[发明专利]一种高压避雷器内部电流和温湿度测量装置及方法

权利要求书

1.一种高压避雷器内部电流和温湿度测量装置，包括避雷器(1)，其特征是：在避雷器(1)内部电阻片当中置有测量探头(2)，在避雷器(1)的外部连接有监测主机(3)。

2.根据权利要求1所述的一种高压避雷器内部电流和温湿度测量装置，其特征是：所述测量探头(2)的形状与避雷器电阻片的形状一致。

3.根据权利要求1所述的基于无线传感技术的高压避雷器内部电流和温湿度测量装置，其特征是：所述测量探头(2)内置到避雷器中各节的中上部，串联在电阻片当中，进行无线组网。

4.根据权利要求1所述的一种高压避雷器内部电流和温湿度测量装置，其特征是：所述测量探头(2)为圆形结构，由圆形片状上下端盖和中部金属外壳(4)围成的环状结构构成测量探头的外壳；上下端盖为导电板(5)；上下导电板(5)粘接在金属外壳(4)的上下端，构成封闭的圆柱形壳体。

5.根据权利要求1所述的一种高压避雷器内部电流和温湿度测量装置，其特征是：所述测量探头(2)的内部由金属外壳(4)、导电板(5)、电流导引棒(6)、电路模块(7)、柔性无线天线(8)及导引端(9)构成；其中，电路模块(7)通过螺丝安装在电流测量模块外壳(15)内部，同时将电流测量模块外壳(15)固定连接到金属外壳(4)的内壁上；馈线的一端连接电路模块(7)中的无线模块输入端，馈线的另一端通过金属外壳(4)上的小孔引出，与粘接在金属外壳(4)外侧的柔性无线天线(8)相连接；两个导引棒(6)均是一端焊接在导电板(5)上，另一端连接电路模块(7)的电流输入端；导引端(9)设在上下端盖上，与电流导引棒(6)相连接。

6.根据权利要求5所述的一种高压避雷器内部电流和温湿度测量装置，其特征是：所述电流测量模块外壳(15)由工程塑料构成；所述金属外壳(4)为铝合金材料制成。

7.根据权利要求4所述的一种高压避雷器内部电流和温湿度测量装置，其特征是：所述上下端盖均由导电板(5)构成，导电板(5)向外一侧为铜箔层，导电板(5)内部是由绝缘材料电木板构成，铜箔层和绝缘材料电木板通过压接方式连接在一起。

8.根据权利要求5所述的一种高压避雷器内部电流和温湿度测量装置，其特征是：所述电流测量模块外壳(15)内的导线中连接有电流互感器(14)，电流互感器(14)的二次侧连接到电流测量模块(10)中，电流测量模块(10)通过导线依次与中央处理器(11)和无线通信模块(13)相连接；中央处理器(11)的另一端导线连接温湿度测量模块(12)，通过UART进行数字通信。

9.根据权利要求8所述的一种高压避雷器内部电流和温湿度测量装置，其特征是：所述电流测量模块(10)由滤波电路和放大电路组成，将引入的电流进行高次滤波和放大，输出到中央处理器，中央处理器内部集成AD转换模块，将电流模拟信号转换为数字信号进行处理，通过快速傅立叶算法将泄漏电流的基波和三次谐波测量出来，并通过无线通信模块发送出数据结果。

10.一种高压避雷器内部电流和温湿度测量方法，其特征是：利用谐波分析法测量出避雷器泄漏电流的基波，计算公式如下：

考虑信号中包含有高次谐波及噪声的情况，将信号X(t)表示为：

上式中：X_k表示k次信号的采样值，nωt表示采样点、角频率与t时刻的乘积，表示第k次信号相角差，N(t)表示t时刻信号分量，k表示第K个信号频谱；

根据三角函数的正交性，得：

上式中：A_k表示k次信号含量余弦峰值，B_k表示k次信号含量正弦峰值，X(t)表示t时刻信号采样值，表示k次谐波值与k次谐波相角的余弦值乘积，表示k次谐波值与k次谐波相角的正弦值乘积；

以上是针对时间连续信号，对于采样后的离散信号，将积分表示成离散形式：

上式中，N是一个周期中的采样点数，A_kk次信号含量余弦峰值，B_k表示k次信号含量正弦峰值，X(n)表示第n个采样点的峰值，kn表示第k次频谱乘以采样点数n。