一種容性設備接地電流取樣裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種用于將電容性設備的接地電流與檢測儀器配接的接口裝置，屬于測量技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有電容性設備絕緣帶電檢測儀的電流取樣裝置主要分為兩種，即接線盒型和傳感器型。接線盒型取樣裝置的主要功能是提供一個電流測試信號的引出端子并防止末屏開路，沒有信號測量功能，測試時需通過測試電纜將電流引入帶電測試儀內(nèi)部的高精度穿心電流傳感器進行測量。傳感器型取樣裝置是利用電流傳感器對容性設備末屏(或低壓端)進行電流取樣，目前應用于電力系統(tǒng)的電流傳感器多是電磁耦合式傳感器(分為穿心式、卡鉗式等)，由于電容性設備絕緣帶電檢測儀工作在強電磁場環(huán)境中，且采樣信號小，因此其測量精度極易受周圍電磁場的影響。此外，基于電磁耦合原理的傳感器型電流取樣裝置的磁勢平衡關(guān)系為…山+仏^見^其中見和仏分別為原邊繞組和副邊繞組的匝數(shù)山上和^分別為激磁電流、原邊繞組電流和副邊繞組電流)，即原邊磁勢+副邊磁勢=原邊激磁磁勢，由于原邊激磁安匝見I ο不為零，副邊安匝N212的變化不能完全反映原邊安匝N11!的變化，N11 ο越大，鐵芯磁化曲線的線性度越差，輸出波形的畸變越嚴重，電流信號的取樣誤差也就越大。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)之弊端，提供一種高精度的容性設備接地電流取樣裝置，以降低電容性設備絕緣狀況的檢測誤差。
[0004]本實用新型所述問題是以下述技術(shù)方案解決的:
[0005]—種容性設備接地電流取樣裝置，包括設置于多個屏蔽層內(nèi)的穿心式電流互感器、動態(tài)檢測及平衡調(diào)整電流產(chǎn)生模塊和I/U轉(zhuǎn)換及信號放大模塊，所述電流互感器安裝在容性設備的接地線上，其鐵芯上繞有檢測線圈和副邊繞組，所述動態(tài)檢測及平衡調(diào)整電流產(chǎn)生模塊的輸入端接檢測線圈的輸出端，輸出端經(jīng)副邊繞組接I/U轉(zhuǎn)換及信號放大模塊的輸入端，所述I/U轉(zhuǎn)換及信號放大模塊的輸出端接容性設備絕緣帶電檢測儀的輸入端。
[0006]上述容性設備接地電流取樣裝置，所述動態(tài)檢測及平衡調(diào)整電流產(chǎn)生模塊包括第一運算放大器、四個電阻、四個電容和兩個二極管，第一運算放大器的同相輸入端經(jīng)第一電阻接電流互感器的檢測線圈的信號輸出端，反相輸入端經(jīng)第二電阻接檢測線圈的接地端，第三電阻和第一電容均并接在第一運算放大器的反相輸入端與輸出端之間，第二電容與反并聯(lián)連接的第一二極管和第二二極管均并接在檢測線圈的兩端，第三電容和第四電容反向串接后一端接第一運算放大器的輸出端，另一端經(jīng)第四電阻接地并經(jīng)電流互感器的副邊繞組接I/U轉(zhuǎn)換及信號放大模塊的輸入端。
[0007]上述容性設備接地電流取樣裝置，所述I/U轉(zhuǎn)換及信號放大模塊包括第二運算放大器、第五電容、四個電阻和七個二極管，第二運算放大器的同相輸入端接地，反相輸入端經(jīng)第五電阻接電流互感器的副邊繞組，輸出端接容性設備絕緣帶電檢測儀的輸入端;第五電容和第六電阻的一端接第二運算放大器的輸出端，另一端接電流互感器的副邊繞組;第三二極管、第四二極管和第五二極管的陽極連接在一起后經(jīng)第七電阻接本裝置的電源輸入端VCC-，第五二極管、第六二極管和第七二極管的陰極連接在一起后經(jīng)第八電阻接本裝置的電源輸入端VCC+，第三二極管的陰極和第六二極管的陽極接電流互感器的副邊繞組，第四二極管的陰極和第七二極管的陽極接第二運算放大器的輸出端;第八二極管和第九二極管反并聯(lián)連接后一端接地，一端接第二運算放大器的反相輸入端。
[0008]上述容性設備接地電流取樣裝置，所述屏蔽層包括磁屏蔽層和電屏蔽層，所述磁屏蔽層設置兩層，所述電屏蔽層位于磁屏蔽層的外部。
[0009]上述容性設備接地電流取樣裝置，構(gòu)成中還包括電源保護模塊，所述電源保護模塊包括兩個電阻、兩個二極管和四個電容，第九電阻接于本裝置的電源輸入端VCC-與外部電源的VCCIN-之間，第十二極管、第六電容和第七電容的一端接地，一端接外部電源的VCCIN-端;第十電阻接于本裝置的電源輸入端VCC+與外部電源的VCCIN+之間，第^^一二極管、第八電容和第九電容的一端接地，一端接外部電源的VCCIN+端。
[0010]本實用新型采用基于零磁通原理的弱電流傳感器，使鐵芯工作在磁化曲線的線性段;同時利用多層屏蔽來防止外界電磁干擾，使電流取樣裝置的輸出波形不發(fā)生畸變，從而減小了電流的取樣誤差，提高了電容性設備絕緣狀況的檢測精度。
【附圖說明】
[0011 ]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0012]圖1是本實用新型的電原理框圖；
[0013]圖2是電原理圖。
[0014]圖中各標號表示為:CT、電流互感器，F(xiàn)l、第一運算放大器，F(xiàn)2、第二運算放大器，U、原邊繞組，Ld、檢測線圈，L2、副邊繞組，Rl?R10、第一電阻?第十電阻，Cl?C9、第一電容?第九電容，Dl?Dl 1、第一二極管?第^ 二極管。
【具體實施方式】
[0015]參看圖1，本實用新型包括鐵芯上繞有檢測線圈Ld和副邊繞組L2的穿心式電流互感器CT、動態(tài)檢測及平衡調(diào)整電流產(chǎn)生模塊、I/U轉(zhuǎn)換及信號放大模塊和電源保護模塊。電源保護模塊通過測試電纜由容性設備絕緣帶電檢測儀引入正、負12V電源，為整個電路板上的電子器件提供電源。
[0016]本裝置采用了多層屏蔽結(jié)構(gòu)，其中最外層為電屏蔽層，采用2_厚的高電導率的鋁合金材料;而磁屏蔽分為內(nèi)外兩層，分別采用Imm厚高導磁率坡莫合金材料和Imm厚高飽和磁感應密度的鐵皮。很好地避免了外界電磁干擾，提高了傳感器的測量精度。
[0017]動態(tài)檢測及平衡調(diào)整電流產(chǎn)生模塊與檢測線圈Ld相連，高速動態(tài)檢測Ld兩端的電勢差，當電勢差足夠小(近似為O的允許值)時，鐵芯中的磁通即近似為零，若檢測值偏離允許值，則其自動調(diào)整，產(chǎn)生自平衡調(diào)整電流I2提供給副邊繞組L2，I2產(chǎn)生的磁通對鐵芯去磁，使鐵芯達到近似零磁通。
[0018]I/U轉(zhuǎn)換及信號放大模塊將副邊繞組的電流信號I2變?yōu)殡妷盒盘柌⒎糯?，然后通過測試引線引入容性設備絕緣帶電檢測儀。
[0019]參看圖2，繞在鐵芯上的檢測線圈Ld—端接地，另一端引出檢測電流。其兩端之間并接兩個反向的二極管，即第一二極管Dl和第二二極管D2，對后邊動態(tài)檢測及自平衡調(diào)整電路實現(xiàn)電壓保護。第二電容C2并聯(lián)在D1、D2兩端，第一電阻Rl連接在檢測線圈Ld的信號輸出端與第一運算放大器Fl的同相輸入端，第二電阻R2的一端接地，另一端與第三電阻R3、第一電容Cl 一起連接在第一運算放大器Fl的反相輸入端，第三電阻R3和第一電容Cl的另一端連接至第一運算放大器Fl的輸出端。第三電容C3和第四電容C4(兩個電解電容)串聯(lián)反接，第三電容C3的另一端與第一運算放大器Fl的輸出端相連，第四電容C4的另一端經(jīng)第四電阻R4接地，并引出調(diào)整后的電流信號至副邊繞組L2。
[0020]圖2中，I/U轉(zhuǎn)換及信號放大模