[实用新型]用于雷击杆塔在线监测系统电流采集传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及到电流传感器，特别是涉及到用于雷击杆塔在线监测系统电流采集传感器。

背景技术

对电力系统大电流的监测主要采用分流器和Rogowski线圈（罗氏线圈）。其中罗氏线圈是利用电流互感原理进行电流间接测量的装置，具有低功率输出、结构简单、线性良好等优良特性，在许多大电流测量场合下，它都是传感器件的首选对象。

由于罗氏线圈传感器特点突出，应用广泛，很多学者从不同角度对其作了研究，包括罗氏线圈频谱特性分析及其影响因素；对于不同功能罗氏线圈仿真计算与试验研究；分布电容，杂散电感等元器件非理想特性对罗氏线圈整体性能的影响；不同积分方式应用场合与特点；PCB板罗氏线圈特点与工艺；罗氏线圈结构设计原则及元器件的选择；罗氏线圈在局部放电测量领域的应用；绕制材料对罗氏线圈性能的影响等许多方面，并通过学术论文进行了阐述。文中一般只针对单个罗氏线圈进行分析和研究。对四个罗氏线圈并联使用，以及并联后特性等，文献均并未提及。

在实际电流监测应用中，罗氏线圈传感器一般安装在能够直接测量大电流的位置。例如杆塔雷电流传感器安装在绝缘子接地端，避雷线与杆塔连接点；变电站电流传感器安装在绝缘支柱接地端等处；这些传感器均是单个使用，具有独立采集通道。而在一些大范围，多通道，存在分流情况的场合，往往需要设置多个这样的线圈进行测量，采集。例如测量雷击杆塔入地电流时，电流通过杆塔基座入地，需要四个罗氏线圈传感器。

多通道大电流采集的方法有通道独立采集法和有源信号叠加法。通道独立采集法的采集通道数和传感器数量一致，通道数量多，存储容量大，成本高；有源信号叠加法通过跟随器、加法器等有源器件实现信号的模拟叠加，但有源器件数量的增加易导致检测装置功耗及故障率的增加，有源器件的特性也会对信号叠加产生很大的影响。为此，很多测量系统在使用罗氏线圈传感器时，尽量避免四个罗氏线圈共同测量总电流的情况，以规避有源叠加的问题，这就限制了罗氏线圈的安装位置，提高了安装难度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供用于雷击杆塔在线监测系统电流采集传感器，解决现有多通道电流采集方法中，成本高、功耗大、易出故障的缺陷。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：用于雷击杆塔在线监测系统电流采集传感器，安装在杆塔上，包括积分电路和四个罗氏线圈，四个罗氏线圈分别安装在杆塔的四根支柱上，对应的罗氏线圈所在平面垂直于对应的支柱，且对应的支柱穿过对应罗氏线圈的中心，所有的罗氏线圈都并联到一个采样电阻R_J上，积分电路也并联到采样电阻R_J上，所述的罗氏线圈的输出端口上分别都设置有一个隔离电阻。本装置主要用于采集接地电流，罗氏线圈并联后连接到匹配的积分电路上，之后即直接连接到检测系统中，能够采集多通道电流，再利用匹配的积分电路将多通道电流还原为分流前大电流波形，整个传感器不使用有源器件，采用无源模拟叠加方法，功耗很小，由于采集通道减少，其布置简单、实施成本低，大电流不易产生电晕，其安全性好，精度高。隔离电阻用于隔离不同罗氏线圈不同电压，进行多个线圈输出电压的隔离，通过不同电压作用在采样电阻R_J上实现电压的叠加，这里与单线圈的积分电路不同，单线圈直接连接到积分电路上，而本实用新型中的隔离电阻和采样电阻即实现了多线圈的叠加。

进一步，上述的积分电路采用RC外积分电路，包括电阻R和电容C，这样多个传感器的积分都在外积分处，仅有一点接地，而采用传统的LR内积分电路会因为多点接地方式产生的地电位抬升或环流。

进一步，上述的隔离电阻的阻值等于对应罗氏线圈的波阻抗减去采样电阻R_J的阻值，即隔离电阻的阻值加上采样电阻R_J的阻值应该与罗氏线圈的波阻抗一致，保证罗氏线圈中电流合流的准确性。

本实用新型的有益效果是：

（1）本实用新型能够采集多个通道电流，再利用匹配的积分电路将多通道电流还原为分流前大电流波形，整个传感器不使用有源器件，采用无源模拟叠加方法，功耗得到很大的降低；

（2）本实用新型由于采集通道减少三个，其布置简单、实施成本低，大电流不易产生电晕，其安全性好，精度高；

（3）采用RC外积分电路，这样多个传感器的积分都在外积分处，仅有一点接地，避免多点接地方式产生的地电位抬升或环流。

附图说明

图1 为本实用新型应用时的结构示意图；

图2 为本实用新型的结构示意图；