泄漏电流采样装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种泄漏电流采样装置，所述泄漏电流采样装置包括依次连接的检测装置、分压装置和采集装置；所述分压装置包括档位开关、电阻调节器、输入接口和输出接口，所述电阻调节器一端连接所述档位开关和所述输入接口，另一端连接所述输出接口；所述检测装置连接所述输入接口，所述采集装置连接所述输出接口。上述泄漏电流采样装置具备0.1mA到2A的电流测量范围，可以满足大部分泄漏电流的测量要求。此外，上述泄漏电流采样装置携带方便，操作简单，适合实验室以及现场测量的需求。
【专利说明】泄漏电流采样装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电流测试领域，特别是涉及泄漏电流采样装置。
【背景技术】
[0002]随着我国工、农业生产的发展和人们生活水平的提高，近年来电力系统装机容量、运行电压等级不断提升，电网规模不断扩大。这些发展与进步使得电力系统发生故障后，对人民生活和国民经济发展造成的影响也越来越大。因此，提高电力系统运行的可靠性和安全性是促进电力工业发展的重大环节，是电力科学研究的重要课题。绝缘子是电网绝缘重要部件，存在于电网的各个部分。绝缘子由于长期暴露在空气中，会有大量污秽物沉积在绝缘子表面，在雾、露、雨、雪等各种恶劣气象的影响下，使得绝缘子的电气强度大大降低，从而引发闪络造成事故。据统计，在电力系统总事故数中，污闪事故仅次于雷害位居第二，但是由于污闪事故的自动重合闸成功率很低，其造成的损失为雷害事故的10倍。
[0003]污闪事故主要原因有:随着工业发展，一些地区环境污染严重，使原有的绝缘子设计不能满足污秽绝缘的要求；在秋冬季久旱无雨时，积污量大，到冬末春初，一旦出现持久大雾或融雪甚至酸雨相兼的不利天气，极易引发污闪；一些地区电网设备维护管理薄弱，运行中清扫质量不高或者不能适时清扫，造成电气设备外绝缘实际抗污闪能力降低。
[0004]在污秽条件下，绝缘子的电气性能发生了显著的变化。为了研究污闪，必须研究和揭示绝缘子在污秽条件下的相关特性。绝缘子污秽度指的是绝缘子表面的积污程度，是引起闪络电压降低的原因。污秽度表示方法有多种，近年来研究发现泄漏电流和污闪放电的发展过程密切相关，泄漏电流可以综合反映污秽程度、受潮程度、绝缘子承受电压等因素，而且便于连续测量，因此，对于绝缘子泄漏电流的研究具有重要意义。根据污闪发展过程差异，泄漏电流幅值一般从0.1mA到2A变化。由于电流幅值范围大，常规电流测量手段很难满足测量要求，或者测量精度较低。
实用新型内容
[0005]基于此，有必要提供一种测量范围大、测量精度高的泄漏电流采样装置。
[0006]一种泄漏电流采样装置，包括依次连接的检测装置、分压装置和采集装置；
[0007]所述分压装置包括档位开关、电阻调节器、输入接口和输出接口，所述电阻调节器一端连接所述档位开关和所述输入接口，另一端连接所述输出接口 ；
[0008]所述检测装置连接所述输入接口，所述采集装置连接所述输出接口。
[0009]在其中一个实施例中，所述分压装置的数量为两个或以上。将检测装置分别同两个或两个以上的分压装置连接，各个分压装置之间可独立调节不受影响，检测装置可同时将泄漏电流信号分别输送至不同的分压装置，然后各个分压装置将分压信号再传送至采集装置。采样装置可同时采集两路泄漏电流值，方便进行对比试验，提高测试的准确性。
[0010]在其中一个实施例中，所述检测装置为具有无感电阻的电流传感器。由于无感电阻的电感值小，采用无感电阻的电流传感器可以减小采样装置对泄漏电流相位的影响，保证数据的可靠性
[0011]在其中一个实施例中，所述电阻调节器由两个或以上的电阻串联组成，各个所述电阻的阻值之和等于所述电流传感器的阻值。
[0012]在其中一个实施例中，所述电阻为无感电阻。
[0013]在其中一个实施例中，所述电阻调节器由依次串联的第一电阻、第二电阻和第三电阻组成；
[0014]所述第一电阻一端连接所述档位开关和所述输入接口，另一端连接所述输出接口和第二电阻；
[0015]所述第二电阻一端连接所述档位开关和所述第一电阻，另一端连接所述输出接口和所述第三电阻；
[0016]所述第三电阻一端连接所述档位开关和所述第二电阻，另一端连接所述输出接□。
[0017]在其中一个实施例中，所述第二电阻的阻值大于第一电阻的阻值且小于第三电阻的阻值。
[0018]在其中一个实施例中，所述检测装置通过同轴电缆与所述分压装置连接，所述分压装置通过双绞线与所述采集装置连接。
[0019]在其中一个实施例中，所述采集装置包括采集卡和与所述采集卡连接的信号处理器。
[0020]上述泄漏电流采样装置，在使用时，将检测装置与被试绝缘子串联，检测装置获取泄漏电流信号并将泄漏电流信号装换为电压信号，分压装置通过调节电阻调节器获得不同的分压信号，并输出分压信号至采集装置，采集装置收集并处理分压信号，进而获得泄漏电流信息。通过分压装置可以使得采样装置具有不同的测试范围，获取同一泄漏电流的不同分压，进而获得多组分压信号，满足不同测量范围的需求，并且也保证了各部分的测量精度。因此，上述泄漏电流采样装置具备0.1mA到2A的电流测量范围，可以满足大部分泄漏电流的测量要求。此外，上述泄漏电流采样装置携带方便，操作简单，适合实验室以及现场测量的需求。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为一实施方式的泄漏电流采样装置结构示意图；
[0022]图2为一实施方式的泄漏电流采样装置的分压装置结构示意图；
[0023]附图标记:
[0024]10、检测装置；20、分压装置；30、采集装置；40、测试样；200、档位开关；202、电阻调节器；204、输入接口 ；206、输出接口 ；300、采集卡；302、信号处理器A1、第一电阻；R2、第二电阻；R3、第三电阻。
【具体实施方式】
[0025]为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。
[0026]请参阅图1和图2，一实施方式的泄漏电流采样装置，包括依次连接的检测装置
10、分压装置20和采集装置30。污秽绝缘子表面的泄漏电流是指运行电压下受污表面受潮后流过绝缘子表面的电流。检测装置10在使用时是与被试绝缘子串联的，用于接收泄漏电流信号并将泄漏电流信号转换为电压信号。在本实施方式中，检测装置10接收到的是泄漏电流的波形信号，检测装置10将泄漏电流的波形信号转换为电压波形信号并将电压波形信号传输至分压装置20。
[0027]分压装置20包括档位开关200、电阻调节器202、输入接口 204和输出接口 206，电阻调节器202 —端连接档位开关200和输入接口 204，另一端连接输出接口 206。不同的档位开关200对应不同的电阻值，形成多条分压通道。因此，可以接收到的电压信号在多条测试通道中进行测试，从而满足不同的测量范围要求。例如，当泄漏电流较大时，可以选择电阻值相对较高的测试通道进行测试。当泄漏电流较小时，就可以选择电阻值较小的测试通道进行测试。这样不仅可以满足不同测量范围的需求，同时也可以降低测试误差，提高测试精度。
[0028]检测装置10连接输入接口 204，采集装置30连接输出接口 206。
[0029]上述泄漏电流采样装置，在使用时，将检测装置10与被试绝缘子串联，检测装置10获取泄漏电流信号并将泄漏电流信号装换为电压信号，分压装置20通过调节电阻调节器202获得不同的分压信号，并输出分压信号至采集装置30，采集装置30收集并处理分压信号，进而获得泄漏电流信息。通过分压装置20可以使得采样装置具有不同的分压通道，可以获取同一泄漏电流的不同分压，进而获得多组信号，满足不同测量范围的需求，并且也保证了各部分的测量精度。因此，上述泄漏电流采样装置具备0.1mA到2A的电流测量范围，可以满足大部分泄漏电流的测量要求。此外，上述泄漏电流采样装置携带方便，操作简单，适合实验室以及现场测量的需求。
[0030]在一实施方式中，分压装置20的数量为两个或两个以上，分压装置20连接检测装置10和采集装置30。将检测装置10分别同两个或两个以上的分压装置20连接，各个分压装置20之间可独立调节不受影响，检测装置10可同时将泄漏电流信号分别输送至不同的分压装置20，然后各个分压装置20将分压信号再传送至采集装置30。采样装置可同时采集两路泄漏电流值，方便进行对比试验，提高测试的准确性。在本实施方式中，分压装置20有两个，检测装置10通过两根同轴电缆分别与两个分压装置20的输入接口 204连接，然后再采用双绞线将分压信号输送至采集装置30。即在本实施方式中，有两个采样通道，一个通道可以作为采样通道，另一个通道可以作为对比通道，这样便可以实现采样和对比同时进行，提高采样结果的准确性。可以理解的是，在其他实施方式中，也可以有三个或四个或者更多的分压装置20。
[0031]在一实施方式中，检测装置10为具有无感电阻的电流传感器。电流传感器能感受到被测电流即泄漏电流的信息，并能将检测感受到的信息变换成电压信号。在本实施方式中，电流传感器为阻值为200欧的铝壳无感电阻。无感电阻即电阻上的感抗值非常小。由于电阻的电感值小，采用无感电阻的电流传感器可以减小采样装置对泄漏电流相位的影响，保证数据的可靠性。[0032]在一实施方式中，电阻调节器202由两个或以上的电阻串联组成，电阻调节器202的各个电阻的阻值之和等于电流传感器的阻值。在本实施方式中，电流传感器的电阻与电阻调节器202总电阻通过电缆并联，形成并联电阻。在电流转换为电压的过程中，是通过上述并联电阻的作用。电阻调节器202的各个阻值之和等于电流传感起到阻值便于计算并联电阻的阻值。例如，如果都是200欧，那么输出电压信号U与原始电流I的关系就是U=100*I。此外，在本实施方式中，电阻为无感电阻，其感抗小，可以减小采样装置对泄漏电流相位的影响，保证数据的可靠性。
[0033]请再参阅图2，在本实施方式中，电阻调节器202由依次串联的第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3组成。第一电阻R1 —端连接档位开关200和输入接口 204，另一端连接输出接口 206和第二电阻R2。档位开关200具有三个档位，如档位1、档位2和档位3，当档位开关200置于档位I时，此时得到的分压信号比是原始信号与第一电阻R1的分压信号的比值，其中原始信号是检测装置10传输过来的电压信号。
[0034]第二电阻R2—端连接档位开关200第一电阻R1，另一端连接输出接口 206和第三电阻R3。当档位开关200位于档位2时，此时得到的分压信号比是原始信号与第二电阻R2和第一电阻R1的分压信号总和的比值。
[0035]第三电阻R3 —端连接档位开关200和第二电阻R2,另一端连接输出接口 206。当档位开关200位于档位3时，此时得到的分压信号比是原始信号与第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3的分压信号总和的比值。
[0036]档位开关200将测量范围分为三个部分，并且三个测量范围可独立调节不受影响。
[0037]在本实施方式中，第二电阻R2的阻值大于第一电阻R1的阻值且小于第三电阻R3的阻值。即三个串联电阻的阻值各不相同，不同的阻值，可以获得不同的分压信号。在本实施方式中，第一电阻R1的阻值为10欧，第二电阻R2的阻值为40欧，第三电阻R3的阻值为150欧，获得的信号比分别为20、4和I，可满足三个量程，即安全区:0.1mA-1OOmA ;预警区:
0.5mA-500mA ;闪络区:2mA_2A。可以理解的是，第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3之间的阻值大小不做限定，只要能够通过档位开关200实现不同的测量范围即可。
[0038]在一实施方式中，检测装置10通过同轴电缆与分压装置20连接，分压装置20通过双绞线与采集装置30连接。
[0039]在一实施方式中，采集装置30包括采集卡300和与采集卡300连接的信号处理器302。信号处理器302可以是电脑，采集卡300通过USB线与电脑连接，电脑打字采集卡300的相关程序即可实现泄漏电流的采集。
[0040]采用上述泄漏电流采样装置的采样方法，包括以下步骤:
[0041 ] 连接测试样40与检测装置10，接通电路，获取泄漏电流信号。电路接通后，测试样40上便有泄漏电流流经，检测装置10获取泄漏电流的信号，比如获取泄漏电流的波形。
[0042]检测装置10将泄漏电流信号转换为电压信号并输出电压信号至分压装置20。
[0043]调整电阻调节器202，获取不同的分压信号。调整电阻调节器202可以使得分压装置20具有不同阻值区域，进而使得分压装置20具有多个测量范围，获得不同的分压信号。
[0044]采集装置30获取分压信号并进行处理，得到测试样40的泄漏电流信息。采集装置30可以采集泄漏电流的波形信息并可以对泄漏电流进行处理。[0045]以下以单片绝缘子泄漏电流的采样对本实用新型做进一步的阐述。
[0046]将电流传感器与被试绝缘子串联，电流传感器一端接地，一端接被试绝缘子，被试绝缘子另一端接高压端，使用同轴电缆将电流传感器的输出端接到档位开关的输入接口，档位开关的输出接口采用双绞线接到采集卡差分采样通道，采集卡通过USB线与电脑相连，电脑搭载采集卡相关程序即可实现泄漏电流的采集。其中，电流传感器为大功率铝壳无感电阻，阻值为200欧。
[0047]其中，分压装置有两个，两个分压装置均位于机箱内，分压装置是由档位开关、电阻调节器，输入接口以及输出接口组成，电阻调节器是由三个铝壳无感电阻串联组成，其阻值分别为10欧、40欧和150欧。电流传感器的输出信号通过同轴电缆施加在电阻调节器的两端，经分压后变成三组信号，满足不同测量范围的需求。电阻调节器输出的三组信号分别与档位开关相连，通过档位开关改变信号变比，可以达到的信号变比为1、4、20，满足三个量程，，即安全区:0.1mA-1OOmA ;预警区:0.5mA-500mA ;闪络区:2mA_2A。
[0048]上述泄漏电流采样装置可同时采集两路泄漏电流值，每路采样通道都有三组测量范围，可独立调节不受影响，方便进行对比试验，测量范围大，而且测量精度高。
[0049]以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种泄漏电流采样装置，其特征在于，包括依次连接的检测装置、分压装置和采集装置； 所述分压装置包括档位开关、电阻调节器、输入接口和输出接口，所述电阻调节器一端连接所述档位开关和所述输入接口，另一端连接所述输出接口 ； 所述检测装置连接所述输入接口，所述采集装置连接所述输出接口。
2.根据权利要求1所述的泄漏电流采样装置，其特征在于，所述分压装置的数量为两个或以上。
3.根据权利要求1所述的泄漏电流采样装置，其特征在于，所述检测装置为具有无感电阻的电流传感器。
4.根据权利要求3所述的泄漏电流采样装置，其特征在于，所述电阻调节器由两个或以上的电阻串联组成，各个所述电阻的阻值之和等于所述电流传感器的阻值。
5.根据权利要求4所述的泄漏电流采样装置，其特征在于，所述电阻为无感电阻。
6.根据权利要求4所述的泄漏电流采样装置，其特征在于，所述电阻调节器由依次串联的第一电阻、第二电阻和第三电阻组成； 所述第一电阻一端连接所述档位开关和所述输入接口，另一端连接所述输出接口和第二电阻； 所述第二电阻一端连接所述档位开关和所述第一电阻，另一端连接所述输出接口和所述第三电阻； 所述第三电阻一端连接所述档位开关和所述第二电阻，另一端连接所述输出接口。
7.根据权利要求6所述的泄漏电流采样装置，其特征在于，所述第二电阻的阻值大于第一电阻的阻值且小于第三电阻的阻值。
8.根据权利要求1所述的泄漏电流采样装置，其特征在于，所述检测装置通过同轴电缆与所述分压装置连接，所述分压装置通过双绞线与所述采集装置连接。
9.根据权利要求1所述的泄漏电流采样装置，其特征在于，所述采集装置包括采集卡和与所述采集卡连接的信号处理器。
【文档编号】G01R19/00GK203672943SQ201320804123
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年12月9日 优先权日:2013年12月9日
【发明者】陈锐民, 杨翠茹, 杨帅, 唐铭骏, 雷璟, 周文俊, 喻剑辉, 林春耀, 刘文晖, 陈忠东, 林一峰 申请人:广东电网公司电力科学研究院, 武汉大学