一种多功能传感器及其应用方法技术

本发明专利技术公开了一种多功能传感器及其应用方法，传感器包括：电流互感模块及模数转换模块均封装在金属外壳内，电流互感模块用于检测多种频率的电流；数转换模块与每个电流互感器及上位机信号连接，用于将电流互感模块检测到的电流模拟信号转换为数字信号后发送至上位机；温度传感器安装于金属外壳的外部，其与上位机信号连接，用于测试待测区域温度，并将其发送至上位机，从而通过将多种检测模块集成于同一设备中，实现对不同频率电流及温度的检测，解决了现有技术中的独立安装多种传感器独立安装时存在体积过大，难以安装的问题。难以安装的问题。难以安装的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能传感器及其应用方法


[0001]本专利技术涉及电力设备传感领域，具体涉及一种多功能传感器。

技术介绍

[0002]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。电缆运行过程中可能会由于制造工艺不良或外力破坏导致的绝缘缺陷、施工疏忽导致的接地缺陷等问题。当电缆出现交叉互联错误时，接地箱中的接地排上的工频电流会显著增大，可通过工频电流互感器测量；当出现绝缘缺陷时，接地排上会出现明显的高频电流，可通过高频电流传感器测量；当电缆存在高阻接地故障时，接地箱中的保护器会有明显的发热现象，可通过红外成像测量。目前，巡检人员主要通过手持式工频电流互感器、高频电流互感器和红外成像检测电缆接地箱内接地排和保护器的状态来判断电缆是否存在上述潜在缺陷。
[0003]由于电缆线路沿线接地箱数量众多，因此急需能够实现接地箱接地排工频电流、高频电流和保护器温度的在线监测。由于接地箱内空间狭小，独立安装三种传感器存在体积过大，难以安装的问题，且孤立的运用监测数据难以有效地判断电缆接地是否存在故障。

技术实现思路

[0004]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的独立安装多种传感器独立安装时存在体积过大，难以安装的缺陷，从而提供一种多功能传感器及其应用方法。
[0005]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供一种多功能传感器，包括：电流互感模块、温度传感器、金属外壳及模数转换模块，其中，电流互感模块及模数转换模块均封装在金属外壳内，电流互感模块用于检测多种频率的电流；模数转换模块与每个电流互感器及上位机信号连接，用于将电流互感模块检测到的电流模拟信号转换为数字信号后发送至上位机；温度传感器安装于金属外壳的外部，其与上位机信号连接，用于测试待测区域温度，并将其发送至上位机。
[0007]在一实施例中，多功能传感器还包括：旋转连接器，其安装于金属外壳上，温度传感器安装于旋转连接器上。
[0008]在一实施例中，多功能传感器还包括：多针脚连接端子，其安装于金属外壳的外部，用于为温度传感器、模数转换器提供电源端子、接地端子、时钟端子，以及二者与上位机通信的数据端子。
[0009]在一实施例中，电流互感模块包括：工频电流互感器及高频电流互感器。
[0010]在一实施例中，工频电流互感器由硅钢环形磁芯和顺时缠绕在硅钢环形磁芯上的铜绕组组成。
[0011]在一实施例中，高频电流传感器由高频软磁环形磁芯和缠绕在高频软磁环形磁芯上的铜绕组组成。
[0012]在一实施例中，温度传感器为红外成像设备，其安装至旋转连接器上，通过调整旋
转连接器的角度，控制红外成像设备对准待测区域。
[0013]在一实施例中，模数转换模块及温度传感器具有不同的寻址地址。
[0014]在一实施例中，工频电流互感器及高频电流互感器通过环氧封装在金属外壳内。
[0015]在一实施例中，多功能传感器还包括：
[0016]卡接件，其安装于金属外壳上。
[0017]第二方面，本专利技术实施例提供一种多功能传感器的应用方法，基于第一方面的多功能传感器，应用方法包括：电流互感模块实时检测当前时刻的工频电流、温度传感器实时检测当前时刻的待测区域温度；上位机将获取的当前时刻的工频电流、当前时刻的待测区域温度，与历史数据比较；若当前时刻的待测区域温度比历史数据中最高温度高时，将最高温度所对应的工频电流与当前时刻的工频电流比较；若当前时刻的工频电流大于最高温度所对应的工频电流时，判定待测区域发热与接地电流增大有关、接地相序错误；若当前时刻的工频电流不大于最高温度所对应的工频电流时，判定待测区域发热与接地电阻增大有关、保护器悬浮故障。
[0018]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0019]1.本专利技术提供的多功能传感器，电流互感模块及模数转换模块均封装在金属外壳内，电流互感模块用于检测多种频率的电流；数转换模块与每个电流互感器及上位机信号连接，用于将电流互感模块检测到的电流模拟信号转换为数字信号后发送至上位机；温度传感器安装于金属外壳的外部，其与上位机信号连接，用于测试待测区域温度，并将其发送至上位机，从而通过将多种检测模块集成于同一设备中，实现对不同频率电流及温度的检测，并解决了现有技术中的独立安装多种传感器独立安装时存在体积过大，难以安装的问题。
[0020]2.本专利技术提供的多功能传感器，多功能传感器检测电缆的运行状况时，可以将卡接件卡在电缆接地箱内的接地排上，并调整红外成像设备的角度对准电缆接地箱内的保护器，当工频电流互感器检测到工频电流、工频电流明显增大时，可以判定电缆出线交叉互联错误，当高频电流互感器检测到明显的高频电流时，可以判定电缆出线绝缘缺陷；当红外成像设备检测到接地箱中的保护器有明显的发热现象时，可以判定电缆存在高阻接地故障。
[0021]3.本专利技术提供一种多功能传感器的应用方法，电流互感模块实时检测当前时刻的工频电流、温度传感器实时检测当前时刻的待测区域温度；上位机将获取的当前时刻的工频电流、当前时刻的待测区域温度，与历史数据比较；若当前时刻的待测区域温度比历史数据中最高温度高时，将最高温度所对应的工频电流与当前时刻的工频电流比较；若当前时刻的工频电流大于最高温度所对应的工频电流时，判定待测区域发热与接地电流增大有关、接地相序错误；若当前时刻的工频电流不大于最高温度所对应的工频电流时，判定待测区域发热与接地电阻增大有关、保护器悬浮故障，从而实现通过连接传感器的上位机对监测的接地工频电流和红外测温结果进行分析，可自动判断电缆的接地故障缺陷类型。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前
提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1为本专利技术实施例提供的多功能传感器的一个具体示例的组成图；
[0024]图2为本专利技术实施例提供的多功能传感器的另一个具体示例的组成图；
[0025]图3为本专利技术实施例提供的多功能传感器的另一个具体示例的组成图；
[0026]图4为本专利技术实施例提供的多功能传感器的另一个具体示例的组成图；
[0027]图5为本专利技术实施例提供的多针脚连接端子示意图；
[0028]图6为本专利技术实施例提供的多功能传感器的另一个具体示例的组成图；
[0029]图7为本专利技术实施例提供的多功能传感器一个具体示例的示意图；
[0030]图8为本专利技术实施例提供的工频电流传感器的一个具体示例的组成图；
[0031]图9为本专利技术实施例提供的高频电流传感器的一个具体示例的组成图；
[0032]图10为本专利技术实施例提供的多功能传感器内部模块电气连接方式；
[0033]图11为本专利技术实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多功能传感器，其特征在于，包括：电流互感模块、温度传感器、金属外壳及模数转换模块，其中，电流互感模块及模数转换模块均封装在所述金属外壳内，电流互感模块用于检测多种频率的电流；所述模数转换模块与每个电流互感器及上位机信号连接，用于将电流互感模块检测到的电流模拟信号转换为数字信号后发送至上位机；所述温度传感器安装于所述金属外壳的外部，其与上位机信号连接，用于测试待测区域温度，并将其发送至上位机。2.根据权利要求1所述的多功能传感器，其特征在于，还包括：旋转连接器，其安装于所述金属外壳上，所述温度传感器安装于所述旋转连接器上。3.根据权利要求1所述的多功能传感器，其特征在于，还包括：多针脚连接端子，其安装于所述金属外壳的外部，用于为温度传感器、模数转换器提供电源端子、接地端子、时钟端子，以及二者与上位机通信的数据端子。4.根据权利要求1所述的多功能传感器，其特征在于，所述电流互感模块包括：工频电流互感器及高频电流互感器。5.根据权利要求4所述的多功能传感器，其特征在于，所述工频电流互感器由硅钢环形磁芯和顺时缠绕在硅钢环形磁芯上的铜绕组组成。6.根据权利要求4所述的多功能传感器，其特征在于，所述高频电流传感器由高频软磁环形磁芯和缠绕在高频软磁环形磁芯上的铜绕组组成。...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱森，陈川，张强，陈晓刚，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网浙江省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：