一种分布式非接触故障采集系统的制作方法

1.本发明涉及输电线路故障采集技术领域，特别是涉及一种分布式非接触故障采集系统。


背景技术：

2.目前的输电线路固定采集通常在一个线塔采集设备，但由于摆放位置是随意摆放，没有针对性处理，导致采集的信号不准确，容易漏掉故障信号。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是提供一种采集精度高的分布式非接触故障采集系统。
4.为解决上述问题，本发明提供一种分布式非接触故障采集系统，所述分布式非接触故障采集系统包括：第一采集单元，包括第一磁场传感器、第一差分转单端电路和第一运算放大电路，所述第一磁场传感器沿着输电线的传输方向设置，所述第一磁场传感器与所述第一差分转单端电路电连接，所述第一磁场传感器输出差分信号，通过第一差分转单端电路处理得到一个单端信号；所述第一差分转单端电路与第一运算放大电路电连接，所述第一运算放大电路将单端信号放大得到第一输出信号；第二采集单元，包括第二磁场传感器和第二差分转单端电路，所述第二磁场传感器与所述第二差分转单端电路电连接，所述第二磁场传感器垂直于输电线的传输方向设置，所述第二磁场传感器输出差分信号，通过第二差分转单端电路处理输出第二输出信号；第三采集单元，包括第三磁场传感器、第三差分转单端电路、滤波电路和第三运算放大电路，所述第三磁场传感器沿着输电线的传输方向的反方向设置；所述第三磁场传感器与所述第三差分转单端电路电连接，所述第三磁场传感器输出差分信号，通过第三差分转单端电路处理得到一个单端信号；所述第三差分转单端电路与滤波电路电连接，所述滤波电路对单端信号进行滤波，所述滤波电路与第三运算放大电路电连接，通过第三运算放大电路处理输出第二输出信号。
5.进一步的，所述第一差分转单端电路包括处理器u1，所述处理器u1的第一针脚通过可调电阻r1与所述处理器u1的第8针脚电连接，所述第一磁场传感器与所述处理器u1的第2针脚和第3针脚电连接，所述处理器u1的第4针脚通过电容c7接地，电容c5和电容c6与所述电容c7并联，所述处理器u1的第6针脚依次串联有电阻r3、电容c11和运算放大电路电连接，所述处理器u1的第7针脚通过电容c1接地，所述电容c2与所述电容c1并联。
6.进一步的，所述第一运算放大电路包括运放芯片u2和电容c10，所述第一差分转单端电路与运放芯片u2的第3针脚电连接，所述运放芯片u2的第5针脚与电容c10电连接后接地，所述运放芯片u2的第4针脚与第1针脚电连接，所述运放芯片u2的第1针输出第一输出信号。
7.进一步的，所述第二差分转单端电路包括处理器u3，所述处理器u3的第一针脚通
过可调电阻r5与所述处理器u3的第8针脚电连接，所述第一磁场传感器与所述处理器u3的第2针脚和第3针脚电连接，所述处理器u3的第4针脚通过电容c14接地，电容c12和电容c13与所述电容c14并联，所述处理器u3的第6针脚连接有电阻r7并输出第二输出信号，所述处理器u3的第7针脚通过电容c8接地，所述电容c9与所述电容c8并联。
8.进一步的，所述第三差分转单端电路包括处理器u7，所述处理器u7的第一针脚通过可调电阻r9与所述处理器u7的第8针脚电连接，所述第一磁场传感器与所述处理器u7的第2针脚和第3针脚电连接，所述处理器u7的第4针脚通过电容c24接地，电容c22和电容c23与所述电容c24并联，所述处理器u7的第6针脚依次串联有电阻r11、电容c21和运算放大电路电连接，所述处理器u7的第7针脚通过电容c15接地，所述电容c16与所述电容c15并联。
9.进一步的，所述第一运算放大电路包括处理器u5、处理器u6、处理器u8和处理器u9，所述处理器u5的第一针脚与所述处理器u5的第4针脚电连接，所述处理器u5的第2针脚接地，所述处理器u5的第3针脚连接有电容c18电连接，所述电容c18通过电容c17与差分转单端电路以及电阻r15电连接，所述电阻r15通过电阻r16与第3针脚电连接，所述电阻r15还通过电容c25与处理器u8的第1针脚电连接，所述电容c18还通过电阻r12与处理器u8的第1针脚电连接，所述处理器u8的第1针脚还与其第4针脚电连接，所述处理器u8的第2针脚接地，处理器u8的第3针脚通过电阻vr1与处理器u5的第4针脚电连接，所述处理器u6的第一针脚与所述处理器u6的第4针脚电连接，所述处理器u6的第2针脚接地，所述处理器u6的第3针脚与电容c20电连接，所述电容c20通过电容c19与处理器u5的第4针脚以及电阻r17电连接，所述电阻r17通过电阻r18与第3针脚电连接，所述电阻r17还通过电容c26与处理器u9的第1针脚电连接，所述电容c20还通过电阻r13与处理器u9的第1针脚电连接，所述处理器u9的第1针脚还与其第4针脚电连接，所述处理器u9的第2针脚接地，处理器u9的第3针脚通过电阻vr2与处理器u6的第4针脚电连接，所述处理器u6的第1针脚还与第三运算放大电路电连接。
10.进一步的，所述第三运算放大电路包括运放芯片u10和电容c10，所述第一差分转单端电路与运放芯片u10的第3针脚电连接，所述运放芯片u10的第5针脚与电容c10电连接后接地，所述运放芯片u10的第4针脚与第1针脚电连接，所述运放芯片u10的第1针输出第三输出信号。
11.本发明分布式非接触故障采集系统在不同方向分别设置磁场采集单元，多点位采集，采集更精准，且针对不同位置进行针对性电路优化，确保采集的信息准确，精准度高。
附图说明
12.图1是本发明分布式非接触故障采集系统的较佳实施方式的示意图。
13.图2是第一差分转单端电路的电路图。
14.图3是第一运算放大电路的电路图。
15.图4是第二差分转单端电路的电路图。
16.图5是第三差分转单端电路的电路图。
17.图6是滤波电路的放大图。
18.图7是第三运算放大电路的电路图。
具体实施方式
19.下面结合附图对本发明作进一步说明。
20.如图1所示，本发明分布式非接触故障采集系统的较佳实施方式包括第一采集单元100、第二采集单元200和第三采集单元300，所述第一采集单元100、第二采集单元200和第三采集单元300均用于采集输电线路的空间磁场变化，且将采集到的磁场信号分别处理并输出为第一输出信号、第二输出信号、第三输出信号。
21.所述第一采集单元100包括第一磁场传感器101、第一差分转单端电路102和第一运算放大电路103，所述第一磁场传感器101沿着输电线的传输方向设置；所述第一磁场传感器101与所述第一差分转单端电路102电连接，所述第一磁场传感器101输出差分信号，通过第一差分转单端电路102处理得到一个单端信号；所述第一差分转单端电路102与第一运算放大电路103电连接，所述第一运算放大电路103将单端信号放大得到第一输出信号。所述第一磁场传感器101所在位置磁场信号较弱，通过第一运算放大电路103对电信号增强，确保了所述第一采集单元100能够准确的采集到磁场的变化，提高了信号采集的精准性。
22.如图2所示，所述第一差分转单端电路102包括处理器u1、可调电阻r1、电阻r3、电容c1、电容c2、电容c5、电容c6、电容c7和电容c11。所述处理器u1采用ina128ua/2k5芯片，所述处理器u1的第一针脚与可调电阻r1的一端电连接，所述可调电阻u1的另一端与所述处理器u1的第8针脚电连接。所述第一磁场传感器101的输出端与所述处理器u1的第2针脚和第3针脚电连接。所述处理器u1的第4针脚与所述电容c7的一端电连接，所述电容c7的另一端接地，所述电容c5和电容c6与所述电容c7并联。所述处理器u1的第5针脚接地。所述处理器u1的第6针脚与所述电阻r3一端电连接，所述电阻r3的另一端与所述电容c11的一端电连接，所述电容c11的另一端与所述运算放大电路电连接。所述处理器u1的第7针脚与电容c1的一端电连接，所述电容c1的另一端接地，所述电容c2与所述电容c1并联。
23.如图3所示，所述第一运算放大电路103包括运放芯片u2和电容c10，所述运放芯片u2采用gs8551-tr。所述第一差分转单端电路102与运放芯片u2的第3针脚电连接，所述运放芯片u2的第2针脚接地，所述运放芯片u2的第5针脚与电容c10电连接后接地，所述运放芯片u2的第4针脚与第1针脚电连接，所述运放芯片u2的第1针输出第一输出信号。
24.所述第二采集单元200包括第二磁场传感器201和第二差分转单端电路202，所述第二磁场传感器201与所述第二差分转单端电路202电连接，所述第二磁场传感器201垂直于输电线的传输方向设置；所述第二磁场传感器201输出差分信号，通过第二差分转单端电路202处理得到一个单端信号，即第二输出信号；由于第二磁场传感器201所在位置，磁场信号强，且无杂波，因此只需将差分信号转为单端信号即可，以便于后续的电子设备识别该信号。
25.如图4所示，所述第二差分转单端电路202包括处理器u3、可调电阻r5、电阻r7、电容c8、电容c9、电容c12、电容c13和电容c14。所述处理器u3采用ina128ua/2k5芯片，所述处理器u3的第1针脚与可调电阻u3的一端电连接，所述可调电阻r5的另一端与所述处理器u3的第8针脚电连接。所述第一磁场传感器101的输出端与所述处理器u3的第2针脚和第3针脚电连接。所述处理器u3的第4针脚与所述电容c14的一端电连接，所述电容c14的另一端接地，所述电容c12和电容c13与所述电容c14并联。所述处理器u3的第5针脚接地。所述处理器u3的第6针脚与所述电阻r7一端电连接，所述电阻r7的另一端输出第二输出信号。所述处理
器u3的第7针脚与电容c8的一端电连接，所述电容c8的另一端接地，所述电容c9与所述电容c8并联。
26.所述第三采集单元300包括第三磁场传感器301、第三差分转单端电路302、滤波电路303和第三运算放大电路304，所述第三磁场传感器301沿着输电线的传输方向的反方向设置；所述第三磁场传感器301与所述第三差分转单端电路302电连接，所述第三磁场传感器301输出差分信号，通过第三差分转单端电路302处理得到一个单端信号；所述第三差分转单端电路302与滤波电路303电连接，所述滤波电路303对单端信号进行滤波到第三输出信号。所述第三磁场传感器301所在位置磁场信号具有杂波，通过滤波电路303消除输电线路50hz的工频的信号干扰，确保采集到的信号准确，确保了所述第三采集单元300能够准确的采集到磁场的变化，提高了信号采集的精准性。
27.如图5所示，所述第三差分转单端电路302包括处理器u7、可调电阻r9、电阻r11、电容c15、电容c16、电容c22、电容c23、电容c24和电容c21。所述处理器u7采用ina128ua/2k5芯片，所述处理器u7的第一针脚与可调电阻r9的一端电连接，所述可调电阻u7的另一端与所述处理器u7的第8针脚电连接。所述第一磁场传感器101的输出端与所述处理器u7的第2针脚和第3针脚电连接。所述处理器u7的第4针脚与所述电容c24的一端电连接，所述电容c24的另一端接地，所述电容c22和电容c23与所述电容c24并联。所述处理器u7的第5针脚接地。所述处理器u7的第6针脚与所述电阻r11一端电连接，所述电阻r11的另一端与所述电容c21的一端电连接，所述电容c21的另一端与所述运算放大电路电连接。所述处理器u7的第7针脚与电容c15的一端电连接，所述电容c15的另一端接地，所述电容c16与所述电容c15并联。
28.如图6所示，所述滤波电路303包括处理器u5、处理器u6、处理器u8、处理器u9、电阻r12、电阻r15、电阻r16、电阻vr1、电阻r13、电阻r17、电阻r18、电阻vr2、电容c17、电容c18、电容c25、电容c19、电容c20和电容c26，所述处理器u5、处理器u6、处理器u8和处理器u9均为gs8551-tr。所述处理器u5的第一针脚与所述处理器u5的第4针脚电连接，所述处理器u5的第2针脚接地，所述处理器u5的第3针脚与电容c18电连接，所述电容c18通过电容c17与差分转单端电路以及电阻r15电连接，所述电阻r15通过电阻r16与第3针脚电连接，所述电阻r15还通过电容c25与处理器u8的第1针脚电连接，所述电容c18还通过电阻r12与处理器u8的第1针脚电连接。所述处理器u8的第1针脚还与其第4针脚电连接，所述处理器u8的第2针脚接地，处理器u8的第3针脚通过电阻vr1与处理器u5的第4针脚电连接。所述处理器u6的第一针脚与所述处理器u6的第4针脚电连接，所述处理器u6的第2针脚接地，所述处理器u6的第3针脚与电容c20电连接，所述电容c20通过电容c19与处理器u5的第4针脚以及电阻r17电连接，所述电阻r17通过电阻r18与第3针脚电连接，所述电阻r17还通过电容c26与处理器u9的第1针脚电连接，所述电容c20还通过电阻r13与处理器u9的第1针脚电连接。所述处理器u9的第1针脚还与其第4针脚电连接，所述处理器u9的第2针脚接地，处理器u9的第3针脚通过电阻vr2与处理器u6的第4针脚电连接，所述处理器u6的第1针脚还与第三运算放大电路304电连接。
29.如图7所示，所述第三运算放大电路304包括运放芯片u10和电容c10，所述运放芯片u10采用gs8551-tr。所述第一差分转单端电路102与运放芯片u10的第3针脚电连接，所述运放芯片u10的第2针脚接地，所述运放芯片u10的第5针脚与电容c10电连接后接地，所述运放芯片u10的第4针脚与第1针脚电连接，所述运放芯片u10的第1针输出第三输出信号。
30.本发明在磁场的不同方向分别设置磁场采集单元，多点位采集，采集更精准，且针对不同位置进行针对性电路优化，确保采集的信息准确，精准度高。
31.以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明的专利保护范围之内。