一种电容器的无线测量方法

技术领域

本发明涉及电力测试的技术领域，尤其涉及一种电容器的无线测量方法。

背景技术

在电力系统中，为了提高功率因数，需要大量使用无功补偿电容。保证电容器的正常稳定工作，对维护电网稳定具有重要意义；由于电容器数量众多，安装位置较高，造成测量、数据采集工作量大。

目前对补偿电容测试需拆除电容引线，单只逐一进行测试，测试效率低，工作量大；并且无法进行数据无线采集。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明提供了一种电容器的无线测量方法，能够解决测试补偿电容器组单只电容时需要拆除电容引线，逐一进行测试，测试数据需要手写记录，无法自动采集的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：包括，利用电流钳夹取待测电容器，获取测试信号；通过程控放大模块对所述测试信号进行放大，而后通过A/D转换模块将放大后的测试信号进行转换，获得数字信号；根据所述数字信号并通过ARM处理器1模块获得测量结果，并将所述测量结果传输至ARM处理器2模块；所述ARM处理器2模块通过串口协议与无线组网模块进行通信，通过无线组网模块将所述测量结果传送至终端。

作为本发明所述的电容器的无线测量方法的一种优选方案，其中：还包括，设计测试电路，所述测试电路包括程控放大模块、信号输入保护模块、分压模块、A/D转换模、ARM处理器1模块、ARM处理器2模块、功放模块和无线组网模块。

作为本发明所述的电容器的无线测量方法的一种优选方案，其中：所述信号输入保护模块包括瞬态电压抑制二极管和保险丝；所述瞬态电压抑制二极管用于防止信号超量程或外部静电流入，以保护仪器内部芯片；所述保险丝用于防止电流钳短路引起的芯片损坏；所述信号输入保护模块分别与所述电流钳、A/D转换模块连接。

作为本发明所述的电容器的无线测量方法的一种优选方案，其中：所述分压模块包括分压电阻；所述分压模块分别与所述A/D转换模块、功放模块连接，所述分压模块用于对所述功放模块输出的正弦波进行分压处理，以降低电压，并将处理结果传递给所述A/D转换模块。

作为本发明所述的电容器的无线测量方法的一种优选方案，其中：所述ARM处理器1模块包括，所述ARM处理器1模块与所述A/D转换模块和所述ARM处理器2模块连接，通过所述ARM处理器1模块获得电容测量结果；并通过内部的SPI接口将所述测量结果主动写入ARM处理器2的缓冲区。

作为本发明所述的电容器的无线测量方法的一种优选方案，其中：所述ARM处理器2模块包括，所述ARM处理器2模块分别与所述ARM处理器1模块和所述无线组网模块连接，其用于向外设传输所述测量结果。

作为本发明所述的电容器的无线测量方法的一种优选方案，其中：所述无线组网模块包括，所述无线组网模块使用无线公网频带进行传输，与所述ARM处理器2模块通过所述串口协议进行连接。

作为本发明所述的电容器的无线测量方法的一种优选方案，其中：还包括，当所述无线组网模块接收到符合自身地址的无线报文时，所述ARM处理器2模块根据所述串口协议进行数据通信；若无线报文内地址与自身地址不一致，则不做数据通信处理。

作为本发明所述的电容器的无线测量方法的一种优选方案，其中：所述无线组网模块发射功率为50mW。

本发明的有益效果：本发明避免了拆除引线对电容器瓷套的损伤，提高测试效率，降低劳动强度；实现的测试数据的无线采集，便于对测试数据的管理分析。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明第一个实施例所述的一种电容器的无线测量方法的流程示意图；

图2为本发明第一个实施例所述的一种电容器的无线测量方法的测试电路连接结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都应当属于本发明的保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”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、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明中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、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。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。

实施例1

参照图1～图2，为本发明的第一个实施例，该实施例提供了一种电容器的无线测量方法，包括：

S1：利用电流钳夹取待测电容器，获取测试信号。

较佳的是，为减小测量过程工作量，本方法采用电流钳方式进行检测；电流钳可以检测流过单只电容的电流，通过利用检测到电容上的电压及电流钳采样的电流测算电容量。

S2：设计测试电路。

参照图2，测试电路包括程控放大模块100、信号输入保护模块200、分压模块300、A/D转换模块400、ARM处理器1模块500、ARM处理器2模块600、功放模块700和无线组网模块800。

具体的，程控放大模块100的主芯片为AD8253，其分别与信号输入保护模块200和A/D转换模块400连接，用于将输入的微弱信号放大到后级A/D芯片可接受的量程范围。

信号输入保护模块200分别与电流钳、A/D转换模块400连接；信号输入保护模块200包括瞬态电压抑制二极管201和保险丝202；瞬态电压抑制二极管201用于防止信号超量程或外部静电流入，以保护仪器内部芯片；保险丝202用于防止电流钳短路引起的芯片损坏。

分压模块300由分压电阻组成，其分别与A/D转换模块400、功放模块700连接，分压模块300用于对功放模块700输出的正弦波进行分压处理，将高的输入电压降低到A/D转换模块400能够接受的电压。

A/D转换模块400的主芯片为AD7656，其分别与程控放大模块100、分压模块300、ARM处理器1模块500连接，用于将输入的模拟量值转换为数字信号，并将数字信号提供给ARM处理器1模块500。

ARM处理器1模块500采用STM32F103RCT6芯片，该芯片自带12位的D/A输出口，利用芯片内部D/A输出功能，可模拟正弦波输出给功放模块700，简化电路；ARM处理器1模块500与A/D转换模块400和ARM处理器2模块600连接，通过ARM处理器1模块500可获得电容测量结果和实现与ARM处理器2模块600的数据通信。

ARM处理器2模块600采用STM32F103RCT6芯片，其分别与ARM处理器1模块500和无线组网模块800连接，用于向外设传输测量结果。

功放模块700的主芯片为TPA3116D2，其分别与ARM处理器1模块500、分压模块300连接，作用是将模拟正弦波进行功率放大；其输出效率高，可以降低散热要求。

无线组网模块800型号为E61-433T17D，发射功率为50mW；其使用无线公网频带(如433MHz)进行传输，与ARM处理器2模块600通过串口协议进行连接；每个无线组网模块800都有特定的无线地址，可以通过ARM处理器2控制的操作界面进行设置。

其中需要说明的是，本实施例中提到的“连接”为电路连接，模块与模块直接通过电线进行连接。

S3：通过程控放大模块100对测试信号进行放大，而后通过A/D转换模块400将放大后的测试信号进行转换，获得数字信号。

在进行信号放大前，电流钳将测试信号发送至信号输入保护模块200，然后再通过信号输入保护模块200发送至程控放大模块100，通过程控放大模块100将测试信号进行放大，并将放大的测试信号发送至A/D转换模块400；通过A/D转换模块400获得数字信号。

S4：根据数字信号并通过ARM处理器1模块500获得测量结果，并将测量结果传输至ARM处理器2模块600。

ARM处理器1模块500以主动查询的方式读取ARM处理器2模块600的缓冲区的操作指令，以主动写入方式将测量结果主动写入到ARM处理器2模块600的缓冲区；当不进行测量时，ARM处理器1模块500只进行查询与写入操作；当进行测量时，ARM处理器1模块500执行完查询任务后，会保持一段时间的连续采样，完成测量计算；然后将测量结果通过内部的SPI接口写入ARM处理器2模块600的缓冲区；ARM处理器1模块500以查询-测量-写入的节拍循环执行任务，以保证其测量进程不被干扰。

S5：ARM处理器2模块600通过串口协议与无线组网模块800进行通信，通过无线组网模块800将测量结果传送至终端。

其中需要说明的是，无线网络模块800采用一主机、多从机的构架，其自身作为从机并入网内，不主动发送数据，只对查询消息进行响应；其他数据采集终端只要符合通信协议，可以作为主机，以轮流查询的方式读取网络内从机的数据信息；无线网络模块800相对于测量部分可以看成是干扰源，无线数据发射会影响电流钳数据的稳定，因此发射功率越小越好；另一方面，当网络内从机数量增多时，因采用轮询应答方式通信，若中间应答环节延时较大，会造成整个系统数据更新变慢。因此无线模块应有较小的网络延时；因此本实施例选用的无线网络模块800的发射功率为50mW，传输延时较低。

当无线组网模块800接收到符合自身地址的无线报文时，ARM处理器2模块600根据串口协议进行数据通信，进而实现无线测量；若无线报文内地址与自身地址不一致，则不做数据通信处理。

较佳的是，为提高数据汇总效率，方便发现测试问题，考虑到现场的使用条件，本实施例选用公频无线通信方式进行数据通信；当使用无线传输功能时，在一个测试系统内，包含若干从机与单个主机，从机为现场测量所用的测试仪，主机为能够读取从机测量数据的终端；该终端可以是单片机系统、嵌入式系统或标准PC系统，只要能够通过公频无线通信且符合从机的传输协议即可；主机不进行测量工作，负责综合汇集测量数据。

实施例2

对本方法中采用的技术效果加以验证说明，本实施例选择传统的技术方案和采用本方法进行对比测试，以科学论证的手段对比试验结果，以验证本方法所具有的真实效果。

传统的技术方案测试补偿电容器组单只电容时需要拆除电容引线，逐一进行测试，测试数据需要手写记录，无法自动采集。

为验证本方法相对传统的技术方案在测试补偿电容器组单只电容时无需拆除电容引线，可以完成单只及总的电容量的测试以及在测试数据时实现无线自动采集。

本实施例中将采用传统的技术方案和本方法分别对xx220KV变电站进行了补偿电容器组的电容测试，利用传统的技术方案和本方法进行了对比测试，测试效率对比如下表：

表1：电容器测试效率对比表。

由此可见使用本方法后测试效率得到有效提升，为变电站补偿电容器组的测试工作提供了有效的技术方式。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。