寬頻帶暫態磁場測量裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術提供了一種寬頻帶暫態磁場測量裝置，包括通過電纜分別與信號轉換模塊相連的磁場感應電壓采集模塊和示波器；磁場感應電壓采集模塊包括對數運算放大器和反向設置的雙線圈；信號轉換模塊包括通過光纖連接的光發射器和光接收器；磁場感應電壓采集模塊用于獲取寬頻帶暫態磁場的感應電壓；信號轉換模塊將感應電壓轉換為光信號進行遠距離傳輸。和現有技術相比，本實用新型專利技術提供的一種寬頻帶暫態磁場測量裝置，能夠有效提高電力系統領域中寬頻帶暫態磁場的測量精度。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本技術提供了一種寬頻帶暫態磁場測量裝置，包括通過電纜分別與信號轉換模塊相連的磁場感應電壓采集模塊和示波器；磁場感應電壓采集模塊包括對數運算放大器和反向設置的雙線圈；信號轉換模塊包括通過光纖連接的光發射器和光接收器；磁場感應電壓采集模塊用于獲取寬頻帶暫態磁場的感應電壓；信號轉換模塊將感應電壓轉換為光信號進行遠距離傳輸。和現有技術相比，本技術提供的一種寬頻帶暫態磁場測量裝置，能夠有效提高電力系統領域中寬頻帶暫態磁場的測量精度?！緦＠f明】寬頻帶暫態磁場測量裝置
本技術涉及一種磁場測量裝置，具體涉及一種寬頻帶暫態磁場測量裝置。
技術介紹
一般依據法拉第原理測量磁場，變化的磁場產生電場，即測量電場在非閉合線圈 的端口形成的電壓，并通過對電壓進行反演獲得線圈的磁場值；對低頻磁場和高頻磁場的 測量都有成熟的測量裝置，然而用線圈法測量磁場必須保證線圈的直徑小于磁場的波長， 線圈的最大直徑取決于磁場的最高頻率，當磁場頻率變化時，線圈端口感應電壓就會同比 例變化，因此為保證測量裝置的精度，測量裝置的測量頻寬都限制得很小。 電力系統領域目前對寬頻帶磁場的測量環境越來越多。例如變電站內開關操作 或者有線路雷電流侵入，會形成暫態磁場，通過感應或者輻射的方式耦合變電站二次設備 端口，對二次設備正常運行形成干擾，影響變電站的安全運行；所述暫態磁場的頻譜分布廣 泛，在GIS變電站可能從0到50MHz，為了衡量其干擾特性，提出加強二次設備保護的方法， 所以必須準確測量這樣的寬頻帶磁場。因此，需要提供一種能夠有效提高電力系統領域中 寬頻帶磁場的測量精度的寬頻帶暫態磁場測量裝置。
技術實現思路
為了滿足現有技術的需要，本技術提供了一種寬頻帶暫態磁場測量裝置，所 述裝置包括通過電纜與信號轉換模塊相連的磁場感應電壓采集模塊和示波器； 所述磁場感應電壓采集模塊用于獲取所述寬頻帶暫態磁場的感應電壓；所述信號 轉換模塊將所述感應電壓轉換為光信號進行遠距離傳輸。 優選的，所述磁場感應電壓采集模塊包括對數運算放大器和反向設置的雙線圈； 所述信號轉換模塊包括通過光纖連接的光發射器和光接收器； 優選的，所述雙線圈通過所述對數運算放大器與所述電纜隔離，防止所述電纜對 所述雙線圈產生電磁干擾；所述對數運算放大器，用于壓縮所述雙線圈輸出的感應電壓，以 提高所述裝置對低頻磁場的測量精度； 優選的，所述光發射器的光纖收發器將磁場感應電壓采集模塊輸出的感應電壓轉 換為光信號后由所述光纖發送到所述光接收器；所述光接收器的光纖收發器將接收的所述 光信號轉換為電信號后通過所述電纜發送到所述示波器； 優選的，所述示波器接收所述電信號后顯示所述磁場感應電壓采集模塊輸出的感 應電壓波形； 優選的，所述磁場感應電壓采集模塊設置在金屬屏蔽盒內；所述雙線圈端口的所 述感應電壓的電壓極性相反。 與最接近的現有技術相比，本技術的優異效果是： 1、本技術技術方案中，采用對數運算放大器實現暫態磁場的寬頻帶測量，大 幅度壓縮線圈感應電壓的差別，并實現線圈與測量裝置后端電路的隔離作用； 2、本技術技術方案中，采用光纖傳輸技術實現了低損耗和防干擾的遠距離測 量，增強了對測量環境的適應性； 3、本技術提供的一種寬頻帶暫態磁場測量裝置，能夠有效提高電力系統領域 中寬頻帶暫態磁場的測量精度； 4、本技術提供的一種寬頻帶暫態磁場測量裝置，結構簡單、靈敏度高、成本低 廉，能夠廣泛適用于電力系統磁場測量領域。 【專利附圖】【附圖說明】 下面結合附圖對本技術進一步說明。 圖1是：本技術實施例中寬頻帶暫態磁場測量裝置結構圖。 【具體實施方式】 下面將結合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述。 本技術提供了一種能夠有效提高電力系統領域中寬頻帶磁場的測量精度的 寬頻帶暫態磁場測量裝置，如圖1所示，所述寬頻帶暫態磁場測量裝置包括與寬頻帶暫態 磁場依次相連的磁場感應電壓采集模塊、電纜、信號轉換模塊、電纜和示波器；磁場感應電 壓采集模塊設置在一個金屬屏蔽盒內，用于獲取寬頻帶暫態磁場的感應電壓，包括對數運 算放大器和反向設置的雙線圈； ①：雙線圈用于獲取寬頻帶暫態磁場的感應電壓，且雙線圈的兩個線圈反向設置， 因此雙線圈的端口的感應電壓的電壓極性相反； 對數運算放大器對感應電壓進行對數運算后放大，提高磁場感應電壓采集模塊的 感應電壓輸出值的測量范圍，擴大測量裝置的測量頻帶，實現寬頻測量；本實施例中雙線圈 端口輸出的感應電壓值相差1000倍，經過對數運算放大器進行對數運算后感應電壓值相 差3倍； 對數運算放大器對輸出值進行壓縮，因為磁場感應電壓與頻率成正比，例如磁場 幅值相同，頻率分別為10Hz和1MHz，若不經壓縮的輸出值之比10 :106,會出現高頻響應遠 大于低頻響應的問題，由于示波器的信噪比有限，將大大降低低頻磁場的測量精度，若經過 對數運算壓縮后，輸出值之比僅為1:6,從而解決了高頻響應遠大于低頻響應的問題，大大 提高了低頻磁場的測量精度，實現寬頻磁場的有效測量。 同時，雙線圈通過對數運算放大器與電纜進行隔離，防止電纜對雙線圈產生電磁 干擾。 ②：信號轉換模塊將感應電壓轉換為光信號進行遠距離傳輸，包括通過光纖連接 的光發射器和光接收器；光發射器和光接收器均包括光纖收發器； 光發射器的光纖收發器將感應電壓轉換為光信號，并將光信號通過光纖發送到光 接收器；光接收器的光纖收發器將接收的光信號轉換為電信號，并通過電纜發送到示波器， 從而保證感應電壓在惡劣電磁環境下實現低損耗遠距離傳輸。 ③：示波器接收上述電信號后顯示磁場感應電壓采集模塊輸出的感應電壓波形。 依據本技術測量裝置輸出的感應電壓波形，技術人員對其進行反演運算得到 寬頻帶暫態磁場的磁場值； 反演運算包括依次對數反演運算和電磁感應反演運算；電磁感應反演運算為對法 拉第電磁感應定律公式進行反演； 本實施例中對磁場感應電壓采集模塊采集到的感應電壓U進行反演運算，具體 為： a、對數反演運算：eu; 【權利要求】1. 一種寬頻帶暫態磁場測量裝置，其特征在于，所述裝置包括通過電纜與信號轉換模 塊相連的磁場感應電壓采集模塊和示波器； 所述磁場感應電壓采集模塊用于獲取所述寬頻帶暫態磁場的感應電壓；所述信號轉換 模塊將所述感應電壓轉換為光信號進行遠距離傳輸。2. 如權利要求1所述的一種寬頻帶暫態磁場測量裝置，其特征在于，所述磁場感應電 壓采集模塊包括對數運算放大器和反向設置的雙線圈；所述信號轉換模塊包括通過光纖連 接的光發射器和光接收器。3. 如權利要求2所述的一種寬頻帶暫態磁場測量裝置，其特征在于，所述雙線圈通過 所述對數運算放大器與電纜隔離，防止所述電纜對所述雙線圈產生電磁干擾；所述對數運 算放大器壓縮所述雙線圈輸出的感應電壓，以提高所述裝置對低頻磁場的測量精度。4. 如權利要求2所述的一種寬頻帶暫態磁場測量裝置，其特征在于，所述光發射器的 光纖收發器將磁場感應電壓采集模塊輸出的感應電壓轉換為光信號后由所述光纖發送到 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種寬頻帶暫態磁場測量裝置，其特征在于，所述裝置包括通過電纜與信號轉換模塊相連的磁場感應電壓采集模塊和示波器；所述磁場感應電壓采集模塊用于獲取所述寬頻帶暫態磁場的感應電壓；所述信號轉換模塊將所述感應電壓轉換為光信號進行遠距離傳輸。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙軍，張建功，張業茂，鄔雄，謝輝春，路遙，劉興發，
申請(專利權)人：國家電網公司，中國電力科學研究院，
類型：新型
國別省市：北京;11