具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。

本申请提供了一种高电位电流检测装置，可以用于高压输电系统或高压用电设备的高电位电流检测。请参考图1，该高电位电流检测装置，包括依次连接的高电位取能模块100、电源模块200、电流传感器300、信号处理模块400和信号传输模块500。该高电位取能模块100用于连接前级电路，信号传输模块500用于连接控制器。高电位取能模块100用于获取前级电路的高电位电能；电源模块200用于接收高电位取能模块100输出的交流电，进行整流后得到直流电并输出；电流传感器300用于采集电源模块200输出的直流电，得到电流采样信号并输送至信号处理模块400；信号处理模块400用于将电流采样信号经过处理后通过信号传输模块500输出至控制器。

其中，前级电路是指待检测的电路，高电位取能模块100设置于前级电路的电流检测点，通过母线式取能线圈、电流变换器或其他方式获取前级电路的高电位电能。在获取前级电路的高电位电能后，高电位取能模块100可以经过降压转换后输出至电源模块200，再由电源模块200进行整流处理后，输出低压直流电至电流传感器300；高电位取能模块100也可以将获取的高电位电能直接输出至电源模块200，再由电源模块200进行经过降压转换和整流处理后，输出低压直流电至电流传感器300。总之，本实施例对高电位取能模块100和电源模块200的具体器件构成不作限定。

电流传感器300是指能感受到被测电流的信息，并能将检测感受到的电流信息，按预设规律变换成为电信号输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求的器件。根据测量原理的不同，电流传感器300可分为分流器、霍尔电流传感器和光纤电流传感器等。总之，本实施例对电流传感器300的具体类型不做限定。

信号处理模块400对电流采样信号进行处理后，得到的检测信号与前级电路电流检测点的高电位电流信息对应。因此，信号处理模块400的具体电路构成，由高电位取能模块100和电源模块200的电路构成，以及电流传感器300的具体类型共同决定。信号处理模块400的供电电源，可以是蓄电池，也可以是太阳能或风能。在一个实施例中，电源模块200连接信号处理模块400，用于向信号处理模块400供能，即电源模块200同时向电流传感器300和信号处理模块400提供能量，这样，不需要外部提供二次电源，可以简化电路构成，节约成本。

此外，信号传输模块500，可以是传输电缆或传输光缆等有线通信模块，也可以是无线电或射频等无线通信模块，总之，本实施例对信号传输模块500的具体类型不做限定。

具体的，前级电路输出的高电位电能，经过高电位取能模块100和电源模块200的降压转换和整流处理后，输出低压直流电至电流传感器300。电流传感器300对电源模块200输出的直流电进行采样，得到电流采样信号后，输送至信号处理模块400。根据实际情况的需要，信号处理模块400对电流传感器300输出的电流采样信号进行模数转换、编码、过滤等处理后，还原出与前级电路电流检测点的高电位电流信息对应的检测信号，并将该检测信号发送至信号传输模块500，再由信号传输模块500将检测信号发送至控制器，即完成了一次高电位电流的检测。上述过程不断重复，便可以按照电流传感器300的采样频率进行实时电流测量，完成前级电路高电位电流的实时检测。

上述高电位电流监测装置，包括依次连接的高电位取能模块100、电源模块200、电流传感器300、信号处理模块400和信号传输模块500。高电位取能模块100连接前级电路，用于获取前级电路的高电位电能；电源模块200用于接收高电位取能模块100输出的交流电，进行整流后得到直流电并输出；电流传感器300用于采集电源模块200输出的直流电，得到电流采样信号并输送至信号处理模块400；信号处理模块400用于将电流采样信号经过处理后通过信号传输模块500输出至控制器。由于使用电流传感器300对经过电源模块200处理后输出的直流电进行实时检测，得益于电流传感器300灵敏度高、响应时间快和抗干扰能力强的优点，相对于使用电流互感器直接对高电位电流进行测量的方式而言，不仅可以提高响应速度，提升电流检测的实时性，还有利于提高检测结果的准确性。

在一个实施例中，请参考图2，高电位取能模块100包括取能单元110和转换单元120；取能单元110连接前级电路，转换单元120连接取能单元110和电源模块200。

其中，取能单元110是指高电位取能模块100中用于向前级电路取能的电路单元。该取能单元110可以包括母线式取能线圈、电流变换器或其他取能器件。转换单元120是指将获取的高压交流电转换成低压交流电的电路单元，该转换单元120可以包括降压变压器或降压电阻等降压器件。具体的，高电位取能模块100通过取能单元110向前级电路取能后，得到高压交流电输出至转换单元120，转换单元120将高压交流电转换成低压交流电后，输出至电源模块200。

上述实施例中，通过在高电位取能模块100中设置取能单元110和转换单元120，将获取的高压交流电转换成低压交流电后，再输出至电源模块200，能实现有效的高低压隔离，提升高电位电流检测装置的安全性。

在一个实施例中，请继续参考图2，电源模块200包括整流单元210和滤波单元220；整流单元210连接高电位取能模块100，滤波单元220连接整流单元210、电流传感器300和信号处理模块400。

其中，整流单元210是指将交流电能转换为直流电能的电路单元。整流单元210由整流二极管组成，交流电压经过整流单元210之后，转换为单向脉动性直流电压输出。具体的，整流单元210可以为半波整流电路、全波整流电路、桥式整流电路或倍压整流电路等。总之，本实施例对整流单元210的类型和具体器件构成不作限定。

滤波单元220的作用是尽可能减小脉动的直流电压中的交流成分，保留其直流成分，使输出电压纹波系数降低，波形变得比较平滑。具体的，滤波单元220可以为无源滤波单元，如电容滤波、电感滤波和复式滤波(包括倒L型、LC滤波、LCπ型滤波和RCπ型滤波等)；滤波单元220也可以为有源滤波单元，包括双极型管、单极型管或集成运放等有源元件。总之，本实施例对滤波单元220的类型和具体器件构成不作限定。

具体的，高电位取能模块100输出的交流电，经过整流单元210整流后得到直流电输入滤波单元220，再由滤波单元220进行滤波处理后，输出至电流传感器300和信号处理模块400。

上述实施例中，通过在电源模块200中设置整流单元210和滤波单元220，将高电位取能模块100输出的交流电进行整流和滤波后，输出高质量的直流电能供给信号处理模块400及电流传感器300，有利于提高信号处理模块400和电流传感器300的供能质量，提升高电位电流检测的准确性。

在一个实施例中，请继续参考图2，信号处理模块400包括信号采集单元410和信号处理单元420；信号采集单元410和信号处理单元420分别连接电源模块200；信号采集单元410连接电流传感器300，信号处理单元420连接信号采集单元410和信号传输模块500。

其中，信号采集单元410是指把模拟信号变换为用于数据采集、控制过程、执行计算显示读出或其他目的的数字信号的电路单元。信号采集单元410可以包括调理电路和模数转换电路。根据实际情况的需要，调理电路可以用于对电流传感器300输出的模拟信号进行放大、缓冲或定标，使其适合模数转换电路的输入，再由模数转换电路对模拟信号进行数字化，并将数字信号送到信号处理单元420，以便用于系统的数据处理。

在一个实施例中，请参考图3，信号处理单元420包括编码与解码组件421和信号转换组件422；编码与解码组件421连接电源模块200、信号采集单元410和信号转换组件422，信号转换组件422连接信号传输模块500。

其中，编码与解码组件421是指能够对信号或数据流进行变换的组件。该变换既包括为了传输、存储或加密，对信号进行编码或者提取得到一个编码信号的操作，也包括为了观察或者处理对这个编码信号进行解码的操作。编码与解码组件421可以为DSP芯片、ARM芯片、MCU芯片、FPGA芯片或CPLD芯片等，以实现电流的实时检测，不仅能够提高数据处理速度，还可以保障数据安全。信号转换组件422用于对编码与解码组件421输出的信号进行转换，生成与信号传输模块500匹配的信号，并通过信号传输模块500将信号传输至控制器。

上述实施例中，使用信号处理模块400将电流传感器300采集到的电流采样信号进行数字化处理，并通过信号传输模块500将数字信号传输至控制器，这样控制器可以直接接受数字信号，无需进行信号处理，不仅有利于降低系统对控制器的功能需求，提高处理速度，还可以保证数据安全。

在一个实施例中，信号传输模块500为传输光纤，信号转换组件422为光电信号转换器。

光纤，又称光导纤维，是一种由玻璃或塑料制成的纤维，可作为光传导的工具。光纤传输，即以光纤为介质进行的数据、信号传输。光纤，不仅可用来传输模拟信号和数字信号，而且可以满足视频传输的需求，单根光导纤维的数据传输速率能达几Gbps，在不使用中继器的情况下，传输距离能达几十公里。为增强光纤的机械性能，便于使用，通常将一根或多根光纤置于保护套中构成光缆再使用。光电信号转换器是指可以实现光信号和电信号转换的器件。

具体的，经过编码与解码组件421编码的电信号传输至光电信号转换器后，由光电信号转换器将电信号转换成光信号，再通过传输光纤传输至控制器。

上述实施例中，使用光纤作为信号传输模块500，由于光纤抗干扰能力强，可以保障检测信号在高强度电磁环境下的准确性和稳定性。与此同时，通过光纤通信可以实现监测信号在高低压间的电气隔离，可以避免控制器与高电位存在电气联系，提高系统的可靠性。此外，由于光纤不受绝缘距离的影响，布线约束少，安装方便，有利于节约成本。

在一个实施例中，编码与解码组件421还用于连接后级电路，将控制器发出的控制信号进行解码后发送给后级电路。

具体的，控制器根据高电位电流检测装置发送的电流检测结果，通过信号传输模块500向后级电路发送控制信号。该控制信号，先由信号传输模块500传输至信号转换组件422，被信号转换组件422转换成编码与解码组件421可以识别的信号类型，再经过编码与解码组件421解码后得到解码后的控制信号，并发送至后级电路，控制后级电路的运行。

上述实施例中，高电位电流检测装置与后级电路的控制系统共用信号转换组件422和编码与解码组件421，有利于减少电路系统中的器件构成，降低电路成本。

在一个实施例中，还提供了一种链式变流系统，包括控制器、多个依次连接相连的链节模块和上述的高电位电流检测装置，控制器连接链节模块和高电位电流检测装置；高电位电流实时检测装置连接设置于前级电路和第一个链节模块之间。

链式变流器又称H桥串联变流器，常应用于链式静止同步补偿器(SVG)等电力电子变流装置中。链节模块的依次连接，是指上一链接模块的交流输出侧的第一端，连接下一链接模块的交流输出侧的第二端。具体的，请参考图4，各链节模块的输入侧用于接入交流电，第一个链节模块U1的输出侧的第一端通过高电位电流实时检测装置SC1连接前级电路，第一个链节模块U1的输出侧的第二端连接下一个链节模块的输出侧的第一端，多个链节模块的交流输出侧以此方式依次串联，直至连接最后一个链节模块UN。高电位电流检测装置SC1设置于前级电路与第一个链节模块U1之间，用于对前级电路的高电位电流进行检测，并将检测结果发送至控制器，由控制器根据获取的电流检测结果，向链节模块发送控制信号，控制各链节模块进行动作。

上述实施例中，控制器通过高电位电流检测装置实时获取前级电路的高电位电流信息，再根据获取的电流信息进行变流控制，有利于提高控制的时效性，提升控制效果。

为便于更好地理解上述高电位电流检测装置，下面结合具体实施例进行详细解释说明。

在高压电力电子装置或高压用电设备中，为了保证设备的安全稳定运行，对于电流检测设备提出了更高的要求，尤其以高低压隔离和信号的抗干扰能力问题更为突出。出于安全考虑，高压检测点位置与控制单元的距离一般都比较大，而采用二次电缆的方式难以同时解决绝缘和电磁干扰的问题。使用低压二次供电再转光信号检测方式，虽然能解决信号干扰问题，但是二次供电电缆经过长距离传输，传输的电源容易被周围恶劣的电磁环境干扰，同时也无法实现高低压的真正隔离，容易对二次系统产生危害。

基于此，请参考图3，本申请提供的一种高电位电流检测装置，包括依次连接的高电位取能模块100、电源模块200、电流传感器300、信号处理模块400和信号传输模块500。高电位取能模块100包括取能单元110和转换单元120；电源模块200包括整流单元210和滤波单元220；信号处理模块400包括依次连接的信号采集单元410、编码与解码组件421和信号转换组件422；信号传输模块500为传输光纤，信号转换组件422为光电信号转换器。其中，取能单元110用于连接前级电路，转换单元120连接取能单元110和整流单元210，滤波单元220连接整流单元210、电流传感器300、信号采集单元410和编码与解码组件421，电流传感器300连接信号采集单元410，信号转换组件422连接信号传输模块500，信号传输模块500用于连接控制器。编码与解码组件421还用于连接后级电路。

具体的，取能单元110用于向前级电路取能。转换单元120用于将取能单元110从前级电路获取的高压交流电转换成低压交流电并输送至整流单元210。整流单元210用于将转换单元120输出的低压交流电进行整流后得到直流电并输出。滤波单元220用于接收整流单元210输出的直流电，进行滤波处理后输出高质量的直流电能，向电流传感器300、信号采集单元410和编码与解码组件421供能。电流传感器300用于采集滤波单元220输出的电流采样信号，并将电流采样信号发送至信号采集单元410，信号采集单元410对信号进行调理后将得到的调理信号发送至编码与解码组件421，由编码与解码组件421对调理信号进行编码并将编码信号发送至光电信号转换器。光电信号转换器将编码信号转换为光信号后，通过传输光纤发送至控制器。

控制器根据获取的光信号，输出控制信号，控制信号由传输光纤发送至光电信号转换器转换成电信号后，到达编码与解码组件421，由编码与解码组件421对电信号进行解码后，发送至后级电路，控制后级电路的运行。

上述实施例中，通过高电位取能实现高电位电流检测装置的独立于低压二次系统供电，能确保高电位电流监测装置能独立与低压系统工作，实现真正的高低压电位隔离；采用电流传感器进行电流检测，可以提高检测精度和响应灵敏度；使用可编程逻辑器件对检测信号进行信号处理、数字编码和解码，计算速度快，运行稳定，安全性高；使用光纤传输检测信号，由于光纤通信抗干扰能力强，可以有效避免电磁环境恶劣对电流传输信号的干扰，保证检测装置稳定工作。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上该实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。