[发明专利]一种非接触式电能综合测量装置及电力物联网系统

说明书

本发明公开了一种非接触式电能综合测量装置及电力物联网系统。所述非接触式电能综合测量装置包括：信号测量模块；信号测量模块包括感应电极阵列；感应电极阵列分布在目标线缆的周围；感应电极阵列位于目标线缆产生的电场空间中；感应电极阵列用于基于电场耦合效应测量目标电缆的电压。本发明能在不破坏电缆的情况下实现电能的非接触式测量，不仅便于安装，而且安全性高。

技术领域

本发明涉及电力传感及物联网领域，特别是涉及一种非接触式电能综合测量装置及电力物联网系统。

背景技术

先进电力传感技术是中国构建泛在电力物联网和能源互联网的重要基石。对于电力设备和用电网络而言，通过对底层设备电压、电流、温度等基础变量的测量，利用通信网络对数据进行传输、存储，进而结合数据学习和分析等手段，可以精准感知设备运行状态，掌握用户使用数据和设备服役状态，对于提升电力设备运行安全水平、提高设备运行效率和用电质量均具有重要意义。

目前单一的电信号的测量方法已比较成熟，如通过电流互感器、电压互感器、温度传感器等对电流、电压和温度等变量进行测量。单一的、单参量的传感器处于产业链的末端，功能单一，在功能和产业规模上容易遇到“天花板”，而集合传感、计算、控制、通信的具有完整功能的综合感知终端科技附加值更高，更符合现代化市场的需求，市场价值也更大。随着电力物联网、能源互联网等新基建需求的出现，通过现代通信技术和先进传感技术相结合，将电力相关的装置、管理和信息相连而形成网络系统，更符合当下的现实需求。

实现集成化的综合电能测量，在测量方式、数据处理、安装条件等方面有不同的要求，目前最大的瓶颈在于电压的测量，传统电压测量需要将传感触点(如探针等)与带电导体进行接触，通过电磁变换将电压隔离或者进行调压处理，进而通过二次侧表计获得电压信息。一般的处理方式是，通过探针刺破绝缘电缆，探针与内部导体接触，探针外部连接信号采集和调理电路，进而在二次侧获得线路运行电压。该方法主要存在两方面的缺陷：(1)安装困难。线路一次侧需要停电安装，需要人力破坏线缆绝缘层，同时要控制的受损面积扩大，导致安装难度大。(2)安全隐患严重。由于绝缘层受到破坏，电力线缆和设备的运行安全面临严峻考验。

发明内容

基于此，本发明实施例提供一种非接触式电能综合测量装置及电力物联网系统，在不破坏电缆的情况下实现电能的测量，不仅便于安装，而且安全性高。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种非接触式电能综合测量装置，包括：信号测量模块；

所述信号测量模块包括感应电极阵列；

所述感应电极阵列分布在目标线缆的周围；所述感应电极阵列位于所述目标线缆产生的电场空间中；所述感应电极阵列用于基于电场耦合效应测量所述目标电缆的电压。

可选的，所述信号测量模块，还包括：温度传感器；

所述温度传感器位于第一区域；所述感应电极阵列位于第二区域；所述第一区域和所述第二区域均围绕所述目标线缆；所述第二区域位于所述第一区域的外部；所述温度传感器与所述目标线缆接触；所述温度传感器用于测量所述目标线缆的温度。

可选的，所述信号测量模块，还包括：互感线圈；

所述互感线圈套设在所述目标线缆的周围；所述感应电极阵列位于所述互感线圈与所述目标线缆之间；所述互感线圈用于基于电磁感应原理测量所述目标线缆中的电流。

可选的，所述信号测量模块，还包括：固定件；

所述固定件套设在所述目标线缆的周围；所述固定件的内侧布设所述温度传感器；所述固定件的外侧布设所述感应电极阵列。

可选的，所述非接触式电能综合测量装置，还包括：边缘计算模块；所述边缘计算模块与所述信号测量模块连接；