一種便攜式變壓器鐵芯接地電流測試裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型一種便攜式變壓器鐵芯接地電流測試裝置，用于對變壓器鐵芯接地電流進行實時監測。
【背景技術】
[0002]鐵芯接地電流的監測是變壓器狀態監測中的一個重要內容。變壓器在運行中，一旦出現鐵芯多點接地的情況，就會在鐵芯中形成環流。環流一方面造成鐵芯局部過熱，甚至燒損鐵芯；另一方面使得變壓器局部溫度上升，變壓器絕緣性能會下降甚至擊穿。為了及時發現變壓器鐵芯多點接地故障并予以解決，以避免嚴重事故的發生，需要對變壓器鐵芯接地電流進行監測。
[0003]目前，判斷變壓器鐵芯是否存在多點接地的方法主要有測量鐵芯對地絕緣電阻法、變壓器油氣相色譜分析法以及鉗形電流表法等。對地絕緣電阻法測量準確度不高；氣相色譜分析法操作復雜、所需設備成本較高，且不適合現場使用。鉗形電流表法操作簡單方便，適合現場使用，但目前所用的鉗形電流表使用時無法判斷是否閉合緊密，如果閉合不緊，存在開口氣隙，就會造成較大的測量誤差，降低了測量結果的可信度。

【發明內容】

[0004]針對鉗形電流表現場測量時難以判斷是否存在開口氣隙，導致測量結果的可信度受到質疑這種問題，本實用新型提供一種便攜式變壓器鐵芯接地電流測試裝置，采用雙傳感器互校準的方式，在變電站現場測量時，實現了裝置自身準確度的自診斷，從而保證了測量準確度；克服了常用鉗形電流表法存在的易受開口氣隙大小影響、準確度不高的問題。該裝置具有體積小、重量輕、結構簡單等優點。
[0005]本實用新型采取的技術方案為:
[0006]一種便攜式變壓器鐵芯接地電流測試裝置，包括雙傳感器，雙傳感器通過連接線連接信號分析顯示模塊；所述雙傳感器置于屏蔽罩內，信號分析顯示模塊安裝在屏蔽罩上。
[0007]所述雙傳感器的信號通過連接線傳送給信號分析顯示模塊，連接線由屏蔽電纜構成，信號分析顯示模塊用于接收雙傳感器的信號，對其進行分析處理并顯示結果。
[0008]所述信號分析顯示模塊嵌入式安裝在屏蔽罩側面，所述信號分析顯示模塊內置無線傳輸器，無線傳輸器通過無線方式將測量結果實時傳輸至遠端接收裝置。
[0009]所述雙傳感器包括鉗形鐵芯傳感器、鉗形空心傳感器，所述鉗形鐵芯傳感器、鉗形空心傳感器、屏蔽罩構成一個鉗形整體，測量時，兩個傳感器同時開合，其開口氣隙的大小是一致的。
[0010]一種接地電流測量方法，首先接收鉗形鐵芯傳感器、鉗形空心傳感器的信號，并通過FFT運算得出鉗形鐵芯傳感器、鉗形空心傳感器輸出的幅值和相位，對鉗形鐵芯傳感器、鉗形空心傳感器的相位進行分析比對；如果相位差過大，則提示重新閉合傳感器，直至鉗形鐵芯傳感器、鉗形空心傳感器之間的相位差在一定閾值內為止，此時以鉗形鐵芯傳感器的輸出作為最終結果；在保證雙傳感器閉合緊密的情況下，信號分析顯示模塊用于將接地電流測試結果實時顯示出來。
[0011]本實用新型一種便攜式變壓器鐵芯接地電流測試裝置，技術效果如下:
[0012]1)、利用鉗形鐵芯傳感器和鉗形空心傳感器的特點，在測量前首先分析鉗形鐵芯傳感器和鉗形空心傳感器之間的相位差異，如果差異超過一定閾值，則證明存在開口氣隙，此時需要重新閉合雙傳感器，直至傳感器閉合緊密為止。此時以鐵芯傳感器的輸出作為最終結果，從而提高測量準確度。
[0013]2)、信號分析顯示模塊嵌于屏蔽罩上，用于對傳感器開口氣隙的判斷和報警，并將測量結果實時顯示出來，同時通過無線傳輸器實時傳輸給遠端接收裝置進一步分析處理。
[0014]3)、本實用新型提供的一種便攜式高精度變壓器鐵芯接地電流測試裝置，現場可移動性強，既可對某一變壓器鐵芯接地電流進行長期的監測，也可隨時取下來用于對其他變壓器鐵芯接地電流的監測，且不會干擾被測裝置的正常運行。
[0015]4)、所述便攜式高精度變壓器鐵芯接地電流測試裝置總重量不超過2kg，在0-100A范圍內測量準確度可達到0.05級。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0017]圖2為本實用新型的鉗形鐵芯傳感器的輸出幅值和相位變化與開口氣隙大小的關系圖；
[0018]圖3為本實用新型的鉗形空心傳感器的輸出幅值和相位變化與開口氣隙大小的關系圖。
【具體實施方式】
[0019]如圖1所示，一種便攜式變壓器鐵芯接地電流測試裝置，包括雙傳感器，雙傳感器通過連接線5連接信號分析顯示模塊3 ;所述雙傳感器置于屏蔽罩4內，在變電站現場使用時抗干擾能力強。信號分析顯示模塊3安裝在屏蔽罩4上。所述雙傳感器的信號通過連接線5傳送給信號分析顯示模塊3，連接線5由屏蔽電纜構成，信號分析顯示模塊3用于接收雙傳感器的信號，對其進行分析處理并顯示結果。
[0020]所述信號分析顯示模塊3嵌入式安裝在屏蔽罩4側面，所述信號分析顯示模塊3內置無線傳輸器6，無線傳輸器6通過無線方式將測量結果實時傳輸至遠端接收裝置。
[0021]所述雙傳感器包括鉗形鐵芯傳感器1、鉗形空心傳感器2。鉗形鐵芯傳感器I和鉗形空心傳感器2整個外形尺寸基本相同，包括半徑等尺寸接近一致。制作時，將鉗形鐵芯傳感器I放在左側，鉗形空心傳感器2緊貼著鉗形鐵芯傳感器I右側，兩傳感器上有固定的孔，通過螺釘來固定在一起。鉗形鐵芯傳感器1、鉗形空心傳感器2和屏蔽罩4分別都由兩個半環構成。制作時，兩傳感器和屏蔽罩4固定在一起，呈現出一個整體的裝置。當屏蔽罩4打開或閉合時，兩傳感器也打開或閉合，類似一個“大鉗子”，這個稱為“鉗形整體”。兩傳感器開口氣隙的大小是一致的。
[0022]一種基于雙傳感器互校準的接地電流測量方法。利用兩種不同的鉗形傳感器各自的特點，即:鉗形鐵芯傳感器I在閉合緊密的情況下測量準確度高，但如果存在開口氣隙，則其輸出幅值和相位均易受開口氣隙大小的影響；鉗形空心傳感器2的輸出幅值易受開口氣隙的影響，但其輸出相位幾乎不隨開口氣隙大小的變化而變化。利用兩傳感器的特點，在測量前首先對兩傳感器的輸出相位進行比對和分析，如果相位差較大，則說明存在開口氣隙，此時可重新閉合傳感器，直至兩傳感器之間的相位差在一定閾值范圍內(準確度等級為0.05級時，相位差絕對值最大不超過2’)，方可認為傳感器閉合緊密，此時以鉗形鐵芯傳感器I的輸出作為最終的輸出。通過這種方法，可在測量前首先實現整個系統準確度的自診斷，從而保證了測量結果的準確度。
[0023]鉗形鐵芯傳感器I和鉗形空心傳感器2輸出幅值和相位與開口氣隙之間的關系不同，有其各自的特點。如圖2所示，當鉗形鐵芯傳感器I的氣隙增大時，幅值變化隨開口氣隙的增大朝負方向增大，相位變化隨開口氣隙的增大朝正方向增大，且相位變化受到的影響更大。圖3中可以看出，隨著開口氣隙的增大，鉗形空心傳感器2幅值變化朝負方向增大，相位變化盡管有增大的趨勢，但是變化的絕對值非常小，相位變化小于0.001分，因而可以認為是不變的。利用兩傳感器的這種特點，可在測量前首先用兩者之間的相位差，判斷傳感器是否存在開口氣隙，并對開口氣隙產生的誤差進行補償，保證接地電流測量的準確度。
[0024]鉗形鐵芯傳感器I和鉗形空心傳感器2置于屏蔽罩4內，以提高其在變電站現場使用時的抗干擾能力。鉗形鐵芯傳感器1、鉗形空心傳感器2、信號分析顯示模塊3、屏蔽罩4構成一個鉗形整體，測量時兩個傳感器同時開合，其開口氣隙的大小是一致的。信號分析顯示模塊3嵌于屏蔽罩4側面。
[0025]所述鉗形鐵芯傳感器I和鉗形空心傳感器2均為自行設計的裝置。鉗形鐵芯傳感器I采用玻莫合金材料制作，額定變比為2000A:1Αο鉗形空心傳感器2采用印刷電路板技術制作而成，其額定變比為2000A:200mV。
[0026]所述的信號分析顯示模塊3接收兩個傳感器的信號。信號分析顯示模塊3采用Power PC 400系列處理器對鉗形鐵芯傳感器I和鉗形空心傳感器2的輸出進行分析計算，并在IXD12864顯示屏上實時顯示。處理器通過FFT算法，將兩傳感器的輸出有效值和相位運算出來，然后將兩傳感器的相位相減，得出差值。如果差值超過2’的閾值，則說明存在氣隙，此時顯示屏提醒工作人員重新閉合傳感器，再次判斷，直至兩傳感器的相位差小于2’，才可將測量結果作為最終輸出。
[0027]所述信號分析顯示模塊3內置無線傳輸器6，采用NRF24LE1無線傳輸模塊實現。這種模塊兼具數據發送和接收的功能，可通過無線方式將測量結果實時傳輸至遠端接收裝置。遠端接收裝置采用另一塊NRF24LE1實現數據的接收。接收后的數據可以傳給電腦進一步的分析計算。
[0028]本實用新型一種便攜式變壓器鐵芯接地電流測試裝置，體積小、重量輕，總重量不超過2kg。該裝置操作簡單方便，在0~100A測量范圍內準確度可達0.05級，非常適合變電站現場使用；現場使用時可移動性強；同時，裝置內置無線傳輸器，可將測量結果實時傳輸至遠端接收裝置，以方便操作人員進行進一步的分析處理。
【主權項】
1.一種便攜式變壓器鐵芯接地電流測試裝置，包括雙傳感器，其特征在于，雙傳感器通過連接線(5)連接信號分析顯示模塊(3);所述雙傳感器置于屏蔽罩(4)內，信號分析顯示模塊(3)安裝在屏蔽罩(4)上，所述雙傳感器包括鉗形鐵芯傳感器(1)、鉗形空心傳感器(2)，所述鉗形鐵芯傳感器(1)、鉗形空心傳感器(2)、屏蔽罩(4)構成一個鉗形整體，測量時，兩個傳感器同時開合，其開口氣隙的大小是一致的。
2.根據權利要求1所述一種便攜式變壓器鐵芯接地電流測試裝置，其特征在于，所述雙傳感器的信號通過連接線(5)傳送給信號分析顯示模塊(3)，連接線(5)由屏蔽電纜構成，信號分析顯示模塊(3)用于接收雙傳感器的信號，對其進行分析處理并顯示結果。
3.根據權利要求1或2所述一種便攜式變壓器鐵芯接地電流測試裝置，其特征在于，所述信號分析顯示模塊(3)嵌入式安裝在屏蔽罩(4)側面，所述信號分析顯示模塊(3)內置無線傳輸器(6 )，無線傳輸器(6 )通過無線方式將測量結果實時傳輸至遠端接收裝置。
【專利摘要】一種便攜式變壓器鐵芯接地電流測試裝置，包括雙傳感器，雙傳感器通過連接線連接信號分析顯示模塊；所述雙傳感器置于屏蔽罩內，信號分析顯示模塊安裝在屏蔽罩上。所述雙傳感器的信號通過連接線傳送給信號分析顯示模塊，連接線由屏蔽電纜構成，信號分析顯示模塊用于接收雙傳感器的信號，對其進行分析處理并顯示結果。本實用新型一種便攜式變壓器鐵芯接地電流測試裝置，采用雙傳感器互校準的方式，在變電站現場測量時，實現了裝置自身準確度的自診斷，從而保證了測量準確度；克服了常用鉗形電流表法存在的易受開口氣隙大小影響、準確度不高的問題。該裝置具有體積小、重量輕、結構簡單等優點。
【IPC分類】G01R31-02, G01R19-25
【公開號】CN204439714
【申請號】CN201520134790
【發明人】李振華, 黃悅華, 閆蘇紅, 李振興, 程江洲, 徐艷春
【申請人】三峽大學
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年3月10日