[发明专利]基于感应供电的数字电流互感器及其监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电流互感器，尤其涉及一种基于感应式供电的一体化数字电流互感器及其对电缆进行监测的方法。

背景技术

互感器是按比例变换电压或电流的设备，其功能是将高电压或大电流按比例变换成标准低电压或标准小电流，以便实现测量仪表、保护设备、及自动控制设备的标准化、小型化。此外，互感器还可以用来隔开高电压系统，以保证人身和设备的安全。电流互感器是依据电磁感应原理进行电流转换的部件，广泛应用于电力系统中，起变流和电气隔离的作用。

目前使用的电流互感器一般为接线式或穿心式，其铁芯与外壳均为闭合式设置，铁芯为封闭的圆环形或方形。在安装时，必须将电缆拆开，也就是必须在断电后才能进行安装或拆除等作业，操作比较复杂，甚至会影响供电设备的正常运行，影响了人们的正常用电。

进一步的，现有一般的电流互感器，其只能做到检测电缆运行电流值，并直接输出交流模拟量信号的功能。这个交流模拟量信号的数据传输距离很近无法进行远距离传输，必须通过另设的采集控制器将模拟量信号转换为数字信号后才能进行远距离传输，设备成本较为昂贵。此外，由于模拟量信号在传输过程中会因为导线的长度不同产生不同程度的衰减，从而影响测量精度。同时，模拟量信号容易受到干扰，因此也会影响测量的真实性。

发明内容

本发明的一目的在于，提供一种基于感应供电的数字电流互感器，其由感应电流供电，无需外部供电，且直接输出数字信号无需采集控制器，能够极大的降低工程费用；

本发明的另一目的在于，提供一种基于感应供电的数字电流互感器的监测方法，其在监测电缆运行电流的同时，利用感应供电技术，并直接输出数字信号，提高了测量的精度，降低了工程难度和费用。

为实现上述目的，本发明提供一种基于感应供电的数字电流互感器，包括：安装座、设于安装座内的电路板、及设于安装座上的塑料外壳，其还包括设于塑料外壳内的感应取电线圈、及检测线圈，所述安装座上还设有通信接口，电路板上设有CPU、分别电性连接于CPU一端的整流电路、采样模块、及电性连接于CPU另一端的CAN收发器，塑料外壳为两配合安装的半圆环形壳体，所述感应取电线圈及检测线圈均采用开合式铁芯设置，该感应取电线圈与整流电路电性连接，检测线圈与采样模块电性连接，所述通信接口与CAN收发器电性连接。

其中，所述安装座上设有紧固螺丝，塑料外壳的两半圆环形壳体通过该紧固螺丝相互配合安装，形成一闭合圆环。

本发明的CPU与整流电路之间还电性连接一DC/DC转换器。

本发明中，所述CPU内包括一电源模块，该DC/DC转换器与该电源模块电性连接。

此外，所述CPU内还包括依次电性连接的模数变换器、运算分析模块、及CAN控制器，采样模块与该模数变换器电性连接，电源模块分别与该模数变换器、运算分析模块、及CAN控制器电性连接，CAN收发器与该CAN控制器电性连接。

选择性的，所述通信接口可以为采用Modbus协议的RS485通信接口。

本发明感应取电线圈及检测线圈的开合式铁芯均包括两个相对设置的开合式半圆环铁芯，该两个铁芯之间填充有绝缘塑料。

进一步的，本发明还提供一种基于感应供电的数字电流互感器的监测方法，其包括如下步骤：

将基于感应供电的数字电流互感器安装在待测电缆上面形成闭合的线圈，该基于感应供电的数字电流互感器内的感应取电线圈及检测线圈均采用开合式铁芯设置；

当待测电缆有电流通过时，检测线圈产生感应电流，该感应电流经过采样模块后输入到CPU；

感应取电线圈产生感应供电电流，该感应供电电流经过DC/DC转换器传输至CPU，为CPU工作提供电源；

CPU对该感应电流进行模数转换和分析运算后，经过CAN收发器直接输出数字信号，该数字信号通过通信接口传输给上位机检测设备。

其中，所述CPU内包括一电源模块，该DC/DC转换器与该电源模块电性连接；该CPU内还包括依次电性连接的模数变换器、运算分析模块、及CAN控制器，采样模块与该模数变换器电性连接，电源模块分别与该模数变换器、运算分析模块、及CAN控制器电性连接，CAN收发器一端与该CAN控制器电性连接，其另一端与通信接口电性连接。

本发明中，所述基于感应供电的数字电流互感器内包括有感应取电线圈、及检测线圈，该感应取电线圈及检测线圈均采用开合式铁芯设置，该感应取电线圈与整流电路电性连接，检测线圈与采样模块电性连接。