直流電纜泄漏電流帶電檢測系統的制作方法
【專利摘要】一種直流電纜泄漏電流帶電檢測系統，包括微電流傳感器、差分放大及濾波模塊、A/D模塊、DSP控制電路、顯示模塊和通信模塊；微電流傳感器將檢測到的電流模擬信號傳輸至差分放大及濾波模塊；差分放大及濾波模塊產生放大后的模擬信號傳輸至A/D模塊；A/D模塊為數字信號傳輸至DSP控制電路；DSP控制電路對數字信號進行處理產生控制信號和傳遞信號，控制信號反饋到差分放大及濾波模塊；DSP控制電路通過顯示模塊將傳遞信號進行顯示，DSP控制電路通過通信模塊將傳遞信號進行通訊。本發明可以有效、可靠的檢測直流電纜系統的絕緣狀態，對保證電網供電安全有重要意義。
【專利說明】
直流電纜泄漏電流帶電檢測系統
技術領域
[0001]本發明涉及電纜絕緣檢測，具體地指一種直流電纜泄漏電流帶電檢測系統。
【背景技術】
[0002]為了降低溫室效應對氣候的影響，全世界正在大規模發展綠色能源，開發太陽能、風能和潮汐發電等。直流輸電可以把風力發電、潮汐發電、太陽能發電等具有不穩定的電源與電力系統聯接起來并且不會影響電網的電能質量水平。
[0003]高壓直流輸電線路成本低、損耗小、沒有無功功率、連接方便、容易控制和調節，從而在長距離輸電中已被廣泛采用。另外，直流電力電纜絕緣的工作電場強度高、絕緣厚度薄、電纜外徑小、重量輕、制造安裝容易、載流量大、沒有交流磁場、有環保方面的優勢。因此，直流高壓輸電電纜作為直流輸電系統中不可或缺的一部分，是高壓輸電中的重要課題。
[0004]相對交流電力系統而言，高壓直流電力電纜的研究是滯后的。在高壓直流電纜試驗和絕緣診斷技術方面，已有標準中規定的電纜試驗項目不多。由此，在現有技術中缺乏直流電纜系統的絕緣狀態帶電檢測手段，因此，需要根據直流電纜系統結構，提出直流電纜泄漏電流帶電檢測系統，其可以有效、可靠的檢測直流電纜系統的絕緣狀態，對保證電網供電安全有重要意義。
【發明內容】
[0005]本發明的目的就是要針對上述現有技術中的問題，提供一種直流電纜泄漏電流帶電檢測系統，其可以有效、可靠的檢測直流電纜系統的絕緣狀態，對保證電網供電安全有重要意義。
[0006]為實現上述目的，本發明所設計的直流電纜泄漏電流帶電檢測系統，其特殊之處在于:包括微電流傳感器、差分放大及濾波模塊、A/D模塊、DSP控制電路、顯示模塊和通信模塊;所述微電流傳感器將檢測到的電流模擬信號傳輸至差分放大及濾波模塊;所述差分放大及濾波模塊接收到電流模擬信號，對所述電流模擬信號進行濾波和放大產生放大后的模擬信號，并傳輸至A/D模塊;所述A/D模塊接收到放大后的模擬信號后轉換為數字信號，并傳輸至DSP控制電路;所述DSP控制電路對數字信號進行處理產生控制信號和傳遞信號，所述控制信號反饋到差分放大及濾波模塊;所述DSP控制電路通過顯示模塊將傳遞信號進行顯示，所述DSP控制電路通過通信模塊將傳遞信號進行通訊。
[0007]進一步地，所述電流模擬信號包括直流電纜泄漏電流模擬信號和大地感應電流模擬信號;所述微電流傳感器包括檢測直流電纜泄漏電流模擬信號的第一微電流傳感器和檢測大地感應電流模擬信號的第二微電流傳感器;所述第一微電流傳感器沿直流電纜本體或接地線軸線方向安裝在直流電纜本體或接地線上，所述第二微電流傳感器與第一微電流傳感器方向一致地放置在遠離電纜本體的接地體上。
[0008]更進一步地，所述微電流傳感器為開口式結構。
[0009]再進一步地，所述微電流傳感器的檢測靈敏度為微安級。
[0010]在上述技術方案中，所述差分放大及濾波模塊、A/D模塊和DSP控制電路都由電源模塊供電。
[0011]在上述技術方案中，所述微電流傳感器、差分放大及濾波模塊、A/D模塊、DSP控制電路、顯示模塊和通信模塊為一體式結構。
[0012]在本發明所設計的直流電纜泄漏電流帶電檢測系統中，微電流傳感器是一種可以檢測微安級精度微弱電流的傳感器，是一種基于磁感效應的傳感器，其輸出的模擬信號經過差分放大及濾波模塊進入A/D模塊進行數字化轉換，再到DSP控制電路。根據不同電壓等級的直流電纜線路，通過軟件設置差分放大及濾波模塊的相應放大倍數，間接調整了微電流傳感器的檢測范圍，從而適應不同電壓等級直流電纜泄漏電流的量程。
[0013]差分放大及濾波模塊用于對微電流傳感器的檢測信號進行信號幅值調整，使其輸出的模擬信號在A/D模塊的檢測量程范圍內。在本發明中微電流傳感器包括第一微電流傳感器和第二微電流傳感器，差分放大及濾波模塊同時對直流電纜泄漏電流模擬信號和大地感應電流模擬信號進行差分放大和濾除干擾信號。兩個微電流傳感器的設計具有更好的檢測可靠性。上述兩個傳感器均為開口式結構，這樣可以在不拆除電纜線路條件下進行安裝，并且兩個傳感器的靈敏度都為微安級。
[0014]所述DSP控制電路是一種特殊的微處理器，主要對數字信號進行處理。工作原理是對接收到的O、I數字信號進行顯示、通信，并根據實際測試環境自動調整差分放大及濾波模塊檢測的模擬信號，能夠實現信號在不同量程上的切換。DSP控制電路具有強大的數據處理功能和較高的運行速度，可根據需求進行編程，且可對檢測的大量數據按指令進行快速處理。
[0015]所述電源模塊用于為差分放大及濾波模塊、A/D模塊及DSP控制電路提供電源。將所述微電流傳感器、差分放大及濾波模塊、A/D模塊、DSP控制電路、顯示模塊和通信模塊設計為一體式結構，這樣的結構方便技術人員在檢測地進行通訊和處理。另外本發明一體式的結構也更適合設計為手持設備，方便攜帶。
【附圖說明】
[0016]下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中:
[0017]圖1為本發明的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018]為了對本發明的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現對照附圖詳細說明本發明的【具體實施方式】。
[0019]如圖1所示，本發明所述的直流電纜泄漏電流帶電檢測系統，由第一微電流傳感器、第二微電流傳感器、差分放大及濾波模塊、A/D模塊、DSP控制電路、顯示模塊、通信模塊和電源模塊組成，并且上述元器件呈一體式結構。第一微電流傳感器沿直流電纜本體或接地線軸線方向安裝在直流電纜本體或接地線上，第二微電流傳感器與第一微電流傳感器方向一致地放置在遠離電纜本體的接地體上。第一微電流傳感器檢測到的直流電纜泄漏電流模擬信號和第二微電流傳感器檢測到的大地感應電流模擬信號傳送至差分放大及濾波模塊。所述第一微電流傳感器和第二微電流傳感器均為開口式結構，實現在不拆除電纜線路條件下進行安裝，并且其檢測靈敏度為微安級。
[0020]所述差分放大及濾波模塊單向連接到A/D模塊，將差分放大及濾波模塊產生的放大后的模擬信號傳送到A/D模塊進行數字化轉換。所述A/D模塊單向連接到DSP控制電路，將A/D模塊輸出的數字化信號傳遞到DSP控制電路。所述DSP控制電路單向連接到顯示模塊與通信模塊，顯示模塊將DSP控制電路的傳遞信號進行顯示，通信模塊將DSP控制電路的傳遞信號進行通信。所述DSP控制電路產生的控制信號反饋到差分放大及濾波模塊。
[0021 ]所述電源模塊為差分放大濾波模塊、A/D模塊和DSP控制電路提供電源。
[0022]本發明工作的具體過程為:
[0023](I)將第一微電流傳感器安裝在直流電纜本體或接地線上，檢測直流電纜泄漏電流模擬信號;將第二微電流傳感器放置到遠離電纜本體的接地體上，檢測大地感應電流模擬信號。
[0024](2)通過差分放大及濾波模塊對上述兩路電流模擬信號進行信號放大和差分濾波；
[0025]如果上述兩路電流模擬信號范圍值在A/D模塊的檢測量程范圍內，則直接將兩路電流模擬信號通過差分放大及濾波模塊傳輸到A/D模塊;如果任一電流模擬信號范圍值小于或大于A/D模塊的檢測量程范圍，則將其通過差分放大及濾波模塊放大或減小到A/D模塊的檢測量程范圍內后傳輸到A/D模塊。
[0026](3)通過A/D模塊將接收到的電流模擬信號進行數字化轉換。
[0027](4)通過DSP控制電路對轉化后的數字信號輸送到顯示模塊與通信模塊，進行顯示和通?目O
[0028](5)根據顯示模塊顯示的信號發送新的指令給DSP控制電路并反饋到差分放大及濾波模塊。
[0029]上面結合附圖對本發明的實施例進行了描述，但是本發明并不局限于上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明宗旨和權利要求所保護的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發明的保護之內。
【主權項】
1.一種直流電纜泄漏電流帶電檢測系統，其特征在于:包括微電流傳感器、差分放大及濾波模塊、A/D模塊、DSP控制電路、顯示模塊和通信模塊； 所述微電流傳感器將檢測到的電流模擬信號傳輸至差分放大及濾波模塊； 所述差分放大及濾波模塊接收到電流模擬信號，對所述電流模擬信號進行濾波和放大產生放大后的模擬信號，并傳輸至A/D模塊； 所述A/D模塊接收到放大后的模擬信號后轉換為數字信號，并傳輸至DSP控制電路； 所述DSP控制電路對數字信號進行處理產生控制信號和傳遞信號，所述控制信號反饋到差分放大及濾波模塊;所述DSP控制電路通過顯示模塊將傳遞信號進行顯示，所述DSP控制電路通過通信模塊將傳遞信號進行通訊。2.根據權利要求1所述的直流電纜泄漏電流帶電檢測系統，其特征在于:所述電流模擬信號包括直流電纜泄漏電流模擬信號和大地感應電流模擬信號； 所述微電流傳感器包括檢測直流電纜泄漏電流模擬信號的第一微電流傳感器和檢測大地感應電流模擬信號的第二微電流傳感器； 所述第一微電流傳感器沿直流電纜本體或接地線軸線方向安裝在直流電纜本體或接地線上，所述第二微電流傳感器與第一微電流傳感器方向一致地放置在遠離電纜本體的接地體上。3.根據權利要求2所述的直流電纜泄漏電流帶電檢測系統，其特征在于:所述微電流傳感器為開口式結構。4.根據權利要求3所述的直流電纜泄漏電流帶電檢測系統，其特征在于:所述微電流傳感器的檢測靈敏度為微安級。5.根據權利要求1至4任一項所述的直流電纜泄漏電流帶電檢測系統，其特征在于:所述差分放大及濾波模塊、A/D模塊和DSP控制電路都由電源模塊供電。6.根據權利要求1至4任一項所述的直流電纜泄漏電流帶電檢測系統，其特征在于:所述微電流傳感器、差分放大及濾波模塊、A/D模塊、DSP控制電路、顯示模塊和通信模塊為一體式結構。7.根據權利要求5所述的直流電纜泄漏電流帶電檢測系統，其特征在于:所述微電流傳感器、差分放大及濾波模塊、A/D模塊、DSP控制電路、顯示模塊和通信模塊為一體式結構。
【文檔編號】G01R31/02GK106093543SQ201610398869
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月7日
【發明人】張靜, 程林, 羅傳仙, 江翼
【申請人】國網電力科學研究院武漢南瑞有限責任公司, 國網浙江省電力公司