專利名稱：復(fù)合型電子式電流電壓傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型的高壓電器元件，特別是關(guān)于一種復(fù)合型電子式電流電壓傳感器，它可用于高電壓和大電流的測(cè)量以及給繼電保護(hù)設(shè)備提供信號(hào)。
背景技術(shù)：
目前電力系統(tǒng)中，電壓和電流的測(cè)量以及實(shí)施繼電保護(hù)大多采用傳統(tǒng)的電磁式電壓互感器和電流互感器。這種互感器都有鐵心，測(cè)量頻帶較窄，容易出現(xiàn)磁飽和而引起大的誤差，體積較大，非常笨重，輸出為模擬信號(hào)。還有一種電容式電壓互感器，由于它們采用標(biāo)準(zhǔn)電容分壓器，而且也是模擬信號(hào)輸出。隨著技術(shù)的發(fā)展，用戶要求電器設(shè)備的體積越來越小，智能化、自動(dòng)化程度越來越高，二次繼電保護(hù)的數(shù)字化也要求電流、電壓互感器能夠直接提供數(shù)字信號(hào)。顯然，傳統(tǒng)的電磁式電壓互感器和電流互感器已不再適應(yīng)技術(shù)的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種復(fù)合型電子式電流電壓傳感器，它具有體積小、重量輕、測(cè)量頻帶寬，測(cè)量線性度好、精度高、數(shù)字信號(hào)輸出等優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的技術(shù)方案是設(shè)計(jì)一種復(fù)合型電子式電流電壓傳感器，其特征是電壓傳感器采用電容分壓原理和徑向采樣的方法，在一次高壓導(dǎo)體和接地外殼及支架之間插入中間電極，這樣便在一次導(dǎo)體和中間電極、中間電極和接地外殼及支架之間形成兩個(gè)電容C1和C2，當(dāng)一次導(dǎo)體帶高電壓時(shí)，從與C2并聯(lián)的采樣電阻兩端采到的電壓信號(hào)的導(dǎo)數(shù)與一次電壓近似成線性關(guān)系。
它將電流傳感器和電壓傳感器復(fù)合在同一個(gè)外殼之中，電流傳感器，一次帶電導(dǎo)體通過繞有二次線圈的環(huán)形絕緣骨架的中心，其兩端用絕緣件支撐；二次線圈套裝在接地的金屬支架上，二次線圈采用Rogowski線圈。
所述的復(fù)合型電子式電流電壓傳感器由空心線圈、線圈支架、固定件、電極、殼體、密封端子板連接構(gòu)成，中間電極和兩端的屏蔽罩通過絕緣元件、螺栓固定于接地的外殼上，一次帶電導(dǎo)體通過兩端的絕緣件固定，空心線圈套裝在接地的線圈支架的外側(cè)，形成一種電流傳感器和電壓傳感器的復(fù)合型結(jié)構(gòu)。
所述的支架通過螺栓與接地的外殼相連，在支架及外殼的內(nèi)側(cè)有中間電極，一次帶電導(dǎo)體與它們支架、外殼、中間電極同軸，形成了電容C1和C2。
所述的整體結(jié)構(gòu)是環(huán)形結(jié)構(gòu)。
所述的中間電極沿軸向的長(zhǎng)度范圍在190～210mm，最佳長(zhǎng)度為200mm..
所述的電容C1與C2的比值為1∶150。
所述的屏蔽螺栓的尖角加裝有屏蔽罩，屏蔽罩是通過固定件與外殼及支架相連接。
所述的屏蔽罩的圓弧半徑的范圍在38～45mm，最佳圓弧半徑為40mm。
所述的密封端子板與外殼密封連接，密封端子板上固定有屏蔽電纜。
本發(fā)明具有以下特點(diǎn)1.它采用電流傳感器和電壓傳感器復(fù)合在同一個(gè)外殼之中，電流傳感器，一次帶電導(dǎo)體通過繞有二次線圈的環(huán)形絕緣骨架的中心，其兩端用絕緣件支撐；二次線圈套裝在接地的金屬支架上，二次線圈采用Rogowski線圈，當(dāng)一次導(dǎo)體中有電流流過時(shí)，它周圍產(chǎn)生的磁場(chǎng)會(huì)在二次線圈兩端感應(yīng)出電壓，這一電壓的導(dǎo)數(shù)與一次導(dǎo)體中流過電流的大小成正比，且相位一致。無鐵芯沒有磁飽和現(xiàn)象，測(cè)量范圍廣、線性度好；電壓傳感器采用電容分壓原理，徑向采樣的方法，在一次高壓導(dǎo)體和接地外殼及支架之間插入中間電極，這樣便在一次導(dǎo)體和中間電極、中間電極和接地外殼及支架之間形成兩個(gè)電容C1和C2，當(dāng)一次導(dǎo)體帶高電壓時(shí)，從與C2并聯(lián)的采樣電阻兩端采到的電壓信號(hào)的導(dǎo)數(shù)與一次電壓近似成正比關(guān)系。它同樣使得測(cè)量范圍廣、線性度好，不會(huì)產(chǎn)生磁飽和及鐵磁共振現(xiàn)象，分壓電容為同軸電容器，這種沿徑向分布的電容器是充分利用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)而形成的電容，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積?。浑娙萜髦饕詨嚎sSF6氣體作為絕緣介質(zhì)，保證電容值的穩(wěn)定，從而保證電壓傳感器高的測(cè)量精度，體積小，重量輕，性能價(jià)格比高。
2、由于沒有磁飽和現(xiàn)象，測(cè)量范圍廣、頻帶寬，因此同一臺(tái)設(shè)備既可以作為測(cè)量用，又可以作為保護(hù)用。數(shù)字化輸出，可以更好地滿足測(cè)量、繼電保護(hù)的數(shù)字化、智能化的要求。
3、密封端子板與外殼密封連接，它還與屏蔽電纜3一起將采集到的信號(hào)可不受外界干擾的輸出給信號(hào)處理裝置。
下面結(jié)合實(shí)施例附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。


圖1是實(shí)施例局部結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1、導(dǎo)體；2、螺栓；3、屏蔽電纜；4、外殼；5、密封端子板；6、螺栓；7、絕緣元件；8、絕緣元件；9、空心線圈；10、支架；11、中間電極；12、屏蔽罩。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，空心線圈9套裝在接地的線圈支架10的外側(cè)，支架10通過螺栓2與接地的外殼4相連，在支架10及外殼4的內(nèi)側(cè)加裝中間電極11，中間電極11和兩端的屏蔽罩12通過絕緣元件7、8和螺栓6固定于接地的外殼4和接地的支架10上，一次帶電(電壓和電流)導(dǎo)體1通過兩端的絕緣件固定，保證與上述的元件外殼4、空心線圈9、支架10、中間電極11、屏蔽罩12同軸?？招木€圈9和中間電極11采集的電壓信號(hào)通過屏蔽電纜3和密封端子板5傳輸給信號(hào)處理裝置。這種復(fù)合型電子式電流電壓傳感器，對(duì)于電流傳感器，一次帶電導(dǎo)體通過繞有二次線圈的環(huán)形絕緣骨架的中心，二次線圈采用Rogowski線圈，當(dāng)一次導(dǎo)體中有電流通過時(shí)，它周圍產(chǎn)生的磁場(chǎng)會(huì)在二次線圈兩端感應(yīng)出電壓，這一電壓的導(dǎo)數(shù)與一次導(dǎo)體中流過電流的大小成正比，且相位一致。由于二次線圈沒有鐵心，因此，沒有磁飽和現(xiàn)象，整個(gè)測(cè)量范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系，測(cè)量范圍廣，精度較高。對(duì)于電壓產(chǎn)品整體是環(huán)形，采用電容分壓原理，徑向采樣的方法，使體積小。在一次高壓導(dǎo)體和接地外殼及支架之間插入中間電極，這樣便在一次導(dǎo)體和中間電極、中間電極和接地外殼及支架之間形成兩個(gè)電容C1和C2，這樣從與C2并聯(lián)的采樣電阻兩端采到的電壓信號(hào)的導(dǎo)數(shù)與一次電壓近似成正比關(guān)系。通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，保證C1和C2之間有一定的比例關(guān)系，并且選擇合適的采樣電阻，即可保證測(cè)量誤差在規(guī)定的范圍之內(nèi)。因此體積小，無鐵芯不會(huì)產(chǎn)生鐵磁共振現(xiàn)象。
權(quán)利要求
1.復(fù)合型電子式電流電壓傳感器，其特征是電壓傳感器采用電容分壓原理和徑向采樣的方法，在一次高壓導(dǎo)體和接地外殼及支架之間插入中間電極，這樣便在一次導(dǎo)體和中間電極、中間電極和接地外殼及支架之間形成兩個(gè)電容C1和C2，當(dāng)一次導(dǎo)體帶高電壓時(shí)，從與C2并聯(lián)的采樣電阻兩端采到的電壓信號(hào)的導(dǎo)數(shù)與一次電壓近似成線性關(guān)系。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合型電子式電流電壓傳感器，其特征是它將電流傳感器和電壓傳感器復(fù)合在同一個(gè)外殼之中，電流傳感器，一次帶電導(dǎo)體通過繞有二次線圈的環(huán)形絕緣骨架的中心，其兩端用絕緣件支撐；二次線圈套裝在接地的金屬支架上，二次線圈采用Rogowski線圈。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合型電子式電流電壓傳感器，其特征是所述的復(fù)合型電子式電流電壓傳感器由空心線圈、線圈支架、固定件、電極、殼體連接構(gòu)成，中間電極和兩端的屏蔽罩通過絕緣元件、螺栓固定于接地的外殼上，一次帶電導(dǎo)體通過兩端的絕緣件固定，空心線圈套裝在接地的線圈支架的外側(cè)，形成一種電流傳感器和電壓傳感器的復(fù)合型結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合型電子式電流電壓傳感器，其特征是所述的支架通過螺栓與接地的外殼相連，在支架及外殼的內(nèi)側(cè)有中間電極，一次帶電導(dǎo)體與支架、外殼、中間電極同軸，形成一整體環(huán)形結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合型電子式電流電壓傳感器，其特征是所述的中間電極沿軸向的長(zhǎng)度范圍在190～210mm，最佳長(zhǎng)度為200mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合型電子式電流電壓傳感器，其特征是所述的電容C1與C2的比值為1∶150。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合型電子式電流電壓傳感器，其特征是所述的屏蔽螺栓的尖角覆蓋有屏蔽罩，它是通過固定件與外殼及支架相連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合型電子式電流電壓傳感器，其特征是屏蔽罩的圓弧半徑的范圍在38～45mm，圓弧半徑是40mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合型電子式電流電壓傳感器，其特征是所述的密封端子板與外殼密封連接，密封端子板上固定有屏蔽電纜。
全文摘要
本發(fā)明是一種復(fù)合型電子式電流電壓傳感器，其特征是電壓傳感器采用電容分壓原理和徑向采樣的方法，在一次高壓導(dǎo)體和接地外殼及支架之間插入中間電極，這樣便在一次導(dǎo)體和中間電極、中間電極和接地外殼及支架之間形成兩個(gè)電容C1和C2，當(dāng)一次導(dǎo)體帶高電壓時(shí)，從與C2并聯(lián)的采樣電阻兩端采到的電壓信號(hào)的導(dǎo)數(shù)與一次電壓近似成線性關(guān)系。它將電流傳感器和電壓傳感器復(fù)合在同一個(gè)外殼之中，電流傳感器，一次帶電導(dǎo)體通過繞有二次線圈的環(huán)形絕緣骨架的中心，其兩端用絕緣件支撐；二次線圈套裝在接地的金屬支架上，二次線圈采用Rogowski線圈。這種復(fù)合型電子式電流電壓傳感器，具有體積小、重量輕、測(cè)量頻帶寬，測(cè)量線性度好、精度高、數(shù)字信號(hào)輸出等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01R15/00GK1538181SQ20031010585
公開日2004年10月20日 申請(qǐng)日期2003年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月24日
發(fā)明者張猛, 南振樂, 張鋒, 楊獎(jiǎng)利, 趙華鋒, 張 猛 申請(qǐng)人:西安西開高壓電氣股份有限公司