一种谐振频率可调谐的高频电流传感器的制作方法

1.本发明涉及电力设备检测技术领域，具体涉及一种谐振频率可调谐的高频电流传感器。


背景技术：

2.高频电流传感器是电力设备局部放电检测中常用的传感器之一。当电力设备存在局部故障问题时，在高压电场作用下局部故障区域会出现间歇性的击穿，并产生微弱的高频电流信号，该信号可以被高频电流传感器检测到。然而由于电力作业现场一般存在不同频带的干扰，且背景噪声的频率分布随着电力设备运行工况的变化会出现变化。若高频电流传感器的谐振频带范围存在大量背景噪声，则影响高频电流传感器在电力现场检测有效高频电流信号。


技术实现要素：

3.因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的高频电流传感器的谐振频带范围存在大量背景噪声，则影响高频电流传感器在电力现场检测有效高频电流信号的问题，从而提供一种谐振频率可调谐的高频电流传感器。
4.根据第一方面，本发明实施例提供一种谐振频率可调谐的高频电流传感器，包括：感知单元、调谐单元和控制单元，其中，所述感知单元与待测电力器件连接，所述调谐单元，与所述感知单元连接，所述控制单元，与所述调谐单元连接，用于控制所述调谐单元调整谐振频率，以使所述感知单元检测所述待测电力器件产生的高频电流信号。
5.在一种实施方式，本发明实施例中的所述的谐振频率可调谐的高频电流传感器，还包括：显示器件，与所述调谐单元连接，用于显示所述高频电流信号。
6.在一种实施方式，本发明实施例中的所述的谐振频率可调谐的高频电流传感器，所述感知单元包括：软磁铁氧体磁芯和缠绕在所述软磁铁氧体磁芯上的感知绕组。
7.在一种实施方式，本发明实施例中的所述的谐振频率可调谐的高频电流传感器，所述感知绕组的一次侧连接输入回路，所述感知绕组的二次侧连接输出回路。
8.在一种实施方式，本发明实施例中的所述的谐振频率可调谐的高频电流传感器，所述调谐单元至少包括一组rlc谐振网络。
9.在一种实施方式，本发明实施例中的所述的谐振频率可调谐的高频电流传感器，所述rlc谐振网络包括：第一调谐回路和第二调谐回路和第三调谐回路，所述第一调谐回路、所述第二调谐回路和所述第三调谐回路相互并联连接。
10.在一种实施方式，本发明实施例中的所述的谐振频率可调谐的高频电流传感器，所述第一调谐回路、所述第二调谐回路和所述第三调谐回路的输入端连接所述感知单元，所述第一调谐回路、所述第二调谐回路和所述第三调谐回路的输出端连接所述显示器件。
11.在一种实施方式，本发明实施例中的所述的谐振频率可调谐的高频电流传感器，所述第一调谐回路包括：相互连接的第一开关器件和调谐电阻；所述第二调谐回路包括相
互连接的第二开关器件和调谐电容；所述第三调谐回路包括：相互连接的第三开关器件和调谐电感。
12.在一种实施方式，本发明实施例中的所述的谐振频率可调谐的高频电流传感器，所述第一开关器件、所述第二开关器件和所述第三开关器件分别连接所述控制单元。
13.本发明技术方案，具有如下优点：
14.本发明实施例公开一种谐振频率可调谐的高频电流传感器，包括：感知单元、调谐单元和控制单元，其中，感知单元与待测电力器件连接，调谐单元，与感知单元连接，控制单元，与调谐单元连接，用于控制调谐单元调整谐振频率，以使感知单元检测待测电力器件产生的高频电流信号。本发明当电力作业现场的背景噪声随时间变化时，可通过调整调谐单元的谐振频率避开背景噪声，以提高检测高频电流信号的有效性。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施方式，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。
16.图1为本发明实施例中谐振频率可调谐的高频电流传感器的结构示意图；
17.图2为本发明实施例中谐振频率可调谐的高频电流传感器的一电路原理图；
18.图3为本发明实施例中谐振频率可调谐的高频电流传感器的另一电路原理图。
19.附图标记：
20.11-感知单元；12-控制单元；13-调谐单元；14-显示器件。
具体实施方式
21.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
23.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
24.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
25.本发明实施例提供一种谐振频率可调谐的高频电流传感器，如图1所示，包括：感
知单元11、调谐单元12和控制单元13。其中，感知单元11与待测电力器件连接，调谐单元12，与感知单元11连接，控制单元13，与调谐单元12连接，用于控制调谐单元12调整谐振频率，以使感知单元11检测待测电力器件产生的高频电流信号。
26.将本发明实施例中的谐振频率可调谐的高频电流传感器应用在电力设备检测场景中，当电力作业现场的背景噪声随时间变化时，可通过调整调谐单元的谐振频率避开背景噪声，以提高检测高频电流信号的有效性。
27.在一种实施方式中的谐振频率可调谐的高频电流传感器，如图2所示，还包括：显示器件14，与调谐单元12连接，用于显示高频电流信号。例如：显示器件14可以为示波器，通过该示波器可以显示高频电流信号的波形。
28.在一种实施方式中，本发明实施例中的谐振频率可调谐的高频电流传感器，感知单元包括：软磁铁氧体磁芯和缠绕在软磁铁氧体磁芯上的感知绕组。在图2中，感知绕组包括一次绕组l1和二次绕组l2。
29.在另一种实施方式中，本发明实施例中的谐振频率可调谐的高频电流传感器，在图2中，感知绕组的一次侧连接输入回路，感知绕组的二次侧连接输出回路。
30.在图2中，输出回路包括：相互并联的固有杂散电容c1和感知绕组的固有电阻r1。在图2中，该固有杂散电容c1与感知绕组的固有电阻r1相当于等效的电子器件。
31.在一种实施方式中，本发明实施例中的谐振频率可调谐的高频电流传感器，在图2中，调谐单元包括一组rlc谐振网络。该rlc谐振网络包括：第一调谐回路和第二调谐回路和第三调谐回路，第一调谐回路、第二调谐回路和第三调谐回路相互并联连接。
32.在图2中，第一调谐回路、第二调谐回路和第三调谐回路的输入端连接感知单元的输出回路，第一调谐回路、第二调谐回路和第三调谐回路的输出端连接显示器件14。具体地，第一调谐回路、第二调谐回路和第三调谐回路的输入端连接相互并联连接的杂散电容c1和感知绕组的固有电阻r1。
33.在一种实施方式中，本发明实施例中的谐振频率可调谐的高频电流传感器，第一调谐回路包括：相互连接的第一开关器件q1和调谐电阻r2；第二调谐回路包括相互连接的第二开关器件q2和调谐电容c2；第三调谐回路包括：相互连接的第三开关器件q3和调谐电感l3。例如：在图2中，第一开关器件q1、第二开关器件q2和第三开关器件q3可以为三极管。
34.在图2中，本发明实施例中的谐振频率可调谐的高频电流传感器，第一开关器件q1、第二开关器件q2和第三开关器件q3分别连接控制单元13。具体地，在图2中，第一开关器件q1的控制端、第二开关器件q2的控制端和第三开关器件q3的控制端连接控制单元13。第一开关器件q1、第二开关器件q2和第三开关器件q3的输入端均连接相互并联连接的杂散电容c1和感知绕组的固有电阻r1的一端，第一开关器件q1、第二开关器件q2和第三开关器件q3的输出端均连接相互并联连接的杂散电容c1和感知绕组的固有电阻r1的另一端。
35.在图2中，将rlc谐振网络的输出端连接到显示器件14上，并观察显示器件14上显示的高频电流信号。例如：该显示器件14为示波器。
36.在图2中，通过控制单元13接入第一开关器件q1、第二开关器件q2和第三开关器件q3，以调整rlc谐振网络中的谐振频率，在图2中，不断观察显示器件14中显示的电流波形信号，直到观察出该电流波形信号为止，不再调整rlc谐振网络中的谐振频率。
37.例如：感知单元工作时的谐振频率f和该谐振频率的增益h如下：
[0038][0039]
其中，f为感知单元工作时的谐振频率，l2为感知单元的感知绕组的二次绕组的电感，l3为调谐电感，c1为杂散电容，c2为调谐电容，r1为感知绕组的固有电阻，m为一次绕组与二次绕组的互感。
[0040]
在上述公式中//表示并联，即此时谐振频率与电感l2与l3的并联等值电感与电容c1与c2的并联等值电容的乘积有关，由于电感并联后等值电感减小，电容并联后等值电容增大，通过匹配电感与电容乘积可保证谐振频率恒定。而谐振频率的增益由于l2//l3的等值电感相比l2减小，则增益整体增大。
[0041]
本发明实施例中的谐振频率可调谐的高频电流传感器，可以通过控制rlc谐振网络中的调谐电阻、调谐电容与调谐电感，以实现对感知单元的谐振频率与谐振频率点的增益的调节。当电力作业现场背景噪声随时间变化时，可以通过调整谐振频率可调谐的高频电流传感器的谐振频率避开背景噪声，以提高检测高频电流信号的有效性。
[0042]
如图3所示，调谐单元包括两组rlc谐振网络。当然，调谐单元还可以包括两组以上的rlc谐振网络，具体情况可以根据应用场景灵活设置多组。
[0043]
在图3中，另一组的rlc谐振网络，包括第四调谐回路、第五调谐回路、第六调谐回路，第四调谐回路、第五调谐回路和第六调谐回路的输出端连接显示器件14。
[0044]
第四调谐回路包括：相互连接的第四开关器件q4和调谐电阻r3；第五调谐回路包括相互连接的第五开关器件q5和调谐电容c3；第六调谐回路包括：相互连接的第六开关器件q6和调谐电感l4。例如：在图2中，第四开关器件q4、第五开关器件q5和第六开关器件q6可以为三极管。
[0045]
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。