專利名稱：便攜式容性設(shè)備介損及電容量在線監(jiān)測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于輸、配電系統(tǒng)測量裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其是對介質(zhì)損耗和金屬氧化物避雷器特性進(jìn)行帶電測量的裝置。
背景技術(shù)：
由于電子器件的固有特性，以往的介質(zhì)損耗帶電測量裝置都很容易受溫度、使用時電磁干擾等外部因素的影響而降低其測量準(zhǔn)確度，必須經(jīng)常對裝置進(jìn)行準(zhǔn)確性校驗(yàn)。而帶電測量裝置是必須和傳感器一起使用的。在輸、配電系統(tǒng)中，傳感器往往安裝于高壓設(shè)備上，拆卸和安裝都十分不便，因此，對以往的介質(zhì)損耗帶電測量裝置進(jìn)行現(xiàn)場校準(zhǔn)幾乎不可能，這也是影響此類裝置廣泛使用的最重要因素。由于在輸、配電系統(tǒng)中各種電磁干擾非常嚴(yán)重，各種需要檢測的高壓設(shè)備相距又在幾十到幾百米之遠(yuǎn)，而要采集的信號又非常微弱，因此作為采集信號的傳感器必須輸出足夠大的電流或者足夠高的電壓來消除各種干擾。使用以往的信號傳輸線，就必須采用有源傳感器將采集的信號放大才能夠達(dá)到目的，而有源器件的使用壽命又有不可確定性，一旦發(fā)生損壞，在帶電的情況下很難進(jìn)行更換和維修。再加上有源傳感器中有源元件受溫度、工作時間、雷擊等不利因素的影響，很容易使其特性發(fā)生改變，這不僅直接影響測量精度，也影響到整個測量裝置的可靠性，在實(shí)際使用中很不方便，嚴(yán)重時甚至?xí)?yīng)用價值。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的正是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種采用抗干擾信號傳輸線和無源傳感器，并有自動校準(zhǔn)功能，使得測量結(jié)果準(zhǔn)確、操作簡便、安全可靠的便攜式容性設(shè)備介損及電容量在線監(jiān)測裝置。
本實(shí)用新型的目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
本實(shí)用新型由無源電流傳感器、抗干擾信號傳輸線、信號采集器、波形處理器、信號處理控制器、電壓傳感器、指令輸入單元、存儲單元、顯示單元組成，無源電流傳感器的出端與抗干擾信號傳輸線的入端連接，抗干擾信號傳輸線和電壓傳感器的出端分別與信號采集器的入端連接，信號采集器的出端連接波形處理器的入端，波形處理器的出端連接信號處理控制器，指令輸入單元和存儲單元也分別與信號處理控制器連接，在信號處理控制器的出端連接顯示單元。
本實(shí)用新型設(shè)置有電子轉(zhuǎn)換開關(guān)，該電子轉(zhuǎn)換開關(guān)的入端分別與抗干擾信號傳輸線和電壓傳感器連接，出端與信號采集器連接，另外還設(shè)置有一個標(biāo)準(zhǔn)校驗(yàn)單元接入電子轉(zhuǎn)換開關(guān)，在標(biāo)準(zhǔn)校驗(yàn)單元中設(shè)置有標(biāo)準(zhǔn)校驗(yàn)電路；所述的抗干擾信號傳輸線由屏蔽信號電纜和抗干擾及信號放大電路構(gòu)成，抗干擾及信號放大電路置于屏蔽信號電纜的兩端之間；在信號處理控制器的出端還連接有打印機(jī)或接口。
本實(shí)用新型由于設(shè)計(jì)了標(biāo)準(zhǔn)校驗(yàn)電路和抗干擾信號傳輸線，標(biāo)準(zhǔn)校驗(yàn)單元可以實(shí)現(xiàn)對傳感器以及測量裝置的自動校準(zhǔn)，可以不受任何外部環(huán)境的影響保證測量的準(zhǔn)確度，采用抗干擾信號傳輸線能夠達(dá)到采用無源電流傳感器的目的，充分發(fā)揮無源傳感器可靠性高、性能穩(wěn)定、精度高、壽命長的優(yōu)點(diǎn)，從而提高測量裝置的穩(wěn)定性、可靠性和準(zhǔn)確性。本裝置具有操作簡便、可靠性高、測量速度快、便于攜帶、不需停電、隨時測量、設(shè)備安裝費(fèi)用低廉等優(yōu)點(diǎn)。
下面，結(jié)合說明書附圖進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理圖；圖2是抗干擾信號傳輸線的電路原理圖之一；
圖3是抗干擾信號傳輸線的電路原理圖之二；圖4是標(biāo)準(zhǔn)校驗(yàn)單元的標(biāo)準(zhǔn)校驗(yàn)電路原理圖；圖5是本實(shí)用新型的在線監(jiān)測原理圖；圖6是本實(shí)用新型的外形結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
首先如圖2或圖3所示，采用市售電子元件制作抗干擾及信號放大電路I，兩端連接屏蔽信號電纜2后，構(gòu)成抗干擾信號傳輸線3，圖2的抗干擾及信號放大電路I中各元件的取值參考為R11KΩ、R2100KΩ、R310KΩ、R450KΩ、R51KΩ、R61KΩ，圖3的抗干擾及信號放大電路I中各元件的取值參考為R1100KΩ、R2100KΩ、R35KΩ、R410KΩ、R5900Ω、R610KΩ、R71KΩ、R81KΩ、C50PF；如圖4所示采用市售電子元件制作標(biāo)準(zhǔn)校驗(yàn)單元9中的標(biāo)準(zhǔn)校驗(yàn)電路，電路中各元件的取值參考為R50Ω、C14μF、C24Mf，在U端連接3～80伏特的電壓。電子元件可以是集成電路器件，也可以是分立器件。然后如圖1所示將無源電流傳感器1、抗干擾信號傳輸線3、電子轉(zhuǎn)換開關(guān)4、信號采集器5、波形處理器6、信號處理控制器7、電壓傳感器8、標(biāo)準(zhǔn)校驗(yàn)單元9、指令輸入單元10、存儲單元11、顯示單元12進(jìn)行電連接，無源電流傳感器1與抗干擾信號傳輸線3的入端連接，抗干擾信號傳輸線3、電壓傳感器8、標(biāo)準(zhǔn)校驗(yàn)單元9的出端分別與電子轉(zhuǎn)換開關(guān)4的入端連接，電子轉(zhuǎn)換開關(guān)4的出端連接信號采集器5的入端連接，信號采集器5的出端連接波形處理器6的入端，波形處理器6的出端連接信號處理控制器7，指令輸入單元10和存儲單元11也分別與信號處理控制器7連接，在信號處理控制器7的出端連接顯示單元12、打印機(jī)13或接口14。工作過程如下在由信號處理控制器7控制的電子轉(zhuǎn)換開關(guān)4的轉(zhuǎn)換下，標(biāo)準(zhǔn)校驗(yàn)單元9送出的標(biāo)準(zhǔn)信號經(jīng)過信號采集器5、波形處理器6后與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，并在信號處理控制器7的控制中將誤差值自動送入存儲單元11，此時，裝置被自動校準(zhǔn)。當(dāng)指令輸入單元10有指令輸入時，無源電流傳感器1獲取被測信號，由抗干擾信號傳輸線3進(jìn)行電流/電壓轉(zhuǎn)換并放大后與電子轉(zhuǎn)換開關(guān)4連接，經(jīng)過信號采集器5、波形處理器6后，信號處理控制器7在扣除誤差后，得到準(zhǔn)確的測量結(jié)果，并在顯示單元12上顯示，還可通過打印機(jī)13打印或通過接口14傳輸給其它計(jì)算機(jī)。
本實(shí)用新型如果不設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)校驗(yàn)單元，仍然可以較好地應(yīng)用，只是其測量精度會有所下降。
本實(shí)用新型的在線監(jiān)測原理如圖所示，其工作原理是電路(I)對收到的傳感器信號作差分放大后輸出到回路輸入阻抗變換器部分(II)，以提高輸入阻抗，并抵消大直流偏移，之后，信號輸入五階帶通濾波器(III)，濾出部分高、低頻干擾信號后再輸入二階高Q值帶通濾波器(IV)中，進(jìn)一步濾出接近工頻的干擾信號，最后輸入波形變換器(V)，將純正弦信號變換為計(jì)算機(jī)能夠準(zhǔn)確識別的方波信號。
為提高可靠性和加強(qiáng)抗干擾，對于長期在戶外運(yùn)行的傳感器使用雙層鋁合金的密封式整體外殼，以滿足防雨、防潮、防塵和電磁屏蔽的作用。
本實(shí)用新型可以使用兩種測量方法，即絕對測量和相對測量，所謂絕對測量就是考慮到測量的參考電壓是由PT二次側(cè)取得，測得的數(shù)據(jù)會因PT本身具有的角差而有一定的零點(diǎn)誤差，因此需要對儀器進(jìn)行零點(diǎn)校準(zhǔn)，將零點(diǎn)校準(zhǔn)值作為以后所有測量數(shù)據(jù)的零點(diǎn)值，試品的真實(shí)測量值應(yīng)該是讀數(shù)加零點(diǎn)校準(zhǔn)值；所謂相對測量就是考慮到不存在PT的影響，就選用一個同相的參考試品，測出所要測量試品與參考試品之間的電流角度差，真實(shí)測量值應(yīng)為讀數(shù)加參考試品的值。
本實(shí)用新型的外形構(gòu)造圖為圖6所示的箱式結(jié)構(gòu)。使用方法為將其接地線15接地，絕對測量的時候，將PT端口16接PT二次側(cè)，1#電流端口17接被試品的電流傳感器，2#電流端口18空著不用；相對測量時，PT端口空著不用，1#電流端口和2#電流端口分別連接同一相的兩個試品電流傳感器。從測量方式按鈕19、20選擇好測量方式，打開電源開關(guān)21，顯示屏22大約在3秒后顯示試品的介質(zhì)損耗值以及電容量。23為電池充電顯示燈，24為熔斷器，25為電腦輸出接口，26為電源輸入插座，27為試品類型選擇開關(guān)。本實(shí)用新型可以帶電進(jìn)行在線測試。當(dāng)變電站內(nèi)所有需要測量的點(diǎn)全部安裝上傳感器后，即可以不分時間，隨時監(jiān)測試品。它使用機(jī)內(nèi)可充電池供電，既避免現(xiàn)場使用時要接交流電源的麻煩，又可以更好地濾除電源回路對設(shè)備的干擾，使測量結(jié)果更加準(zhǔn)確。本實(shí)用新型使用高質(zhì)量的元器件，采用對稱設(shè)計(jì)方式，并采取頻率修正、濾波、傳感器雙層屏蔽等技術(shù)措施，使現(xiàn)場抗干擾能力大大加強(qiáng)，保證了測量的穩(wěn)定性。
總之，本實(shí)用新型具有操作簡單、穩(wěn)定性高、測量速度快、便于攜帶、不需停電、隨時測量、設(shè)備安裝費(fèi)用低廉等優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求1.便攜式容性設(shè)備介損及電容量在線監(jiān)測裝置，其特征在于，它由無源電流傳感器(1)、抗干擾信號傳輸線(3)、信號采集器(5)、波形處理器(6)、信號處理控制器(7)、電壓傳感器(8)、指令輸入單元(10)、存儲單元(11)、顯示單元(12)組成，無源電流傳感器(1)的出端與抗干擾信號傳輸線(3)的入端連接，抗干擾信號傳輸線(3)和電壓傳感器(8)的出端分別與信號采集器(5)的入端連接，信號采集器(5)的出端連接波形處理器(6)的入端，波形處理器(6)的出端連接信號處理控制器(7)，指令輸入單元(10)和存儲單元(11)也分別與信號處理控制器(7)連接，在信號處理控制器(7)的出端連接顯示單元(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式容性設(shè)備介損及電容量在線監(jiān)測裝置，其特征在于，設(shè)置有電子轉(zhuǎn)換開關(guān)(4)，該電子轉(zhuǎn)換開關(guān)(4)的入端分別與抗干擾信號傳輸線(3)和電壓傳感器(8)連接，出端與信號采集器(5)連接，另外還設(shè)置有一個標(biāo)準(zhǔn)校驗(yàn)單元(9)接入電子轉(zhuǎn)換開關(guān)(4)，在標(biāo)準(zhǔn)校驗(yàn)單元(9)中設(shè)置有標(biāo)準(zhǔn)校驗(yàn)電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的便攜式容性設(shè)備介損及電容量在線監(jiān)測裝置，其特征在于，所述的抗干擾信號傳輸線(3)由屏蔽信號電纜(2)和抗干擾及信號放大電路(I)構(gòu)成，抗干擾及信號放大電路(I)置于屏蔽信號電纜(2)的兩端之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式容性設(shè)備介損及電容量在線監(jiān)測裝置，其特征在于，在信號處理控制器(7)的出端還連接有打印機(jī)(13)或接口(14)。
專利摘要便攜式容性設(shè)備介損及電容量在線監(jiān)測裝置，由無源電流傳感器(1)、抗干擾信號傳輸線(3)、信號采集器(5)、波形處理器(6)、信號處理控制器(7)、電壓傳感器(8)、指令輸入單元(10)、存儲單元(11)、顯示單元(12)組成，無源電流傳感器出端與抗干擾信號傳輸線入端連接，抗干擾信號傳輸線和電壓傳感器的出端分別與信號采集器入端連接，信號采集器出端連接波形處理器入端，波形處理器出端連接信號處理控制器，指令輸入單元和存儲單元也分別與信號處理控制器連接，在信號處理控制器出端連接顯示單元。本裝置具有自動校準(zhǔn)功能，穩(wěn)定性高、測量速度快、可停電隨機(jī)測量、操作簡單、便于攜帶。
文檔編號G01R27/26GK2624214SQ0323497
公開日2004年7月7日 申請日期2003年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月14日
發(fā)明者王賦, 李小健, 王作松, 趙現(xiàn)平, 葉峰, 熊志全, 譚旻, 蔡彪, 楊錫誠, 孫柯良, 楊云 申請人:云南電力集團(tuán)有限公司科技與信息中心