介质损耗角正切值测试用电流与电压检测电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种介质损耗角正切值测试用电流与电压检测电路，包括对被测试电气设备的工作电流进行实时检测的电流检测单元、对被测试电气设备的工作电压进行实时检测的电压检测单元和对电流检测单元与电压检测单元所检测信号进行采集的信号采集电路；电流检测单元包括三个电流互感器、三个第一信号调理电路和三个第一低通滤波电路；电压检测单元包括三个电压互感器、三个第二信号调理电路和三个第二低通滤波电路；第一低通滤波电路和第二低通滤波电路均为二阶低通滤波电路。本实用新型专利技术电路简单、设计合理且投入成本低、使用效果好，能对所检测电流与电压信号进行有效滤波处理，实现对微弱的电流与电压信号进行有效检测，并且检测精度高。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电力设备在线测试
，尤其是涉及一种介质损耗角正切值测试用电流与电压检测电路。
技术介绍
介质损耗角、泄漏电流和绝缘介质电容Cx是衡量电气设备绝缘程度的三个特征量。由于介质损耗角正切值(即tanS)仅取决于材料的特性而与材料的尺寸和形状无关，故把tanS作为设备整体绝缘状况的参数是非常有效的。近年来，随着状态检测技术的发展，介质损耗(以下简称介损)在线检测技术也日益受到重视，并逐渐开发出多种检测方法，主要形成以下两大分支:其一是主要靠“硬件”实现的检测方法，以电桥法、过零点相位比较法为代表，此方法依靠硬件装置来实现，受硬件本身的影响较大，准确度难以保证;其二是主要靠“软件”实现的方法，主要有相关函数法、高阶正弦拟合法、离散傅里叶变换算法等，通常借助传感器等装置分别测量运行电压和流经试品的电流，再将测量出的模拟信号转化为数字信号，然后采用相关分析方法提取出电压和电流的基波相位差信息，从而估计出介损角。软件法以其较好的抗干扰性和稳定性，成为目前较为理想的检测方法。采用软件法对介质损耗角正切值(S卩tanS)进行测试时，需先对被测试电气设备的工作电压和工作电流分别进行检测，并根据所检测出的电压值和电压值计算介质损耗角正切值(即tanS)。因而，电压与电流信号的检测精度至关重要，其直接影响计算得出介质损耗角正切值(即tanS)的准确性。目前，对介质损耗角正切值进行计算时，信号干扰问题一直是影响在线绝缘检测系统安全可靠运行的重要因素，尤其是一些复杂的电磁干扰环境中微弱信号的检测难度更大。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种介质损耗角正切值测试用电流与电压检测电路，其电路简单、设计合理且投入成本低、使用效果好，能对所检测电流与电压信号进行有效滤波处理，实现对微弱的电流与电压信号进行有效检测，并且检测精度尚。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是:一种介质损耗角正切值测试用电流与电压检测电路，其特征在于:包括对被测试电气设备的工作电流进行实时检测的电流检测单元、对被测试电气设备的工作电压进行实时检测的电压检测单元和对电流检测单元所检测的电流信号与电压检测单元所检测的电压信号分别进行采集的信号采集电路，所述被测试电气设备的工作电流为三相电流，所述电流检测单元为三相电流检测单元；所述被测试电气设备的工作电压为三相电压，所述电压检测单元为三相电压检测单元;所述电流检测单元包括三个分别对所述被测试电气设备的三相工作电流分别进行实时检测的电流互感器、三个分别与三个所述电流互感器相接的第一信号调理电路和三个分别与三个所述第一信号调理电路相接的第一低通滤波电路，三个所述第一低通滤波电路均与信号采集电路相接;所述电压检测单元包括三个分别对所述被测试电气设备的三相工作电压分别进行实时检测的电压互感器、三个分别与三个所述电压互感器相接的第二信号调理电路和三个分别与三个所述第二信号调理电路相接的第二低通滤波电路，三个所述第二低通滤波电路均与信号采集电路相接;三个所述第一低通滤波电路和三个所述第二低通滤波电路均为二阶低通滤波电路，所述二阶低通滤波电路与信号采集电路相接。上述介质损耗角正切值测试用电流与电压检测电路，其特征是:所述信号采集电路为A/D转换器。上述介质损耗角正切值测试用电流与电压检测电路，其特征是:还包括与信号采集电路相接的数据处理器。上述介质损耗角正切值测试用电流与电压检测电路，其特征是:所述数据处理器为DSP芯片。上述介质损耗角正切值测试用电流与电压检测电路，其特征是:所述二阶低通滤波电路包括芯片U3和芯片U4，所述芯片U3和芯片U4均为运算放大器；所述芯片U3的正相输入端分两路，一路经电容C2后接地，另一路经电阻R8、电容Cl和电阻R10后与其反相输入端相接，电阻R8与电容Cl之间的接线点为所述二阶低通滤波电路的输入端;所述芯片U3的反相输入端经电阻R9后接地；所述芯片U4的正相输入端分两路，一路经电容C4后接地，另一路经电阻R12、电容C3和电阻R14后与其反相输入端相接，电阻R12与电容C3之间的接线点经电阻R11后与所述芯片U3的输出端相接;所述芯片U4的反相输入端经电阻R13后接地，所述芯片U4的输出端为所述二阶低通滤波电路的输出端且其与信号采集电路相接。上述介质损耗角正切值测试用电流与电压检测电路，其特征是:三个所述第一信号调理电路和三个所述第二信号调理电路均为模拟信号调理电路，所述模拟信号调理电路包括偏置电路和与所述偏置电路相接的比例运算电路，所述比例运算电路与所述二阶低通滤波电路相接；所述偏置电路包括芯片U1，所述芯片U1为运算放大器且其正相输入端经电阻R4后接地;所述芯片U1的反相输入端分三路，一路经电阻R3后与其输出端相接，另一路经电阻R2后接偏置电压Vin，第三路经电阻R1后与电流互感器或电压互感器的输出端相接；所述比例运算电路包括芯片U2，所述芯片U2为运算放大器且其正相输入端接地；所述芯片U2的反相输入端分两路，一路经电阻R6后与其输出端相接，另一路经电阻R5后与芯片U1的输出端相接;所述芯片U2的输出端经电阻R7后与所述二阶低通滤波电路的输入端相接。上述介质损耗角正切值测试用电流与电压检测电路，其特征是:所述芯片U1、芯片U2、芯片U3和芯片U4均为芯片0P07。本技术与现有技术相比具有以下优点:1、电路简单、设计合理且投入成本较低，接线方便。2、使用效果好且检测精度高，所采用的二阶低通滤波电路能对所检测电流与电压信号进行有效滤波处理，实现对微弱的电流与电压信号进行有效检测，因而能有效解决现有电流与电压检测电路存在信号干扰问题，从而保证所计算介质损耗角正切值的准确性。下面通过附图和实施例，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。【附图说明】图1为本技术的电路原理框图。图2为本技术二阶低通滤波电路的电路原理图。附图标记说明:1 一电流检测单元； 1-1 一电流互感器； 1-2—第一信号调理电路；1-3—第一低通滤波电路；2—电压检测单元；2-1—电压互感器； 2-2—第二信号调理电路；2-3 一第二低通滤波电路；3—彳目号米集电路。4 一数据处理器。【具体实施方式】如图1所示，本技术包括对被测试电气设备的工作电流进行实时检测的电流检测单元1、对被测试电气设备的工作电压进行实时检测的电压检测单元2和对电流检测单元1所检测的电流信号与电压检测单元2所检测的电压信号分别进行采集的信号采集电路3，所述被测试电气设备的工作电流为三相电流，所述电流检测单元1为三相电流检测单元；所述被测试电气设备的工作电压为三相电压，所述电压检测单元2为三相电压检测单元。所述电流检测单元1包括三个分别对所述被测试电气设备的三相工作电流分别进行实时检测的电流互感器1-1、三个分别与三个所述电流互感器1-1相接的第一信号调理电路1-2和三个分别与三个所述第一信号调理电路1-2相接的第一低通滤波电路1-3，三个所述第一低通滤波电路1-3均与信号采集电路3相接。所述电压检测单元2包括三个分别对所述被测试电气设备的三相工作电压分别进行实时检测的电压互感器2-1、三个分别与三个所述电压互感器2-1相接的第二信号调理电路2-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种介质损耗角正切值测试用电流与电压检测电路，其特征在于：包括对被测试电气设备的工作电流进行实时检测的电流检测单元(1)、对被测试电气设备的工作电压进行实时检测的电压检测单元(2)和对电流检测单元(1)所检测的电流信号与电压检测单元(2)所检测的电压信号分别进行采集的信号采集电路(3)，所述被测试电气设备的工作电流为三相电流，所述电流检测单元(1)为三相电流检测单元；所述被测试电气设备的工作电压为三相电压，所述电压检测单元(2)为三相电压检测单元；所述电流检测单元(1)包括三个分别对所述被测试电气设备的三相工作电流分别进行实时检测的电流互感器(1‑1)、三个分别与三个所述电流互感器(1‑1)相接的第一信号调理电路(1‑2)和三个分别与三个所述第一信号调理电路(1‑2)相接的第一低通滤波电路(1‑3)，三个所述第一低通滤波电路(1‑3)均与信号采集电路(3)相接；所述电压检测单元(2)包括三个分别对所述被测试电气设备的三相工作电压分别进行实时检测的电压互感器(2‑1)、三个分别与三个所述电压互感器(2‑1)相接的第二信号调理电路(2‑2)和三个分别与三个所述第二信号调理电路(2‑2)相接的第二低通滤波电路(2‑3)，三个所述第二低通滤波电路(2‑3)均与信号采集电路(3)相接；三个所述第一低通滤波电路(1‑3)和三个所述第二低通滤波电路(2‑3)均为二阶低通滤波电路，所述二阶低通滤波电路与信号采集电路(3)相接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：付周兴，童永利，李卓君，荆雪，赵东强，薛李俐，王魁元，张明露，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61