《一种安全的无线传输的电流测量装置.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种安全的无线传输的电流测量装置.pdf（6页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 102508005 A (43)申请公布日 2012.06.20 C N 1 0 2 5 0 8 0 0 5 A *CN102508005A* (21)申请号 201110365305.9 (22)申请日 2011.11.17 G01R 19/00(2006.01) G08C 17/02(2006.01) H02J 17/00(2006.01) (71)申请人北京四方继保自动化股份有限公司 地址 100085 北京市海淀区上地信息产业基 地四街9号 (72)发明人徐刚 张涛 叶艳军 刘安 (74)专利代理机构北京金阙华进专利事务所 (普通合伙) 11224 代理人吴鸿。
2、维 (54) 发明名称 一种安全的无线传输的电流测量装置 (57) 摘要 本发明公开了一种无线传输的电流测量装 置，该装置具有测量功能、自取能供电功能、电容 储能功能、无线通信功能和无线充电功能。本装置 采用分布式设计，可集成故障指示模块，并预留其 他传感器接口，可扩展性强。这个装置所有器件 全部浇注在一个塑料模件中，没有任何带电体外 露，属于本质安全的。该装置的测量线圈和取能线 圈是可开合的，安装非常方便，不仅适合于新建工 程，也特别适合于后期改造工程。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 。
3、页 说明书 3 页 附图 1 页 1/1页 2 1.一种无线传输的电流测量装置，其特征在于： 所述无线传输的电流测量装置包括测量线圈、取能线圈、数据处理模块、无线通讯模 块、电容储能模块、无线充电模块； 所述测量线圈套置在被测电缆上，通过电磁感应方式测量被测电缆中电流的大小，所 述测量线圈的二次部分外接电阻后连接至所述数据处理模块的输入端； 所述取能线圈也套置在被测电缆上，通过电磁感应方式获取电能，并将电能传送至所 述电容储能模块； 所述电容储能模块分别与数据处理模块、无线通信模块相连，为数据处理模块和无线 通信模块提供电能； 所述数据处理模块将接收所述测量线圈获得的电流值，并与存储的阈值参数。
4、相比较判 断与被测电缆相连电力设备是否正常； 所述数据处理模块还分别连接至取能线圈和无线充电模块，控制切换电容储能模块的 储能方式，当被测电缆中有电流流过时，利用取能线圈获取能量给电容储能模块充电；当电 缆中没有电流流过且电容储能模块中的电量不能支撑数据处理模块、通信模块的电能需求 时，所述数据处理模块切换为电容储能模块供电方式，控制所述电容储能模块通过所述无 线充电模块接收外部无线充电的能量； 所述数据处理模块还分别连接至无线通信模块、其他传感器接口，用于接收其他传感 器发送的传感器数值并控制无线通讯模块将所述电流值和其他传感器数值定期发送给接 收端，完成数据交换以及本电流测量设备系统升级功。
5、能。 2.根据权利要求1所述的无线传输的电流测量装置，其特征在于： 所述装置还可扩展指示模块，所述数据处理模块与所述指示模块相连，指示模块获取 所述电流值和其他传感器信息将被测电缆及与电缆相连电力设备的运行状况给出直观的 数据信息。 3.根据权利要求1或2所述的无线传输的电流测量装置，其特征在于： 所述测量线圈和所述取能线圈为开合式，能够方便套置在被测电缆上。 4.根据权利要求3所述的无线传输的电流测量装置，其特征在于： 所述无线传输的电流测量装置还包括散热器，所述散热器与所述电容储能模块相连， 包括测量线圈和取能线圈的整个无线传输的电流测量装置均浇注在一个塑料模件中。 权 利 要 求 书CN。
6、 102508005 A 1/3页 3 一种安全的无线传输的电流测量装置 技术领域 0001 本发明属于电力系统模拟量测量与继电保护领域，具体涉及一种可作为分布式模 拟量采集装置，是一种安全的无线传输的电流测量装置。 背景技术 0002 在配电和用电领域，对于电流的测量、故障指示等方法非常多，广泛使用于配网和 用电的各个环节，以及广大厂矿企业。 0003 这样的测量一般有如下几种方式： 0004 1、依赖和使用常规的测控、保护设备，如通过常规电流互感器测量电流。该测控、 保护设备需要独立电源供电。一般使用有线方式进行通信上传测量结果。 0005 2、使用独立的测量装置，例如使用常规电流互感器，。
7、需要独立的电源供电，可以使 用有线和无线方式进行通信并上传测量结果。 0006 3、将测量功能集成到电流互感器模块上，通过感应自取能，不需要独立的电源。没 有通信功能或者通过有线通信并将测量结果上传。 0007 4、感应电缆中电流，不上传测量信息，但是在有故障电流流过时，给出故障电流的 方向信息，比如故障指示器。 0008 5、通过电池供电感，感应电缆中的电流并测量电流。不上传测量结果，或者通过无 线将测量结果上传。 0009 上述测量方式可以解决在线测量，即电缆中有供电时可以测量和上传，没有电的 时候无法长时间测量。更重要的时候，在电缆长时间没有电的时候，没有办法进一步读取历 史数据，为故障。
8、分析带来困难。有的设备设计了电池，但是电池的寿命严重制约了装置的使 用。有的设备设计了超级电容储存电能，但当超级电容所储存的电能用光后，则不能再继续 读取历史数据。而且使用超级电容的方式，在生产时难度也比较大。成品装置几乎没有办 法测试。除非设计专门的供电口，这又给模块的使用安全带来隐患，或者设计带来麻烦。 0010 现有采集方式大都是设计在FTU或者DTU中，这种方式在新建开关柜、环网柜中比 较方便实现，但在改造设备中，由于原有空间的限制，集中式的终端设备很不方便。 发明内容 0011 为解决现有技术中存在的以上问题，本申请公开了一种安全的无线传输的电流测 量装置。本发明的电流测量装置将采集。
9、部分独立出去，这样其核心处理模块以及通信部分 放在一起，作为新的DTU或者FTU，体积可以做的非常小。大量的改造设备就可以使用上。 0012 使用场合： 0013 1、作为配网中FTU和DTU的模拟量采集模块； 0014 2、作为智能电网中的智能故障指示器； 0015 3、作为电能质量检测单元； 0016 4、在低压、配网、用电、厂矿等系统外等不方便集中设计机箱的场合进行数据采集 说 明 书CN 102508005 A 2/3页 4 终端等。 0017 本发明具体采用以下技术方案： 0018 一种无线传输的电流测量装置，其特征在于： 0019 所述无线传输的电流测量装置包括测量线圈、取能线圈、。
10、数据处理模块、无线通讯 模块、电容储能模块、无线充电模块； 0020 所述测量线圈套置在被测电缆上，通过电磁感应方式测量被测电缆中电流的大 小，所述测量线圈的二次部分外接电阻后连接至所述数据处理模块的输入端； 0021 所述取能线圈也套置在被测电缆上，是通过电磁感应方式获取电能，并将电能传 送至所述电容储能模块； 0022 所述电容储能模块分别与数据处理模块、无线通信模块相连，为数据处理模块和 无线通信模块提供电能； 0023 所述数据处理模块将接收所述测量线圈获得的电流值，并与存储的阈值参数相比 较判断相关电力设备是否正常； 0024 所述数据处理模块还分别连接至取能线圈和无线充电模块，控制。
11、切换电容储能模 块的储能方式，当被测电缆中有电流流过时，利用取能线圈获取能量给电容储能模块充电； 当电缆中没有电流流过时且电容储能模块中的电量不能支撑数据处理模块、通信模块的电 能需求时，所述数据处理模块切换为电容储能模块供电方式，控制所述电容储能模块通过 所述无线充电模块接收外部无线充电的能量；所述数据处理模块还分别连接至无线通信模 块、其他传感器接口，用于接收其他传感器发送的传感器数值并控制无线通讯模块将所述 电流值和其他传感器数值定期发送给接收端，完成数据交换以及本电流测量设备系统升级 功能。 0025 本发明无线传输的电流测量装置解决了长期供电的问题。可作为电流无线测量装 置、电能质量。
12、分析装置、智能故障指示器装置、无线中继装置、厂矿车间人员定位系统的固 定节点装置使用，安装其他传感器时也可作为温度等数据采集装置使用。 0026 本装置可挂在电力供电电缆上，安装方便，维护简单。具备无线升级功能。可使用 于电力系统的配电、用电领域，更适合于广大矿山、企业车间、市政、智能建筑等领域。 附图说明 0027 图1为装置组成示意图； 0028 图2为装置外观示意图。 具体实施方式 0029 下面结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步详细说明。 0030 如附图1所示为本发明无线传输的电流测量装置的组成示意图，无线传输的电流 测量装置包括测量线圈、取能线圈、数据处理模块、无线通讯模块、。
13、电容储能模块、无线充电 模块。 0031 线圈部分内部包含两个线圈，其中一个为取能线圈，另一个为测量(保护)线圈， 根据要求分别绕制。根据文献资料，国内ECT的取能线圈的启动电流(唤醒电流)可以达 到0.21.0A。当然这种取能线圈主要为电子式互感器使用，一般体积大，但是缩小体积 说 明 书CN 102508005 A 3/3页 5 后，唤醒电流可以做到几安培。 0032 所述测量线圈套置在被测电缆上，通过电磁感应方式测量被测电缆中电流的大 小，所述测量线圈的二次部分外接电阻后连接至所述数据处理模块的输入端； 0033 所述取能线圈也套置在被测电缆上，是通过电磁感应方式获取电能，并将电能传 送。
14、至所述电容储能模块； 0034 所述电容储能模块分别与数据处理模块、无线通信模块相连，为数据处理模块和 无线通信模块提供电能； 0035 所述数据处理部分也是两部分：数据采集/处理/通信部分和电源部分。 0036 I、数据采集/处理/通信部分采用低功耗电路设计。主要完成模拟量采集，数据 计算以及无线通信功能，如果需要指示功能也可以在这里实现。 0037 II、电源部分可以分为电源转换部分和储能部分。储能部分可以采用电容储能的 方式进行储能。实现在掉电后的几十秒内保持通信和数据存储功能。 0038 III、使用中，如停电后，运行或者维护人员到现场，如何进行数据读取？如果电容 内尚有部分电能可以支。
15、撑，则可以直接读取。如果电容内没有电能，则可以通过无线充电技 术，给电容临时充电，然后启动内部数字电路将内部信息通过无线传递出来。使用无线充电 技术以后，可以在公司内部生产、调试、注塑、监测，以及现场调试、设置的时候提供灵活的 方式。全产品密封式设计，做到真正的无线。 0039 所述数据处理模块将接收所述测量线圈获得的电流值，并与存储的阈值参数相比 较判断相关电力设备是否正常； 0040 所述数据处理模块还分别连接至取能线圈和无线充电模块，控制切换电容储能模 块的储能方式，当被测电缆中有电流流过时，利用取能线圈获取能量给电容储能模块充电； 当电缆中没有电流流过时且电容储能模块中的电量不能支撑数。
16、据处理模块、通信模块的电 能需求时，所述数据处理模块切换为电容储能模块供电方式，控制所述电容储能模块通过 所述无线充电模块接收外部无线充电的能量； 0041 所述数据处理模块还分别连接至无线通信模块、其他传感器接口，用于接收其他 传感器发送的传感器数值并控制无线通讯模块将所述电流值和其他传感器数值定期发送 给接收端，完成数据交换以及本电流测量设备系统升级功能。 0042 如附图2所示为本发明无线传输的电流测量装置的外观示意图。其中图A为装置 的俯视图，右侧部分为装置的取能线圈和测量线圈；左侧部分为数据处理模块、无线通信模 块、无线充电模块和电容储能模块。图B和图C为装置的侧视图，图B左右部分与图A描述 相同；图C为从数据处理模块、无线通信模块、无线充电模块和电容储能模块部分侧视图。 说 明 书CN 102508005 A 1/1页 6 图1 图2 说 明 书 附 图CN 102508005 A 。