[实用新型]基于直流载波通信技术的数字式微小电流交直流传感器

说明书

本实用新型公开了基于直流载波通信技术的数字式微小电流交直流传感器，由测量铁芯、直流测量模块、交流测量模块、AD采集模块以及直流载波通信传输模块组成，直流测量模块的上游与测量铁芯相连，直流检测模块由振荡电路、滤波电路、直流放大电路以及直流平移电路依次连接组成，交流测量模块的上游与测量铁芯相连，交流测量模块由交流放大电路和交流平移电路组成，直流测量模块与交流测量模块的下游分别连接AD采集模块，AD采集模块下游与直流载波通信传输模块相连。本实用新型在直流系统绝缘检测过程中，能将微小电流变化转变为可被精确识别的电压信号变化，然后被调制为能通过供电线两线制传输的信号，最终实现提升直流系统绝缘监测装置的整体检测精度。

技术领域

本实用新型属于电信号检测技术领域，适用于检测发电厂、变电站中直流系统的接地故障中的故障电流，尤其是直流故障小电流及交流串扰造成的交流电流，具体涉及基于直流载波通信技术的数字式微小电流交直流传感器。

背景技术

发电厂、变电站的直流系统故障中最常发生的故障是直流系统绝缘下降，一般表现为直流系统绝缘性下降，出现直接接地或间接接地等情况。在电力系统的发电、变电及输电等过程中直流系统的构成和负载端都较为复杂，故障发生的几率很高，对其进行在线监测的难度较大，在故障发生后对其实现检修的过程也较为繁杂。

绝缘监测装置的支路部分检测需要使用直流小电流传感器，通过测量直流接地故障点的电流、电压计算出电阻值。而交流串扰部分需要使用交流传感器，通过测量交流电流以计算交流串扰严重程度。以上两种测量方式的电流测量技术即为该方向故障诊断的关键技术。目前常用传感器有：(1)磁调制式电流传感器，使用具有高磁导率材料作为铁芯，灵敏度高，其测量精度更高，在一定范围内具有较好的线性程度，抗干扰强，但材料价格也多有不同，多采用双线圈振荡，结构复杂，体积较大，多使用模拟信号传输，不方便拓展。(2)霍尔电流传感器具有结构简单，价格便宜，方便耐用，测量范围较宽等特点，对不同范围的电流测量都有相应的测量产品，但是对于待测电流较小时(0-10mA)，测量精度不够且稳定性、抗干扰能力较差。这两种电流传感器均存在安装不便和零漂的问题。目前市场中每年至少需要 40万套直流小电流传感器以及更多的交流传感器，主要生产厂商大都采用模拟方式测量，增加了通讯负担，并限制了测量的精度。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明提供了基于直流载波通信技术的数字式微小电流交直流传感器，本发明在直流系统绝缘检测过程中，能将微小电流变化转变为可被精确识别的电压信号变化，然后被调制为能通过供电线两线制传输的信号，最终实现提升直流系统绝缘监测装置的整体检测精度。结合说明书附图，本发明的技术方案如下：

基于直流载波通信技术的数字式微小电流交直流传感器，由测量铁芯、直流测量模块、交流测量模块、AD采集模块以及直流载波通信传输模块组成；

所述直流测量模块的上游与测量铁芯相连，所述直流测量模块由振荡电路、滤波电路、直流放大电路以及直流平移电路依次连接组成，其中，待测微小电流经所述振荡电路后输出稳定且占空比可控的方波信号，再经过所述滤波电路进行低通滤波，输出直流分量，接着经直流放大电路对滤波电路的输出进行放大，最后通过直流平移电路对直流放大电路的输出进行平移，以使输出的信号值均处于AD采集模块的采集范围内；

所述交流测量模块的上游与测量铁芯相连，所述交流测量模块由交流放大电路和交流平移电路依次连接组成，其中，待测微小电流经所述交流放大电路进行放大后，通过所述交流平移电路对交流放大电路的输出进行平移，以使输出的信号值均处于AD采集模块的采集范围内；

所述直流测量模块与交流测量模块的下游分别连接AD采集模块，所述AD采集模块下游与直流载波通信传输模块相连，其中，直流载波通信传输模块将需要传输的模拟信号根据通信协议转化为数字信号后，根据供电高低电平变化传输信号，其传输状态分为三种情况，分别为：供电线空闲时、主机向传感器下发数据时以及传感器向主机上传数据时。