[發明專利]一種電纜負荷精確采集裝置及方法

在審

• 申請號: 202011031327.7
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN112147400A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 劉岳;郭祥富;彭磊;郭劍黎;王港;江珊;王斌武
• 申請（專利權）人: 鄭州中聖電子科技有限公司
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25;G01R25/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 張乾楨

1.一種電纜負荷精確采集裝置，其特征在于，包括：電纜負荷精確采集主機和數據采集傳感器；

其中，所述數據采集傳感器是一種開合式柔性羅氏線圈電流傳感器，根據電磁感應原理采集通過線圈的電流；所述數據采集傳感器包括接地電流采集傳感器和電纜本體復合電流采集傳感器，所述接地電流采集傳感器安裝于每回被監測線路的直接接地處或交叉互聯接地處，用于采集電纜接地電流，所述電纜本體復合電流傳感器安裝于電纜本體上，用于采集通過電纜本體的復合電流；

所述電纜負荷精確采集主機包括殼體、顯示屏以及安裝在殼體內部的主控模塊，電源模塊，信號處理模塊、底板和電池；

所述數據采集傳感器將采集到的電流信號反饋給所述電纜負荷精確采集主機；

所述電纜負荷精確采集主機的信號處理模塊用于對接收到的反饋的電流信號進行模擬數字轉換處理，得到數字化的信號；

所述主控模塊對用于對數字化的信號進行處理，檢測數字化后的被測信號過零點位置，并計算出采集的電纜本體的復合電流信號和電纜接地電流的相位差，并對采集信號進行矢量差操作，得到精確的電纜負荷信息；

所述電池為可充電電池，經所述電源模塊處理后分別對所述主控模塊和所述信號處理模塊進行供電；所述顯示屏用于實現數據采集顯示功能。

2.根據權利要求1所述的一種電纜負荷精確采集裝置，其特征在于：

所述電纜本體復合電流傳感器采集到通過電纜本體的復合電流，所述接地電流采集傳感器采集到電纜接地電流，所述通過電纜本體的復合電流包括流經高壓電纜導體線芯的負荷電流與流經電纜金屬套的接地電流的時域疊加電流，電纜的真實負荷電流為通過電纜本體的電流與電纜護層環流的矢量差；所述電纜負荷精確采集主機和電纜本體復合電流采集傳感器、接地電流采集傳感器通過環流傳感器接口相連。

3.根據權利要求1所述的一種電纜負荷精確采集裝置，其特征在于：

所述信號處理模塊對所述數據采集傳感器采集到的信號進行去噪、放大、偏置處理。

4.根據權利要求1所述的一種電纜負荷精確采集裝置，其特征在于：

所述主控模塊利用所述信號處理模塊數字化處理過的信號計算通過電纜本體的電流與電纜護層環流的相位角及矢量差。

5.根據權利要求4所述的一種電纜負荷精確采集裝置，其特征在于：

對信號幅值過零點位置進行線性插值，利用插值技術得到精確的信號過零點位置的相位，再獲取電流相位差，從而提高相位差的測量精度，并且通過改變插值個數，保證在不同頻率范圍內測量精度一致，提升電纜負荷電流的精確度。

6.根據權利要求1所述的一種電纜負荷精確采集裝置，其特征在于：所述主控模塊，電源模塊，信號處理模塊插接在電路底板上，每個功能模塊可直接進行插拔式操作，互相獨立，易于維護。

7.一種利用權利要求1所述的電纜負荷精確采集裝置進行電纜負荷精確測量的方法，其特征在于，包括如下步驟：

將接地電流采集傳感器安裝于被監測線路的直接接地處或交叉互聯接地處，將電纜本體復合電流采集傳感器安裝于電纜本體上；

接地電流采集傳感器檢測到接地電流，電纜本體復合電流采集傳感器檢測到通過電纜本體的復合電流，主控模塊實現兩通道的同步采集，且保證信號處理的實時性，采集到的接地電流信號和通過電纜本體的復合電流傳輸到信號處理模塊進行信號處理，信號處理模塊處理后的信號傳輸到主控模塊進行處理；

所述信號處理模塊對采集到的同步的接地電流信號和電纜本體復合電流進行分析，對信號進行去噪、放大、偏置處理，將有效數據傳輸到主控模塊；所述主控模塊利用過零點法計算接地電流信號和通過電纜本體的電流的相位差并對接地電流信號和通過電纜本體的電流進行矢量差操作，獲取精確的電纜負荷電流。