一种带有绝缘计算功能的新型电流传感器的制作方法

1.本实用新型属于直流系统的绝缘检测技术领域，尤其涉及一种带有绝缘计算功能的新型电流传感器。


背景技术：

2.目前安装有直流电流传感器(以下称电流ct)的直流系统在支路绝缘检测时，通过采样ct的电流来判断支路绝缘情况。通常一个信号采集模块要处理十几路甚至二十几路ct的电流信号：信号采集模块通过选择开关依次采样各路ct的电流信号，然后处理计算出该支路的绝缘电阻；采集、计算完该模块带的所有支路后再将数据上传给主机。自绝缘检测设备模块化以来这是目前比较常用的方式，其原理如图4所示。该接线方式有以下2个问题无法解决：
3.1、每路电流ct都要接2根线连接到信号采集模块，当ct到模块的线缆过长时，因采样的电流信号比较微弱，容易受到外界干扰而引起检测仪误报；
4.2、一个模块需采样、处理多路ct电流，某个时刻只能处理一路ct的电流数据，无法实现对每路ct电流的实时监测、及时响应。


技术实现要素：

5.本实用新型为了解决上述现有技术中存在的缺陷和不足，提供了一种将传统的电流传感器和检测模块合二为一，可以省略模块，实现信号的采集、处理、计算及与主机之间的信息交互，方便主机直接与传感器通信并获得支路绝缘值的带有绝缘计算功能的新型电流传感器。
6.本实用新型的技术方案：一种带有绝缘计算功能的新型电流传感器，包括外壳以及设置在外壳内的磁环、线圈和信号处理单元；所述信号处理单元做成小板嵌入外壳内，负责电流信号的处理，其包括信号滤波电路、信号处理器、数据存储器、通信模块和电源模块；所述线圈缠绕在磁环上，所述磁环安装在信号处理单元的一侧。
7.优选地，所述线圈上的电流信号经过导线连接到信号处理单元的信号滤波电路，经过滤波后被送到信号处理器处理得到绝缘电阻值，最后经通信模块上传到主机，所述数据存储模块存放最终绝缘电阻值及主机下传的操作指令与传感器地址，当信号处理器收到主机指令时先将收到的地址与数据存储模块内的地址做比较，正确后才根据主机要求上传所需数据。
8.优选地，所述信号滤波电路为8阶低通有源滤波电路，所述信号处理器为微处理器，所述数据存储模块eeprom型数据存储模块。
9.本发明包含8阶低通滤波器，能克服支路环网情况下的大干扰信号，有效计算直流绝缘值。
10.优选地，该传感器通过通信模块与主机进行信息交互，实现数字通信功能。
11.优选地，该传感器的地址为一串唯一的序列号，存放于数据存储模块中，主机通过
发送地址序列号读取某指定传感器的数据信息。
12.优选地，主机通过通信模块设置每个传感器的电流系数，使其计算结果达到统一，实现电流系数的校准。
13.本实用新型将传统的电流传感器和检测模块合二为一，可以省略模块，主机直接与传感器通信并获得支路绝缘值；该传感器可配置唯一地址；采用多点通信，接线方式由星形接线改为串联接线，简化了传感器的接线，且数字通信大大提高了抗干扰性能；集成完整的信号处理功能的传感器，无需再与模块进行参数匹配，可实现传感器出厂时参数的统一性，减少了现场调试工作量；每路ct可同时计算，可实现每路ct的实时监测，减少支路绝缘检测的总时间。
附图说明
14.图1为本实用新型的内部结构模块图；
15.图2为本实用新型与主机之间的通讯示意图；
16.图3为本实用新型的外部轮廓图；
17.图4为本实用新型背景技术中提到的现有自绝缘检测设备通讯示意图。
具体实施方式
18.下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明，但并不是对本实用新型保护范围的限制。
19.如图1-3所示，一种带有绝缘计算功能的新型电流传感器，包括外壳以及设置在外壳内的磁环、线圈和信号处理单元；所述信号处理单元做成小板嵌入外壳内，负责电流信号的处理，其包括信号滤波电路、信号处理器、数据存储器、通信模块和电源模块；所述线圈缠绕在磁环上，所述磁环安装在信号处理单元的一侧。线圈上的电流信号经过导线连接到信号处理单元的信号滤波电路，经过滤波后被送到信号处理器处理得到绝缘电阻值，最后经通信模块上传到主机，所述数据存储模块存放最终绝缘电阻值及主机下传的操作指令与传感器地址，当信号处理器收到主机指令时先将收到的地址与数据存储模块内的地址做比较，正确后才根据主机要求上传所需数据。信号滤波电路为8阶低通有源滤波电路，所述信号处理器为微处理器，所述数据存储模块eeprom型数据存储模块。
20.本实用新型的产品可以实现以下功能：
21.1、传感器带有数字通信功能：主机可通过通信模块对传感器进行信息交互；
22.2、传感器地址唯一性：每个传感器在出厂前都会被写入一窜序列号，这是该传感器的地址，存放于数据存储器中，每窜序列号都不重复以确保传感器地址的唯一性；主机通过发送地址序列号读取某指定传感器的数据信息；
23.3、电流系数可校准：由于磁芯、线圈及电路系数做不到完全统一，在相同状态下(例母线正端对地接一个10k模拟电阻)
24.每个传感器计算出来的绝缘电阻不尽相等，主机可通过通信模块设置每个传感器的电流系数，使其计算结果达到统一；传感器则将数值保存于数据存储器便于每次计算使用；
25.4、可计算绝缘值：传统的数字传感器，只能上报电流值，需要主机来计算绝缘，该
传感器可以接收主机下发的电压信息，并根据自身采集的电流信息计算支路绝缘。
26.5、可计算支路电容值：该本传感器采用交流电流检测原理，所检测的电流中包含相位信息，可根据电流值和相位值计算支路中的电容。


技术特征：
1.一种带有绝缘计算功能的新型电流传感器，其特征在于：其包括外壳以及设置在外壳内的磁环、线圈和信号处理单元；所述信号处理单元做成小板嵌入外壳内，负责电流信号的处理，其包括信号滤波电路、信号处理器、数据存储器、通信模块和电源模块；所述线圈缠绕在磁环上，所述磁环安装在信号处理单元的一侧。2.根据权利要求1所述的一种带有绝缘计算功能的新型电流传感器，其特征在于：所述线圈上的电流信号经过导线连接到信号处理单元的信号滤波电路，经过滤波后被送到信号处理器处理得到绝缘电阻值，最后经通信模块上传到主机，所述数据存储器存放最终绝缘电阻值及主机下传的操作指令与传感器地址，当信号处理器收到主机指令时先将收到的地址与数据存储器 内的地址做比较，正确后才根据主机要求上传所需数据。3.根据权利要求2所述的一种带有绝缘计算功能的新型电流传感器，其特征在于：所述信号滤波电路为8阶低通有源滤波电路，所述信号处理器为微处理器，所述数据存储器eeprom型数据存储器。4.根据权利要求1所述的一种带有绝缘计算功能的新型电流传感器，其特征在于：该传感器通过通信模块与主机进行信息交互，实现数字通信功能。5.根据权利要求1所述的一种带有绝缘计算功能的新型电流传感器，其特征在于：该传感器的地址为一串唯一的序列号，存放于数据存储器中，主机通过发送地址序列号读取某指定传感器的数据信息。6.根据权利要求1所述的一种带有绝缘计算功能的新型电流传感器，其特征在于：主机通过通信模块设置每个传感器的电流系数，使其计算结果达到统一，实现电流系数的校准。

技术总结
本实用新型属于直流系统的绝缘检测技术领域，尤其涉及一种带有绝缘计算功能的新型电流传感器，包括外壳以及设置在外壳内的磁环、线圈和信号处理单元；所述信号处理单元做成小板嵌入外壳内，负责电流信号的处理，其包括信号滤波电路、信号处理器、数据存储器、通信模块和电源模块；所述线圈缠绕在磁环上，所述磁环安装在信号处理单元的一侧。本实用新型将传统的电流传感器和检测模块合二为一，可以省略模块，实现信号的采集、处理、计算及与主机之间的信息交互，方便主机直接与传感器通信并获得支路绝缘值。路绝缘值。路绝缘值。


技术研发人员：刘晶 陈然 邵炜杰 陆杰
受保护的技术使用者：杭州星炬电力科技有限公司
技术研发日：2021.12.17
技术公布日：2022/5/30