[发明专利]一种电缆负荷精确采集装置及方法

权利要求书

1.一种电缆负荷精确采集装置，其特征在于，包括：电缆负荷精确采集主机和数据采集传感器；

其中，所述数据采集传感器是一种开合式柔性罗氏线圈电流传感器，根据电磁感应原理采集通过线圈的电流；所述数据采集传感器包括接地电流采集传感器和电缆本体复合电流采集传感器，所述接地电流采集传感器安装于每回被监测线路的直接接地处或交叉互联接地处，用于采集电缆接地电流，所述电缆本体复合电流传感器安装于电缆本体上，用于采集通过电缆本体的复合电流；

所述电缆负荷精确采集主机包括壳体、显示屏以及安装在壳体内部的主控模块，电源模块，信号处理模块、底板和电池；

所述数据采集传感器将采集到的电流信号反馈给所述电缆负荷精确采集主机；

所述电缆负荷精确采集主机的信号处理模块用于对接收到的反馈的电流信号进行模拟数字转换处理，得到数字化的信号；

所述主控模块对用于对数字化的信号进行处理，检测数字化后的被测信号过零点位置，并计算出采集的电缆本体的复合电流信号和电缆接地电流的相位差，并对采集信号进行矢量差操作，得到精确的电缆负荷信息；

所述电池为可充电电池，经所述电源模块处理后分别对所述主控模块和所述信号处理模块进行供电；所述显示屏用于实现数据采集显示功能。

2.根据权利要求1所述的一种电缆负荷精确采集装置，其特征在于：

所述电缆本体复合电流传感器采集到通过电缆本体的复合电流，所述接地电流采集传感器采集到电缆接地电流，所述通过电缆本体的复合电流包括流经高压电缆导体线芯的负荷电流与流经电缆金属套的接地电流的时域叠加电流，电缆的真实负荷电流为通过电缆本体的电流与电缆护层环流的矢量差；所述电缆负荷精确采集主机和电缆本体复合电流采集传感器、接地电流采集传感器通过环流传感器接口相连。

3.根据权利要求1所述的一种电缆负荷精确采集装置，其特征在于：

所述信号处理模块对所述数据采集传感器采集到的信号进行去噪、放大、偏置处理。

4.根据权利要求1所述的一种电缆负荷精确采集装置，其特征在于：

所述主控模块利用所述信号处理模块数字化处理过的信号计算通过电缆本体的电流与电缆护层环流的相位角及矢量差。

5.根据权利要求4所述的一种电缆负荷精确采集装置，其特征在于：

对信号幅值过零点位置进行线性插值，利用插值技术得到精确的信号过零点位置的相位，再获取电流相位差，从而提高相位差的测量精度，并且通过改变插值个数，保证在不同频率范围内测量精度一致，提升电缆负荷电流的精确度。

6.根据权利要求1所述的一种电缆负荷精确采集装置，其特征在于：所述主控模块，电源模块，信号处理模块插接在电路底板上，每个功能模块可直接进行插拔式操作，互相独立，易于维护。

7.一种利用权利要求1所述的电缆负荷精确采集装置进行电缆负荷精确测量的方法，其特征在于，包括如下步骤：

将接地电流采集传感器安装于被监测线路的直接接地处或交叉互联接地处，将电缆本体复合电流采集传感器安装于电缆本体上；

接地电流采集传感器检测到接地电流，电缆本体复合电流采集传感器检测到通过电缆本体的复合电流，主控模块实现两通道的同步采集，且保证信号处理的实时性，采集到的接地电流信号和通过电缆本体的复合电流传输到信号处理模块进行信号处理，信号处理模块处理后的信号传输到主控模块进行处理；

所述信号处理模块对采集到的同步的接地电流信号和电缆本体复合电流进行分析，对信号进行去噪、放大、偏置处理，将有效数据传输到主控模块；所述主控模块利用过零点法计算接地电流信号和通过电缆本体的电流的相位差并对接地电流信号和通过电缆本体的电流进行矢量差操作，获取精确的电缆负荷电流。