[实用新型]测量避雷器电位分布不均匀性的电流传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电流传感器，特别涉及一种测量无间隙金属氧化物避雷器电位分布不均匀性的电流传感器，属于电力设备技术领域。

背景技术

为确保金属氧化物避雷器安全运行，在新产品投入批量生产之前有必要进行避雷器整体电位分布的研究，以避免避雷器电位分布不均匀系数大于标准规定，致使电阻片局部荷电率过高而最终导致热崩溃，引起电力系统安全事故。目前常用的测量电位分布的方法是光纤—电流法。

在一般的测量电位分布的设备中，其传感头一般采用无源装置，将其测量的电流强度调制为光强信号或者频率信号，通过光纤传输至低压侧信号处理单元。这种电流信号采集方法实时性差，无法得到所测得的电流波形并且无法得到所测的电流信号的有效值、峰值、频率等相关信息，无法更精确地测量金属氧化物避雷器的电位分布。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种测量避雷器电位分布不均匀性的电流传感器，其采用MSP430F149单片机作为信号采集芯片，辅之以信号调理电路和电光转换电路，实时采集电流信号发送至低压侧信号处理单元，并采用金属全屏蔽结构，相比以前电位分布试验设备采用的传感头，本实用新型所涉及的电流传感器所采集的信号传送至低压侧信号处理单元后可以完整还原被测的电流波形信号，可以得到被测电流信号的有效值、峰值、频率等相关信息，能更精确地测量金属氧化物避雷器的电位分布系数。具有精度高、实时性好、功耗低、能工作在高悬浮电位、具有良好的电磁兼容性能和抗干扰能力强等特点。

本实用新型的技术方案是：一种测量避雷器电位分布不均匀性的电流传感器，其特征在于：在金属外壳中，取样电阻保护电路、信号调理电路、信号采集电路、电光转换电路顺序电连接，电池模块分别与信号调理电路、信号采集电路、电光转换电路连接并提供电源。

如上所述的测量避雷器电位分布不均匀性的电流传感器，其特征在于：取样电阻保护电路由瞬态电压抑制二级管构成，瞬态电压抑制二级管与取样电阻并联。

如上所述的测量避雷器电位分布不均匀性的电流传感器，其特征在于：信号采集电路采用MSP430F149单片机作为信号采集和通信芯片，将模拟电压信号经其内部的12位A/D转换器实时转换为二进制数字信号，经过编码处理后通过串口发送至电光转换电路。

如上所述的测量避雷器电位分布不均匀性的电流传感器，其特征在于：通过电光转换电路后的二进制数字信号，采用单根光纤通道传送至低压侧信号处理单元进行进一步数据处理。

如上所述的测量避雷器电位分布不均匀性的电流传感器，其特征在于：做为屏蔽的铝金属外壳，外形和避雷器原有金属垫块形状一致。

本实用新型的工作原理：本实用新型的测量避雷器电位分布不均匀性的电流传感器(以下简称电流传感器)的金属外壳外形和避雷器原有金属垫块形状一致，将电流传感器代替避雷器原有金属垫块放置于避雷器的电阻片之间；当避雷器上施加电压时，通过避雷器电阻片的电流流过从电流传感器中提取信号的取样电阻保护电路，信号从取样电阻保护电路两端引出送入后续信号调理电路；电流传感器工作在高电压下，电路中有可能会出现短暂的浪涌电流和浪涌电压现象，为此，在信号的输入端并联瞬态电压抑制二级管做为取样电阻保护电路，避免后面的电路遭到永久性破坏；为保证电流传感器的引入不改变直流避雷器的全电流，选用高输入阻抗、低漂移、低噪声的运放构成信号调理电路与取样电阻保护电路并联；信号调理电路对电压信号进行滤波后送入MSP430F149单片机的A/D转换器进行模数转换，MSP430F149单片机对采集的数据进行处理，通过串口发送出二进制数字电平信号，然后通过电光转换电路，用光纤将数据从高压侧的悬浮电位发送到低压侧信号处理单元且每个电流传感器只需一根光纤通信，在低压侧信号处理单元将接收到的实时电流波形数字信号解调，并进行相应处理，可以得到流过电阻片电流的完整波形和试验所需要的相关信息。

本实用新型的电流传感器为有源传感器，电池模块分别与信号调理电路、信号采集电路、电光转换电路连接并提供电源。另外，由于测量是在高电压、强电磁场的恶劣环境下进行的，现场存在大量干扰信号，为了不使被测信号和电流传感器电路受到影响，本实用新型设计时选用了铝外壳作为外屏蔽，整个电流传感器都在铝外壳包围之中，与外界的通信只有一根光纤，有效抑制电磁干扰，屏蔽复杂的电磁场环境，保证电流传感器能获取真实、可靠的被测信号。电流传感器外观尺寸与一片金属垫块相同，可以尽量降低电流传感器的引入对原有金属氧化物避雷器电位分布的影响。