[发明专利]输电线路绝缘子内部阻性电流测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种电流测量系统，尤其涉及一种输电线路绝缘子电流测量系统。

背景技术

复合绝缘子由于其优异的耐污闪性能越来越广泛地应用到输电线路中，特别是特高压输电线路，目前基本上是采用复合绝缘子。断裂和脆断是复合绝缘子故障的主要表现形式之一。由于绝缘子在发生断裂和脆断之前没有有效的手段来检测，绝缘子一旦发生断裂，必将引起线路突发性故障，降低了整个系统的可靠性。因此研究绝缘子断裂和脆断的有效监测方法是绝缘子检测最有前景的课题之一。

由于绝缘子长期工作在稳定的电压下，其内部阻性电流可有效表征绝缘子内部劣化状态，因此复合绝缘子的内部阻性电流可较为有效地表征绝缘子的绝缘状态。复合绝缘子的等效电路可以化简为阻容并联，如图1所示，Ig为绝缘子容性电流，I为绝缘子阻性电流（包括绝缘子内部泄露电流Iin和绝缘子表面泄露电流Il），Rin为绝缘子内部等效电阻，Rl为绝缘子表面泄露电阻，Cg为绝缘子等效电容，It为绝缘子的全电流。当绝缘子内部出现劣化时，绝缘子阻性电流会发生明显变化，同时环境变化时，如湿度变大、下雨时表面泄露电流变化也会引起绝缘子阻性电流的变化，因此要监测绝缘子内部劣化状态必须从阻性电流成分中消除掉表面阻性泄露电流。而现在使用较多的绝缘子监测方法是绝缘子表面泄露电流测量方法。

公开号为CN102654527A，公开日为2012年9月5号，名称为“绝缘子阻性电流峰值检波电路”的中国专利文献以及公开号为CN102654525A，公开日为2012年9月5号，名称为“绝缘子阻性电流分离电路”的中国专利文献公开了一种绝缘子阻性电流的分离方法，但实际上上述方法仅仅只是分离了容性电流，测量的只是绝缘子内部泄露电流和绝缘子表面泄露电流之和。

发明内容

本发明的目的在于提供一种输电线路绝缘子内部阻性电流测量系统，其能准确测量绝缘子的内部阻性电流。

为了实现上述目的，本发明提出了一种输电线路绝缘子内部阻性电流测量系统，其包括：

三个电流互感器，其分别检测绝缘子ABC三相的全电流；

三个电流传感器，其分别检测绝缘子ABC三相的表面泄露电流；

第一信号调理电路，其与所述三个电流互感器连接，对三个电流互感器检测到的全电流信号进行调理；

第二信号调理电路，其与所述三个电流传感器连接，对三个电流传感器检测到的表面泄露电流信号进行调理；

同步采样单元，其与所述第一信号调理电路和第二信号调理电路分别连接，同步采集经过信号调理的全电流信号和表面泄露电流信号并进行AD转换输出；

一MCU,其与所述同步采样单元连接，所述MCU根据全电流信号表征的全电流I_t＝K₁cos(ωt)和表面泄露电流信号表征的表面泄露电流的采样值确定全电流和表面泄露电流的幅值K₁、K₂，以及全电流和与其对应的表面泄露电流的相位差和角频率ω；所述MCU包括：乘法器模块，其将全电流信号表征的全电流I_t＝K₁cos(ωt)与表面泄露电流信号表征的表面泄露电流做乘法后得到结果低通滤波器，其与所述乘法器连接，接收乘法器输出的结果并从结果中滤除高频分量C₁，得到低频分量C₂；所述MCU根据低频分量C₂和表面泄露电流的幅值K₂得到绝缘子内部阻性电流I_in的幅值2C₂/K₂-K₂，然后输出缘子内部阻性电流

优选地，在本发明所述的输电线路绝缘子内部阻性电流测量系统中，所述电流互感器为零磁通电流互感器。

进一步地，在本发明所述的输电线路绝缘子内部阻性电流测量系统中，所述第一信号调理电路包括放大电路和容阻滤波电路。

进一步地，在本发明所述的输电线路绝缘子内部阻性电流测量系统中，所述第一信号调理电路包括：瞬态抑制二极管，其与电压抑制二极管并联，所述瞬态抑制二极管接收所述全电流信号的一端还与第一运算放大器的正输入端连接，所述瞬态抑制二极管的另一端接地，该接地端还与第一电阻的一端连接，第一电阻的另一端与第一运算放大器的负输入端连接，第一电阻的另一端还串接第二电阻后与第一运算放大器的输出端连接，第一运算放大器的输出端通过第三电阻输出经过信号调理的全电流信号。