[發明專利]一種可帶電裝卸的低壓電流無線測量裝置

在審

• 申請號: 201410476354.3
• 申請日: 2014-09-18
• 公開（公告）號: CN104198805A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 吳清早;夏偉琪;王玨;鞠險峰;李佳燚
• 申請（專利權）人: 黑龍江省電工儀器儀表工程技術研究中心有限公司
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明屬于電學量測量領域，具體地說涉及一種可帶電裝卸的低壓電流無線測量裝置。

背景技術

線路電流的準確測量在電學測量中具有重要意義，特別是在線路非拆裝、設備不停機、實時在線條件下的電流負荷測量，在用電線路檢查、故障排查、反竊電稽查中有著廣泛應用需求。

目前，交流電流的非接入線路測量多使用的穿線式電流互感器來實現，具有準確度高、對輸電線路影響小等優點，但是由于需要穿線，這種電流測量裝置需要在線路規劃和鋪設時就考慮安裝，或者對線路停電并重新穿線，因此多用于儀器設備、配電控制箱內部或安裝后就不再變動的場合。此外穿線式電流互感器多采用硬質磁芯，其測量范圍較窄，一旦磁芯飽和就不能再準確測量。另外一些采用的開口式電流互感器，這種電流測量裝置不需要穿線，與數字儀表一體，現場測量比較方便，適用多數低壓配電線路臨時檢修場合，但大多都是采用的硬質磁芯電流互感器，測量范圍較窄，不適合大電流、寬電流范圍和電壓較高的場合，也不適合時間較長的無人值守的測量需求。當前熱點研究的光電式電流傳感測量法可以彌補上述普通電流互感器的缺點，測量范圍寬，幾乎不對輸電線路造成影響，適合高壓應用，可不停電安裝等，但是存在設備復雜、穩定性和抗干擾能力較差、工作取電難等缺點。此外這類電流測量裝置大多不帶有數據接口，不適合長時間和無人值守的場合，有些雖然具有無線通信接口，但是又存在安裝、更換都不方便等缺點。

Rogowski線圈是另外一種電流互感器，其內部沒有磁性鐵芯，因而測量范圍寬、不會飽和、線性度好、無二次開路危險，但價格相對較高，應用范圍相對較小。

Rogowski線圈優良的性能為本發明提供了解決思路。本發明主要針對已經鋪設好的線路，且不方便停電拆裝的低壓輸電場合，提供一種長期、實時的電流監測裝置，可應用于用電監測、反竊電稽查等場合。

發明內容

本發明是為了適應用電監測的長期性和實時性需要，適應輸電線路已經鋪設完成難以重新鋪設，被測電流范圍寬、強度大，需要不停電安裝的情形下的電流測量。

為了實現上述目標，本發明采用的技術方案由四部分功能電路組成：電流采樣處理部分、協議控制部分、無線傳輸部分和取能電源部分。

所述的電流采樣處理部分使用柔性Rogowski線圈進行電流采樣，利用專用三相電能計量芯片進行電流有效值的計算。該部分可以不停電拆裝，負責對被測量線路的電流進行采樣，經濾波、放大、數字積分和AD轉換后，計算得到被測量電流的真有效值，供協議控制部分使用。

所述的協議控制部分主要負責通信協議的處理，控制與其它設備的通信過程，同時完成本發明裝置的低功耗電源管理功能。該部分以高性能單片機為處理核心，使用嵌入式C語言開發程序，其主要任務為解析接收到的數據幀，取回電流采樣處理模塊測量得到的電流真有效值，按通信協議組織對接收數據幀的應答返回幀，控制無線傳輸部分做出響應應答；依據設定的工作模式，完成裝置的電源管理。

所述的無線傳輸部分負責無線傳輸協議的控制，提供一種無線接口界面，以無線傳輸方式實現本發明裝置與其它連接儀器設備的數據的具體傳輸。

所述的取能電源部分負責為整個裝置提供電能，采取感應取能線圈從輸電線路上感應取能與充電電池想結合的方式，保證裝置的平穩運行。

作為優選，所述的電流采樣處理部分使用柔性Rogowski線圈采樣，采用插拔式開口設計，方便不改動線路、不停電拆裝，測量線徑范圍為3-80mm，電流范圍為0-500A，電壓等級為10kV，在0~30A電流范圍內，測量準確度優于±1.5%，在30~350A電流范圍內，測量準確度優于±0.5%。

作為優選，所述的協議控制部分數據通信協議支持DL/T?645-2007協議；具備正常工作模式和“工作-休眠-工作-休眠”的間歇工作模式。

作為優選，所述的無線傳輸部分具備16個通信信道，信道可任意選擇，防止通信沖突和干擾；同時設置8種可選發射功率，以控制功耗。

作為優選，所述的取能電源部分的感應線圈采用開口式半圓形硅鋼片鐵芯，其截面為20mm×50mm，線圈匝數為150,合計氣隙不超過3mm。以DC-DC開關轉換電源為感應取電后的穩壓降壓核心，將電能轉換為5V電壓、最大1A的電流，供裝置和充電使用。

附圖說明

圖1是本發明的結構框圖。

圖2是本發明的取能電源模塊設計框圖。

具體實施方式

結合附圖和實施例對本發明進一步說明如下：