卫星授时核相仪是一种结合卫星授时技术与无线传输技术的高精度电力检测设备,主要用于电力系统中输电线路、变电所及开关柜的相位校验和相序校验。采用GPS(或北斗等多模卫星导航系统)精确授时技术和无线传输技术,能够在全球任何地方获取统一的时间标准。在核相过程中,通过卫星授时确保两台或多台主机在相同的时间点开始测量,从而精确计算两条电线之间的相位差值,实现远距离核相。
一、卫星授时模块
卫星信号接收天线
功能:接收GPS、北斗、GLONASS等多模卫星信号,确保全球范围内的时间同步。
特点:支持多系统联合定位,提升授时精度与抗干扰能力;部分型号采用高灵敏度天线,适应复杂环境(如室内、地下室)。
授时处理单元
功能:解析卫星信号,提取精确时间信息(如UTC时间),并通过算法修正信号传输延迟。
精度:授时误差通常≤30纳秒(ns),满足电力系统对时间同步的严苛要求。
二、核相测量模块
高压传感器(或探头)
功能:非接触式检测高压线路的电压相位,避免直接接触带电体。
类型:
电容式传感器:适用于10kV至500kV电压等级,通过电容耦合获取信号。
电磁感应传感器:用于低电压场景(如10V-10kV),通过磁场变化检测相位。
信号调理电路
功能:对传感器输出的微弱信号进行放大、滤波、模数转换(ADC),提升信噪比。
相位比较单元
功能:将两路电压信号的相位差转换为数字量,结合卫星授时的时间基准,计算精确相位差。
输出:相位差结果(如0°-360°)、相序(正序/逆序)、频率等参数。
三、无线通信模块
射频收发器
功能:实现主从设备间的无线数据传输,支持远距离核相(≥500km)。
频段:通常采用2.4GHz或5.8GHz工业频段,抗干扰能力强。
天线
功能:增强无线信号的发射与接收能力,确保复杂环境下的通信稳定性。
通信协议
标准:支持ZigBee、LoRa或自定义协议,实现低功耗、高可靠性的数据传输。
四、中央处理单元(CPU)
微控制器(MCU)或数字信号处理器(DSP)
功能:
协调各模块工作,处理卫星授时、核相测量、无线通信等任务。
运行相位差计算算法,生成测量结果。
管理数据存储与传输,支持历史记录查询。
存储器
功能:存储测量数据、设备参数及卫星轨道信息,支持SD卡或Flash扩展。
五、人机交互模块
显示屏
类型:LCD或OLED屏幕,显示相位差、相序、频率、电压等级等关键信息。
特点:高亮度、宽视角,适应户外强光环境。
按键/触摸屏
功能:输入操作指令(如开始测量、切换模式、设置参数)。
指示灯与蜂鸣器
功能:通过声光提示测量状态(如核相成功/失败、电量低)。
六、电源模块
电池组
类型:锂电池或干电池,支持长时间连续工作(通常≥8小时)。
电源管理电路
功能:
调节电压至各模块所需电平(如3.3V、5V)。
实现低功耗设计,延长续航时间。
支持充电管理(如USB充电或专用充电器)。
七、外壳与防护结构
绝缘材料
功能:采用高强度工程塑料或硅胶,确保设备在高压环境下的电气安全。
防水防尘设计
标准:符合IP65或更高防护等级,适应雨天、沙尘等恶劣环境。
便携式设计
特点:轻量化、手持式结构,便于现场操作。
八、辅助功能模块(可选)
数据接口
类型:USB、RS485或以太网接口,支持数据导出至PC或上传至云端。
蓝牙/Wi-Fi模块
功能:实现与智能手机或平板电脑的无线连接,通过APP远程监控。
温度传感器
功能:监测设备内部温度,防止过热损坏。
