专利名称：便携式容性设备介损及电容量在线监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于输、配电系统测量装置技术领域，尤其是对介质损耗和金属氧化物避雷器特性进行带电测量的装置。
背景技术：
由于电子器件的固有特性，以往的介质损耗带电测量装置都很容易受温度、使用时电磁干扰等外部因素的影响而降低其测量准确度，必须经常对装置进行准确性校验。而带电测量装置是必须和传感器一起使用的。在输、配电系统中，传感器往往安装于高压设备上，拆卸和安装都十分不便，因此，对以往的介质损耗带电测量装置进行现场校准几乎不可能，这也是影响此类装置广泛使用的最重要因素。由于在输、配电系统中各种电磁干扰非常严重，各种需要检测的高压设备相距又在几十到几百米之远，而要采集的信号又非常微弱，因此作为采集信号的传感器必须输出足够大的电流或者足够高的电压来消除各种干扰。使用以往的信号传输线，就必须采用有源传感器将采集的信号放大才能够达到目的，而有源器件的使用寿命又有不可确定性，一旦发生损坏，在带电的情况下很难进行更换和维修。再加上有源传感器中有源元件受温度、工作时间、雷击等不利因素的影响，很容易使其特性发生改变，这不仅直接影响测量精度，也影响到整个测量装置的可靠性，在实际使用中很不方便，严重时甚至会失去应用价值。

发明内容
本实用新型的目的正是为了克服上述现有技术的不足而提供一种采用抗干扰信号传输线和无源传感器，并有自动校准功能，使得测量结果准确、操作简便、安全可靠的便携式容性设备介损及电容量在线监测装置。
本实用新型的目的是通过如下技术方案实现的。
本实用新型由无源电流传感器、抗干扰信号传输线、信号采集器、波形处理器、信号处理控制器、电压传感器、指令输入单元、存储单元、显示单元组成，无源电流传感器的出端与抗干扰信号传输线的入端连接，抗干扰信号传输线和电压传感器的出端分别与信号采集器的入端连接，信号采集器的出端连接波形处理器的入端，波形处理器的出端连接信号处理控制器，指令输入单元和存储单元也分别与信号处理控制器连接，在信号处理控制器的出端连接显示单元。
本实用新型设置有电子转换开关，该电子转换开关的入端分别与抗干扰信号传输线和电压传感器连接，出端与信号采集器连接，另外还设置有一个标准校验单元接入电子转换开关，在标准校验单元中设置有标准校验电路；所述的抗干扰信号传输线由屏蔽信号电缆和抗干扰及信号放大电路构成，抗干扰及信号放大电路置于屏蔽信号电缆的两端之间；在信号处理控制器的出端还连接有打印机或接口。
本实用新型由于设计了标准校验电路和抗干扰信号传输线，标准校验单元可以实现对传感器以及测量装置的自动校准，可以不受任何外部环境的影响保证测量的准确度，采用抗干扰信号传输线能够达到采用无源电流传感器的目的，充分发挥无源传感器可靠性高、性能稳定、精度高、寿命长的优点，从而提高测量装置的稳定性、可靠性和准确性。本装置具有操作简便、可靠性高、测量速度快、便于携带、不需停电、随时测量、设备安装费用低廉等优点。
下面，结合说明书附图进一步阐述本实用新型。


图1是本实用新型的结构原理图；图2是抗干扰信号传输线的电路原理图之一；
图3是抗干扰信号传输线的电路原理图之二；图4是标准校验单元的标准校验电路原理图；图5是本实用新型的在线监测原理图；图6是本实用新型的外形结构图。
具体实施方式
首先如图2或图3所示，采用市售电子元件制作抗干扰及信号放大电路I，两端连接屏蔽信号电缆2后，构成抗干扰信号传输线3，图2的抗干扰及信号放大电路I中各元件的取值参考为R11KΩ、R2100KΩ、R310KΩ、R450KΩ、R51KΩ、R61KΩ，图3的抗干扰及信号放大电路I中各元件的取值参考为R1100KΩ、R2100KΩ、R35KΩ、R410KΩ、R5900Ω、R610KΩ、R71KΩ、R81KΩ、C50PF；如图4所示采用市售电子元件制作标准校验单元9中的标准校验电路，电路中各元件的取值参考为R50Ω、C14μF、C24Mf，在U端连接3～80伏特的电压。电子元件可以是集成电路器件，也可以是分立器件。然后如图1所示将无源电流传感器1、抗干扰信号传输线3、电子转换开关4、信号采集器5、波形处理器6、信号处理控制器7、电压传感器8、标准校验单元9、指令输入单元10、存储单元11、显示单元12进行电连接，无源电流传感器1与抗干扰信号传输线3的入端连接，抗干扰信号传输线3、电压传感器8、标准校验单元9的出端分别与电子转换开关4的入端连接，电子转换开关4的出端连接信号采集器5的入端连接，信号采集器5的出端连接波形处理器6的入端，波形处理器6的出端连接信号处理控制器7，指令输入单元10和存储单元11也分别与信号处理控制器7连接，在信号处理控制器7的出端连接显示单元12、打印机13或接口14。工作过程如下在由信号处理控制器7控制的电子转换开关4的转换下，标准校验单元9送出的标准信号经过信号采集器5、波形处理器6后与标准值进行比较，并在信号处理控制器7的控制中将误差值自动送入存储单元11，此时，装置被自动校准。当指令输入单元10有指令输入时，无源电流传感器1获取被测信号，由抗干扰信号传输线3进行电流/电压转换并放大后与电子转换开关4连接，经过信号采集器5、波形处理器6后，信号处理控制器7在扣除误差后，得到准确的测量结果，并在显示单元12上显示，还可通过打印机13打印或通过接口14传输给其它计算机。
本实用新型如果不设置标准校验单元，仍然可以较好地应用，只是其测量精度会有所下降。
本实用新型的在线监测原理如图所示，其工作原理是电路(I)对收到的传感器信号作差分放大后输出到回路输入阻抗变换器部分(II)，以提高输入阻抗，并抵消大直流偏移，之后，信号输入五阶带通滤波器(III)，滤出部分高、低频干扰信号后再输入二阶高Q值带通滤波器(IV)中，进一步滤出接近工频的干扰信号，最后输入波形变换器(V)，将纯正弦信号变换为计算机能够准确识别的方波信号。
为提高可靠性和加强抗干扰，对于长期在户外运行的传感器使用双层铝合金的密封式整体外壳，以满足防雨、防潮、防尘和电磁屏蔽的作用。
本实用新型可以使用两种测量方法，即绝对测量和相对测量，所谓绝对测量就是考虑到测量的参考电压是由PT二次侧取得，测得的数据会因PT本身具有的角差而有一定的零点误差，因此需要对仪器进行零点校准，将零点校准值作为以后所有测量数据的零点值，试品的真实测量值应该是读数加零点校准值；所谓相对测量就是考虑到不存在PT的影响，就选用一个同相的参考试品，测出所要测量试品与参考试品之间的电流角度差，真实测量值应为读数加参考试品的值。
本实用新型的外形构造图为图6所示的箱式结构。使用方法为将其接地线15接地，绝对测量的时候，将PT端口16接PT二次侧，1#电流端口17接被试品的电流传感器，2#电流端口18空着不用；相对测量时，PT端口空着不用，1#电流端口和2#电流端口分别连接同一相的两个试品电流传感器。从测量方式按钮19、20选择好测量方式，打开电源开关21，显示屏22大约在3秒后显示试品的介质损耗值以及电容量。23为电池充电显示灯，24为熔断器，25为电脑输出接口，26为电源输入插座，27为试品类型选择开关。本实用新型可以带电进行在线测试。当变电站内所有需要测量的点全部安装上传感器后，即可以不分时间，随时监测试品。它使用机内可充电池供电，既避免现场使用时要接交流电源的麻烦，又可以更好地滤除电源回路对设备的干扰，使测量结果更加准确。本实用新型使用高质量的元器件，采用对称设计方式，并采取频率修正、滤波、传感器双层屏蔽等技术措施，使现场抗干扰能力大大加强，保证了测量的稳定性。
总之，本实用新型具有操作简单、稳定性高、测量速度快、便于携带、不需停电、随时测量、设备安装费用低廉等优点。
权利要求1.便携式容性设备介损及电容量在线监测装置，其特征在于，它由无源电流传感器(1)、抗干扰信号传输线(3)、信号采集器(5)、波形处理器(6)、信号处理控制器(7)、电压传感器(8)、指令输入单元(10)、存储单元(11)、显示单元(12)组成，无源电流传感器(1)的出端与抗干扰信号传输线(3)的入端连接，抗干扰信号传输线(3)和电压传感器(8)的出端分别与信号采集器(5)的入端连接，信号采集器(5)的出端连接波形处理器(6)的入端，波形处理器(6)的出端连接信号处理控制器(7)，指令输入单元(10)和存储单元(11)也分别与信号处理控制器(7)连接，在信号处理控制器(7)的出端连接显示单元(12)。
2.根据权利要求1所述的便携式容性设备介损及电容量在线监测装置，其特征在于，设置有电子转换开关(4)，该电子转换开关(4)的入端分别与抗干扰信号传输线(3)和电压传感器(8)连接，出端与信号采集器(5)连接，另外还设置有一个标准校验单元(9)接入电子转换开关(4)，在标准校验单元(9)中设置有标准校验电路。
3.根据权利要求1或2所述的便携式容性设备介损及电容量在线监测装置，其特征在于，所述的抗干扰信号传输线(3)由屏蔽信号电缆(2)和抗干扰及信号放大电路(I)构成，抗干扰及信号放大电路(I)置于屏蔽信号电缆(2)的两端之间。
4.根据权利要求1所述的便携式容性设备介损及电容量在线监测装置，其特征在于，在信号处理控制器(7)的出端还连接有打印机(13)或接口(14)。
专利摘要便携式容性设备介损及电容量在线监测装置，由无源电流传感器(1)、抗干扰信号传输线(3)、信号采集器(5)、波形处理器(6)、信号处理控制器(7)、电压传感器(8)、指令输入单元(10)、存储单元(11)、显示单元(12)组成，无源电流传感器出端与抗干扰信号传输线入端连接，抗干扰信号传输线和电压传感器的出端分别与信号采集器入端连接，信号采集器出端连接波形处理器入端，波形处理器出端连接信号处理控制器，指令输入单元和存储单元也分别与信号处理控制器连接，在信号处理控制器出端连接显示单元。本装置具有自动校准功能，稳定性高、测量速度快、可停电随机测量、操作简单、便于携带。
文档编号G01R27/26GK2624214SQ0323497
公开日2004年7月7日 申请日期2003年6月14日 优先权日2003年6月14日
发明者王赋, 李小健, 王作松, 赵现平, 叶峰, 熊志全, 谭旻, 蔡彪, 杨锡诚, 孙柯良, 杨云 申请人:云南电力集团有限公司科技与信息中心