[发明专利]一种多功能高压电缆监测用传感器

权利要求书

1.一种多功能高压电缆监测用传感器，其特征在于包括：

用于检测局部放电信号与容性电流的宽频电流传感器；

用于获取母线电流的母线电流采集器；

用于信号处理的信号处理装置，其与宽频电流传感器相连，对宽频电流传感器输出信号进行处理以获得高频脉冲信号、容性电流信号；与母线电流采集器相连，对母线电流采集器输出信号进行处理以获得实时负荷值；

用于从母线中获取电能的电缆屏蔽层环流取能装置，其与信号处理装置相连，以对信号处理装置进行供电；

所述的电缆屏蔽层环流取能装置包括电流互感器、保护反馈控制模块、电容充电管理模块、输出控制模块；电流互感器从母线感应能量并供后级使用；所述的保护反馈控制模块根据后级对能量的需求自动调节输送到后级的能量大小，同时抑制瞬态峰值电流保护后级电路不被损伤，解决后级空载时的互感器震动问题；电容充电管理模块根据互感器线圈感应的能量动态调节对超级电容的充电电压和充电电流，达到互感器功率输出最大化的同时保护超级电容后级电路及元器件；输出控制模块监视超级电容的储能状况对负载设备提供直流能量；

所述的信号处理装置包括第一信号处理单元和第二信号处理单元；

第一信号处理单元对检测局部放电信号与容性电流的传感器耦合到的信号进行放大、滤波、检波处理，使高频脉冲信号和容性电流信号能有效被数据采集模块采集到；在第一信号处理单元中，经过滤波模块，信号隔离放大模块，最终送到信号分离单元，通过分频技术，把接收到的信号分为频率在0-1MHz的低频信号和频率在1MHz-30MHz的高频信号；低频信号通过信号检波模块得到50Hz的电缆绝缘容性电流，通过第一输出口输出，高频信号即为电缆高频局部放电信号，通过第二输出口输出；

第二信号处理单元处理母线电流采集器采集到的高压电缆传输负荷信号，经过信号隔离模块，并通过限幅电路和阻抗匹配电路，通过第三输出口输出电缆传输的实时负荷值。

2.根据权利要求1所述的一种多功能高压电缆监测用传感器，其特征在于：所述的保护反馈控制模块包括瞬态抑制子模块、反馈斩波泄放控制子模块，所述的瞬态抑制子模块包括瞬态吸收保护单元、整流滤波单元、稳压单元；所述的反馈斩波泄放控制子模块包括反馈电路、斩波控制单元、能量泄放单元。

3.根据权利要求1所述的一种多功能高压电缆监测用传感器，其特征在于：所述的母线电流采集器包括线圈、信号调整电路、积分电路、移相电路、模/数转换电路、电光转换电路，母线电流采集器在高压侧通过线圈感应出与被测母线电流的变化率成线性关系的信号，该信号经过信号调整电路、积分电路、移相电路输出后，与被测电流同相位，成正比；模/数转换电路将移相电路输出的模拟信号转换成数字信号，然后驱动光源将数字电信号转换成光信号，通过将高压电缆的电流信息转换成光数字信号形式通过光纤传输到低压侧，送入信号处理装置。

4.根据权利要求3所述的一种多功能高压电缆监测用传感器，其特征在于：所述的母线电流采集器为锯齿开合式母线电流采集器。

5.根据权利要求4所述的一种多功能高压电缆监测用传感器，其特征在于：母线电流采集器的磁路长度为72cm，线圈匝数为200匝。

6.根据权利要求1所述的一种多功能高压电缆监测用传感器，其特征在于：所述的宽频电流传感器包括磁芯、罗高夫斯基线圈、滤波和采样单元以及电磁屏蔽盒；罗高夫斯基线圈绕在磁芯上，所述的罗高夫斯基线圈及滤波和采样单元均安装在电磁屏蔽盒中。

7.根据权利要求6所述的一种多功能高压电缆监测用传感器，其特征在于：宽频电流传感器的信号频带范围为0~30MHZ, 精度高于0.02，检测局部放电信号时灵敏度<10pC。

8.根据权利要求6所述的一种多功能高压电缆监测用传感器，其特征在于：所述的宽频电流传感器的工作状态为自积分和外积分工作状态相结合的复合式积分工作状态，其包括罗氏线圈高频自积分环节、无源RC中频外积分环节、有源RC低频积分环节和高频滤波环节。