[发明专利]一种基于磁阻效应的电流传感器及电缆状态监测装置

说明书

本发明公开了一种基于磁阻效应的电流传感器及电缆状态监测装置，电流传感器包括：感应模块为环状体，待测电缆穿过其中心，感应模块用于当待测电缆出现接地错误故障时，感应待测电缆中的工频电流在空间中产生的强磁场，并输出工频信号，从而实现电缆护层接地工频电流感知；和/或，当待测电缆出现局部绝缘故障时，将待测电流中的高频信号在空间中产生的变化微弱的高频磁场聚合为变化强的高频磁场，并输出高频信号，从而实现电缆局部放电高频电流；信号调理模块用于放大所述工频信号及高频信号；控制模块将工频信号、高频信号分别转换为工频数字信号、高频数字信号之后，发送至上位机，以便上位机对工频数字信号、高频数字信号进一步处理。

技术领域

本发明涉及电力设备传感领域，具体涉及一种基于磁阻效应的电流传感器及电缆状态监测装置。

背景技术

电缆逐渐成为城市地区输电系统的主要通道，其具有占地少，美观的特点。电缆运行过程中存在绝缘缺陷扩大、接地故障等问题，会引发绝缘局部放电、护层接地电流异常等现象。目前，220kV一级电缆隧道及330kV以上高压电缆需配备局部放电监测系统，110kV及以上电压等级电缆配备护层接地电流监测，用于评估电缆运行状态。

护层接地电流与局部放电高频电流传感器目前需安装在交叉互联接地箱中。由于交叉互联箱空间较小，直接安装高频电流传感器与护层接地电流传感器常存在空间不够的问题。由于护层接地电流传感器设计时二次侧需短路，高频电流传感器二次侧不能短路，理论上无法一体化集成实现微型化，造成现场安装困难，难以实现护层接地工频电流与局部放电高频电流的同时监测。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的电流传感器无法实现护层接地工频电流与局部放电高频电流的同时监测的缺陷，从而提供一种基于磁阻效应的电流传感器及电缆状态监测装置。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种基于磁阻效应的电流传感器，包括：感应模块、信号调理模块、控制模块，其中，感应模块为环状体，待测电缆穿过其中心，感应模块用于当待测电缆出现接地错误故障时，感应待测电缆中的工频电流在空间中产生的强磁场，并输出工频信号；和/或，当待测电缆出现局部绝缘故障时，将待测电流中的高频电流在空间中产生的变化微弱的高频磁场聚合为变化强的高频磁场，并输出高频信号；信号调理模块的输入端与感应模块连接，信号调理模块用于放大工频信号及高频信号；控制模块的输入端与信号调理模块的输出端连接，控制模块用于将工频信号、高频信号分别转换为工频数字信号、高频数字信号之后，发送至上位机，以便上位机对工频数字信号、高频数字信号进一步处理。

在一实施例中，感应模块包括：高频软磁铁氧体磁芯及磁阻传感芯片，其中，待测电缆外套设有环状的高频软磁铁氧体磁芯，高频软磁铁氧体磁芯开设有缺口，磁阻传感芯片置于缺口内；高频软磁铁氧体磁芯用于将变化微弱的高频磁场聚合为变化强的高频磁场；磁阻传感芯片用于当感应到高频软磁铁氧体磁芯气隙中聚合的变化强的高频磁场后，输出高频信号至信号调理模块，和/或当感应工频电流在空间中产生强磁场后，输出工频信号至信号调理模块。

在一实施例中，信号调理模块包括：工频信号调理单元及高频信号调理单元，其中，工频信号调理单元的输入端与感应模块连接，工频信号调理单元的输出端与控制模块连接，工频信号调理单元用于对工频信号进行放大；高频信号调理单元的输入端与感应模块连接，高频信号调理单元的输出端与控制模块连接，高频信号调理单元用于对高频信号进行放大。

在一实施例中，工频信号调理单元包括：工频放大器芯片，工频放大器芯片的输入端与感应模块连接，工频放大器芯片的输出端与控制模块连接；当感应模块仅输出工频信号时，工频放大器芯片对工频信号进行放大；当感应模块输出由工频信号及高频信号构成的混合信号时，工频放大器芯片对混合信号中的工频分量进行放大。