[實(shí)用新型]一種測(cè)量接地散流的陣列式電流傳感器裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320339660.3
• 申請(qǐng)日: 2013-06-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203324351U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱時(shí)陽(yáng);王樂(lè);鄧雨榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣西電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G01R19/00
• 分類號(hào): G01R19/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于接地裝置的測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種測(cè)量接地散流的陣列式電流傳感器裝置。

背景技術(shù)

在工程應(yīng)用中常常利用高精度穿芯式羅格夫斯基線圈套在接地體上測(cè)量地中接地體上電流的分布。但是該方法有其特定的應(yīng)用條件，只能測(cè)量接地體上的散流分布且無(wú)法獲得土壤中的散流分布。另外，該方法一次只能測(cè)量接地體上一個(gè)點(diǎn)的電流值，測(cè)量效率不高。

地中散流分布的研究對(duì)于接地理論及接地參數(shù)的獲取具有重要意義，準(zhǔn)確的掌握地中散流分布能為有效的設(shè)計(jì)降阻裝置提供必要的參考。由于故障電流、操作電流或沖擊雷電流經(jīng)接地裝置泄流時(shí)產(chǎn)生的時(shí)變電場(chǎng)的復(fù)雜性，從理論上推導(dǎo)出比較精確地?cái)?shù)學(xué)表達(dá)式較為困難，從試驗(yàn)角度出發(fā)揭示接地裝置的安全性能一直是接地性能研究的重要手段。通過(guò)測(cè)量手段獲取地中的沖擊散流特性能夠全面地研究地中的散流規(guī)律，科學(xué)地預(yù)測(cè)輸電線路的防雷效果。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是針對(duì)缺乏地中散流測(cè)量裝置的現(xiàn)狀，提出一種測(cè)量接地散流的陣列式電流傳感器裝置，該裝置具有測(cè)量精度高，抗干擾能力強(qiáng)、響應(yīng)速度快、頻率范圍寬等特點(diǎn)。

本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下：

一種測(cè)量接地散流的陣列式電流傳感器裝置由特制電流傳感器陣列、同軸屏蔽電纜、高速數(shù)據(jù)采集卡、光纖、控制處理模塊和顯示模塊六個(gè)部分組成。其中特制電流傳感器陣列通過(guò)同軸屏蔽電纜與高速數(shù)據(jù)采集卡的一端相連，高速數(shù)據(jù)采集卡的另一端通過(guò)光纖與控制處理模塊的一端相連、控制處理模塊的另一端通過(guò)光纖與顯示模塊相連。

各部件結(jié)構(gòu)及功能：

1)所述特制電流傳感器陣列由九個(gè)特制傳感器均勻鑲嵌在邊長(zhǎng)為70cm、材料為氧化物陶瓷的不導(dǎo)磁正方形骨架內(nèi)，每行每列均含三個(gè)特制傳感器，相鄰兩個(gè)特制傳感器距離10cm，用于采集接地極附近土壤中電流值，通過(guò)同軸屏蔽電纜將特制電流傳感器陣列的輸出端與所述高速采集卡的輸入端相連接，高速采集卡將采集到的接地極附近土壤中電流值經(jīng)過(guò)控制處理模塊，最終在顯示模塊上呈現(xiàn)。

所述特制傳感器由引流針、不導(dǎo)磁骨架、聚合物絕緣外殼、銅質(zhì)線圈和積分模塊組成；所述的不導(dǎo)磁骨架的材料為非磁性塑料、截面直徑為10～15mm、外徑為30～60mm、內(nèi)徑25～50mm的圓環(huán)，其主要作用是固定所述銅質(zhì)線圈。所述圓環(huán)中間含直徑25～50mm、厚度10mm的不導(dǎo)磁塑料圓盤，其主要作用是固定所述特制傳感器中心的引流針。

所述的銅質(zhì)線圈由標(biāo)稱直徑為0.1～0.3mm的銅漆包圓線均勻繞制在不導(dǎo)磁骨架上，銅質(zhì)線圈的匝數(shù)為200匝，其主要作用是產(chǎn)生與軸向電流成正比的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。所述積分模塊用于對(duì)銅質(zhì)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)進(jìn)行積分，從而得到感應(yīng)電流。所述銅質(zhì)線圈兩端的引出線與所述積分模塊的輸入端連接，所述積分模塊的輸出端作為特制傳感器的輸出端。所述聚合物絕緣外殼的材料為環(huán)氧樹脂，聚合物絕緣外殼為內(nèi)徑為3～15mm、外徑為6～18mm、厚度為5～10mm的圓環(huán)形殼體，用以防止大電流竄入所述特制傳感器所在的測(cè)量回路而損毀測(cè)量設(shè)備。所述引流針為長(zhǎng)度為10～20mm、外徑為3～8mm的銅漆包導(dǎo)體，在引流針的外面套裝塑料絕緣管后固接在所述聚合物絕緣外殼的軸心處，其主要作用是引流待測(cè)點(diǎn)的沖擊電流。所述特制傳感器的測(cè)量帶寬為100Hz～200MHz，其不僅具有良好的響應(yīng)特性，能夠準(zhǔn)確的測(cè)量沖擊大電流，而且特制傳感器通過(guò)電磁場(chǎng)耦合測(cè)量沖擊電流，測(cè)量線圈本身與被測(cè)電流回路沒(méi)有直接的電的聯(lián)系，因此與主回路有著良好的電氣絕緣性能。

2)所述高速數(shù)據(jù)采集卡為市購(gòu)模塊，主要用于對(duì)采集所述特制電流傳感器陣列輸出的電流信號(hào)，它能同時(shí)在九個(gè)通道上采集幅度為土10V、頻率為0～200MHz的信號(hào)，采樣頻率為0～1GS/s，精度為0.05％FSR；采集可單次采集，也可連續(xù)采集。高速數(shù)據(jù)采集卡可以有效地解決在測(cè)試過(guò)程中的高速、多通道、長(zhǎng)時(shí)間數(shù)據(jù)采集問(wèn)題，使其成為傳感器輸出信號(hào)與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的一個(gè)橋梁等。

3)所述控制處理模塊為市購(gòu)模塊，采用32位高性能ARM處理器和μC/OS-II操作系統(tǒng)，主要用于完成針對(duì)所述高速數(shù)據(jù)采集卡的采樣通道、采樣頻率、觸發(fā)電平、存儲(chǔ)位置等設(shè)置，針對(duì)所述顯示模塊的顯示模式、通道選擇等設(shè)置，以及數(shù)據(jù)處理。

4)所述顯示模塊為市購(gòu)模塊，采用19寸觸摸顯示器，主要用于顯示所述高速數(shù)據(jù)采集卡所采集到的信號(hào)，并與所述控制處理模塊一起構(gòu)成人機(jī)交互界面，為單屏幕多窗口的顯示方式，操作方便。