[發明專利]基于感應供電的數字電流互感器及其監測方法

有效

• 申請號: 201210067078.6
• 申請日: 2012-03-14
• 公開（公告）號: CN102590574A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 唐立文;吳夢江;王明勇
• 申請（專利權）人: 昆明迪森電氣有限公司
• 主分類號: G01R15/18
• 分類號: G01R15/18;G01R19/25
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種電流互感器，尤其涉及一種基于感應式供電的一體化數字電流互感器及其對電纜進行監測的方法。

背景技術

互感器是按比例變換電壓或電流的設備，其功能是將高電壓或大電流按比例變換成標準低電壓或標準小電流，以便實現測量儀表、保護設備、及自動控制設備的標準化、小型化。此外，互感器還可以用來隔開高電壓系統，以保證人身和設備的安全。電流互感器是依據電磁感應原理進行電流轉換的部件，廣泛應用于電力系統中，起變流和電氣隔離的作用。

目前使用的電流互感器一般為接線式或穿心式，其鐵芯與外殼均為閉合式設置，鐵芯為封閉的圓環形或方形。在安裝時，必須將電纜拆開，也就是必須在斷電后才能進行安裝或拆除等作業，操作比較復雜，甚至會影響供電設備的正常運行，影響了人們的正常用電。

進一步的，現有一般的電流互感器，其只能做到檢測電纜運行電流值，并直接輸出交流模擬量信號的功能。這個交流模擬量信號的數據傳輸距離很近無法進行遠距離傳輸，必須通過另設的采集控制器將模擬量信號轉換為數字信號后才能進行遠距離傳輸，設備成本較為昂貴。此外，由于模擬量信號在傳輸過程中會因為導線的長度不同產生不同程度的衰減，從而影響測量精度。同時，模擬量信號容易受到干擾，因此也會影響測量的真實性。

發明內容

本發明的一目的在于，提供一種基于感應供電的數字電流互感器，其由感應電流供電，無需外部供電，且直接輸出數字信號無需采集控制器，能夠極大的降低工程費用；

本發明的另一目的在于，提供一種基于感應供電的數字電流互感器的監測方法，其在監測電纜運行電流的同時，利用感應供電技術，并直接輸出數字信號，提高了測量的精度，降低了工程難度和費用。

為實現上述目的，本發明提供一種基于感應供電的數字電流互感器，包括：安裝座、設于安裝座內的電路板、及設于安裝座上的塑料外殼，其還包括設于塑料外殼內的感應取電線圈、及檢測線圈，所述安裝座上還設有通信接口，電路板上設有CPU、分別電性連接于CPU一端的整流電路、采樣模塊、及電性連接于CPU另一端的CAN收發器，塑料外殼為兩配合安裝的半圓環形殼體，所述感應取電線圈及檢測線圈均采用開合式鐵芯設置，該感應取電線圈與整流電路電性連接，檢測線圈與采樣模塊電性連接，所述通信接口與CAN收發器電性連接。

其中，所述安裝座上設有緊固螺絲，塑料外殼的兩半圓環形殼體通過該緊固螺絲相互配合安裝，形成一閉合圓環。

本發明的CPU與整流電路之間還電性連接一DC/DC轉換器。

本發明中，所述CPU內包括一電源模塊，該DC/DC轉換器與該電源模塊電性連接。

此外，所述CPU內還包括依次電性連接的模數變換器、運算分析模塊、及CAN控制器，采樣模塊與該模數變換器電性連接，電源模塊分別與該模數變換器、運算分析模塊、及CAN控制器電性連接，CAN收發器與該CAN控制器電性連接。

選擇性的，所述通信接口可以為采用Modbus協議的RS485通信接口。

本發明感應取電線圈及檢測線圈的開合式鐵芯均包括兩個相對設置的開合式半圓環鐵芯，該兩個鐵芯之間填充有絕緣塑料。

進一步的，本發明還提供一種基于感應供電的數字電流互感器的監測方法，其包括如下步驟：

將基于感應供電的數字電流互感器安裝在待測電纜上面形成閉合的線圈，該基于感應供電的數字電流互感器內的感應取電線圈及檢測線圈均采用開合式鐵芯設置；

當待測電纜有電流通過時，檢測線圈產生感應電流，該感應電流經過采樣模塊后輸入到CPU；

感應取電線圈產生感應供電電流，該感應供電電流經過DC/DC轉換器傳輸至CPU，為CPU工作提供電源；

CPU對該感應電流進行模數轉換和分析運算后，經過CAN收發器直接輸出數字信號，該數字信號通過通信接口傳輸給上位機檢測設備。

其中，所述CPU內包括一電源模塊，該DC/DC轉換器與該電源模塊電性連接；該CPU內還包括依次電性連接的模數變換器、運算分析模塊、及CAN控制器，采樣模塊與該模數變換器電性連接，電源模塊分別與該模數變換器、運算分析模塊、及CAN控制器電性連接，CAN收發器一端與該CAN控制器電性連接，其另一端與通信接口電性連接。

本發明中，所述基于感應供電的數字電流互感器內包括有感應取電線圈、及檢測線圈，該感應取電線圈及檢測線圈均采用開合式鐵芯設置，該感應取電線圈與整流電路電性連接，檢測線圈與采樣模塊電性連接。