。根據(jù)實(shí)際工作需要和工況環(huán)境，可選的，所述通信模塊為無線通信模塊、GSM通信模塊、3G通信模塊或4G通信模塊。通信模塊的引入有利于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，減少了線路巡檢的工作量和工作難度。尤其是，4G模塊的傳輸速度快，數(shù)據(jù)傳輸量大，有利于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程、復(fù)雜地形下的數(shù)據(jù)傳輸和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控。
[0038]為實(shí)現(xiàn)電流數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確采集，減小誤差，且避免不必要的過高的精度，所述高壓輸電線路電流檢測裝置的變比為200: 1-200: 5。該裝置檢測靈敏度設(shè)置恰當(dāng)，結(jié)合高壓輸電線路的工作特點(diǎn)，本實(shí)用新型避免了高精度的功耗維持和硬件設(shè)備成本過高，同時(shí)避免誤報(bào)率高的缺點(diǎn)。
[0039]應(yīng)當(dāng)理解的是，本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)、應(yīng)用、具體部件的選用等等不限于上述的舉例，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來書，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種低功耗光電混合型高壓輸電線路電流檢測裝置，其特征在于，所述電流檢測裝置包括高壓輸電線路電流采集部分和光電信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸部分組成；所述高壓輸電線路電流采集部分包括磁位計(jì)、積分電路、電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路、無鐵芯電流互感器和互感電流穩(wěn)壓電路；所述光電信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸部分包括光電轉(zhuǎn)換器、信號(hào)處理器和通信模塊；所述磁位計(jì)由非磁性圓環(huán)及均勻分布的密繞線圈組成，高壓輸電線路穿過所述非磁性圓環(huán)，所述密繞線圈的兩個(gè)抽頭與積分電路連接，所述積分電路將電壓信號(hào)輸出至所述電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻率調(diào)制信號(hào)，所述電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路與所述光電轉(zhuǎn)換器連接，所述光電轉(zhuǎn)換器通過光纖與信號(hào)處理器連接，所述信號(hào)處理器將電流檢測值通過通信模塊進(jìn)行傳輸；高壓輸電線路穿過所述無鐵芯電流互感器，所述無鐵芯電流互感器與互感電源穩(wěn)壓電路連接并輸出低壓至積分電路、電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路作為參考電壓，并為光電信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸部分供電。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低功耗光電混合型高壓輸電線路電流檢測裝置，所述積分電路采用斬波穩(wěn)零集成運(yùn)算放大器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低功耗光電混合型高壓輸電線路電流檢測裝置，所述電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路采用電壓/頻率變換集成芯片，滿度為150kHz，非線性誤差小于0.05%，動(dòng)態(tài)范圍為100dB，電壓基準(zhǔn)輸出為1.0OVo4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低功耗光電混合型高壓輸電線路電流檢測裝置，所述光電轉(zhuǎn)換器為發(fā)光二極管。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低功耗光電混合型高壓輸電線路電流檢測裝置，所述互感電源穩(wěn)壓電路的輸出電壓為5-10V。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低功耗光電混合型高壓輸電線路電流檢測裝置，所述通信模塊為無線通信模塊、GSM通信模塊、3G通信模塊或4G通信模塊。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低功耗光電混合型高壓輸電線路電流檢測裝置，所述高壓輸電線路電流檢測裝置的變比為200: 1-200: 5。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種低功耗光電混合型高壓輸電線路電流檢測裝置。該電流檢測裝置包括高壓輸電線路電流采集部分和光電信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸部分組成；高壓輸電線路電流采集部分包括磁位計(jì)、積分電路、電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路、無鐵芯電流互感器和互感電流穩(wěn)壓電路；光電信號(hào)轉(zhuǎn)換傳輸部分包括光電轉(zhuǎn)換器、信號(hào)處理器和通信模塊；磁位計(jì)采集電流信號(hào)通過積分電路將電壓信號(hào)輸出至電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路，將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻率調(diào)制信號(hào)，通過光電轉(zhuǎn)換器和信號(hào)處理器將電流檢測值通過通信模塊進(jìn)行傳輸，提高了高壓輸電線路電流檢測的穩(wěn)定性、降低傳統(tǒng)交流電流傳感器的功耗。
【IPC分類】G01R19/00
【公開號(hào)】CN204719111
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420731709
【發(fā)明人】李剛田, 張寶澤, 楊迎春, 郭潔, 左家強(qiáng), 卞秋野, 錢芳
【申請(qǐng)人】國網(wǎng)山東省電力公司東營供電公司, 國網(wǎng)山東利津縣供電公司
【公開日】2015年10月21日
【申請(qǐng)日】2014年12月1日