專(zhuān)利名稱：套管型單相計(jì)量高壓電能表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高壓用電計(jì)量裝置，特別是涉及直接安于IOKV供電線路上 的小型高壓電能表的改進(jìn)，具體地說(shuō)是一種套管型單相計(jì)量高壓電能表。
背景技術(shù)：
隨著電力系統(tǒng)朝著高電壓、大容量的方向發(fā)展及國(guó)家節(jié)能降耗的要求，通過(guò)在線 監(jiān)測(cè)分析用電精確計(jì)量，以改進(jìn)用電設(shè)備的管理，最大限度的節(jié)能降耗，已成了重要的研究 課題。高壓電能表則是配電網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)與計(jì)量的重要組成部分，它可對(duì)配電網(wǎng)中各支路用 戶的單臺(tái)或多臺(tái)變壓器進(jìn)行精確計(jì)量和在線監(jiān)測(cè)。目前，用于IOkV供電線路及用電設(shè)備的 高壓用電計(jì)量裝置，在結(jié)構(gòu)上主要是高壓計(jì)量柜；在計(jì)量方式上，主要采用兩元件法(兩只 電壓互感器和兩只電流互感器，V形接法)或三元件法(三只電壓互感器和三只電流互感 器，星形接法)，實(shí)現(xiàn)高壓計(jì)量。因此，這種高壓用電計(jì)量裝置存在以下不足一是整個(gè)設(shè)備 體積大，設(shè)備笨重，制作成本較高；二是測(cè)量范圍與計(jì)量精度不能同時(shí)達(dá)到要求，測(cè)量范圍 窄，計(jì)量精度低，同時(shí)，也不能反映出整臺(tái)裝置的精度，不能滿足計(jì)量要求；三是有一二次電 壓的區(qū)分，容易造成人為因素或自然因素的破壞；四是現(xiàn)有的高壓計(jì)量設(shè)備，一種設(shè)備僅限 于一種電壓等級(jí)，即便電流能夠做到范圍寬一些，但電壓不能夠做到寬范圍。為改變以上缺 點(diǎn)，本申請(qǐng)人曾研制成功了“一種直接安于IOKV供電線路上的小型高壓電能表”，并于2009 年6月9日申請(qǐng)了發(fā)明專(zhuān)利，專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?00910015967. 6，其結(jié)構(gòu)包括硅橡膠干式復(fù)合套 管、高壓接線柱、側(cè)接線柱、非晶態(tài)材料電流互感器、電壓取樣單元、供電電源處理單元和絕 緣隔離板，高壓接線柱安裝在硅橡膠干式復(fù)合套管的頂端部，并沿硅橡膠干式復(fù)合套管的 軸線插入硅橡膠干式復(fù)合套管的腔內(nèi)上端，非晶態(tài)材料電流互感器安裝在硅橡膠干式復(fù)合 套管腔內(nèi)的頂部，并套在高壓接線柱的座端，在硅橡膠干式復(fù)合套管的頂部側(cè)壁上設(shè)有側(cè) 接線柱，電壓取樣單元安裝在硅橡膠干式復(fù)合套管腔內(nèi)的一側(cè)，供電電源處理單元安裝在 硅橡膠干式復(fù)合套管腔內(nèi)的另一側(cè)，并通過(guò)絕緣隔離板隔離，硅橡膠干式復(fù)合套管設(shè)三個(gè)， 共同排列固定在同一個(gè)箱體上，并接于箱體內(nèi)的同一個(gè)電能計(jì)量單元上。三相高壓線的信 號(hào)轉(zhuǎn)換為弱信號(hào)后連接到同一個(gè)電能計(jì)量單元上。該“一種直接安于IOKV供電線路上的小 型高壓電能表”的優(yōu)點(diǎn)在于由于既采用了體積較小的非晶態(tài)材料電流互感器，也采用了體 積較小電容降壓式電源電路板，且均安裝在硅橡膠干式復(fù)合套管的腔內(nèi)，所以使整體體積 得到了最大程度的減小，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，安裝使用更加方便；由于內(nèi)部與一次側(cè)有關(guān)聯(lián)的部分 用高強(qiáng)度絕緣材料灌裝成一個(gè)整體，可完全防止從設(shè)備內(nèi)部竊電；由于采用無(wú)電壓互感器 設(shè)計(jì)，電壓信號(hào)采用電阻式線性互感取樣方式，所以測(cè)量電壓范圍寬，在IkV IOkV電壓范 圍內(nèi)能夠滿足精度要求；由于通過(guò)電容降壓方式獲取電源，所以體積小，效率高，與計(jì)量信 號(hào)互不影響，可提高計(jì)量精度。但該設(shè)計(jì)仍存在以下不足由于三相電路上的三個(gè)硅橡膠干 式復(fù)合套管共同固定于一個(gè)箱體上，其采樣單元并聯(lián)后接于同一個(gè)電能表上，所以不能測(cè) 量單相上的電能計(jì)量。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的的目的在于提供一種不僅完全取消常規(guī)的電壓互感器，采用一體化結(jié)構(gòu)，使其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、安裝方便、防竊電性能好、能防止人為或自然因素破 壞，而且能對(duì)單相高壓線進(jìn)行計(jì)量的套管型單相計(jì)量高壓電能表。為達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是該套管型單相計(jì)量電能表，包 括硅橡膠干式復(fù)合套管、高壓接線柱、側(cè)接線柱、非晶態(tài)材料電流互感器、電壓取樣單元、供 電電源處理單元和絕緣隔離板構(gòu)成，高壓接線柱安裝在硅橡膠干式復(fù)合套管的頂端部，并 沿硅橡膠干式復(fù)合套管的軸線插入硅橡膠干式復(fù)合套管的腔內(nèi)上端，非晶態(tài)材料電流互感 器安裝在硅橡膠干式復(fù)合套管腔內(nèi)的頂部，并套在高壓接線柱的座端，在硅橡膠干式復(fù)合 套管的頂部側(cè)壁上設(shè)有側(cè)接線柱，高壓線的單相線從硅橡膠干式復(fù)合套管頂部的高壓接線 柱上進(jìn)線，從側(cè)接線柱上出線，電壓取樣單元安裝在硅橡膠干式復(fù)合套管腔內(nèi)的一側(cè)，供電 電源處理單元安裝在硅橡膠干式復(fù)合套管腔內(nèi)的另一側(cè)，并通過(guò)絕緣隔離板隔離，其特征 在于在硅橡膠干式復(fù)合套管的底部箱體內(nèi)固定安裝上單相電能計(jì)量表，單相電能計(jì)量表分 別通過(guò)導(dǎo)線與電壓取樣單元和供電電源處理單元相連接。本實(shí)用新型還通過(guò)如下措施實(shí)施所述的絕緣隔離板為“T”形，絕緣隔離板的上 部為非晶態(tài)材料電流互感器，通過(guò)“T”形絕緣隔離板將非晶態(tài)材料電流互感器、供電電源處 理單元和電壓取樣單元絕緣隔離，在“T”形絕緣隔離板的上部圓板上設(shè)有導(dǎo)線的通孔。所述的硅橡膠干式復(fù)合套管底部箱體的前壁上設(shè)有顯示窗口，顯示窗口對(duì)應(yīng)于單 相電能計(jì)量表的顯示盤(pán)，在箱體的后壁上還設(shè)有接線端子。所述的電壓取樣單元，包括串接電阻和互感器組成。所述的供電電源處理單元，包括一個(gè)高壓陶瓷柱狀降壓電容Cl、一組串接壓敏電 阻R4、R5、R6、R7、微型隔離變壓器Tl和電源板組成，高壓陶瓷柱狀電容Cl接單相高壓線的 同時(shí)接于一組串接壓敏電阻和微型隔離變壓器Tl的初級(jí)線圈，微型隔離變壓器Tl的次級(jí) 線圈分別接電源板，電源板上還設(shè)有安全保護(hù)電路、電源穩(wěn)定電路、功率提升電路。所述的非晶態(tài)材料電流互感器，包括線圈、鐵心構(gòu)成，鐵心為鐵鈷非晶體材料制 成。所述的硅橡膠干式復(fù)合套管的腔內(nèi)灌裝有絕緣樹(shù)脂。本實(shí)用新型的有益效果在于與先前研制出的“一種直接安于IOKV供電線路上的 小型高壓電能表”相比，不僅整體體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、安裝使用方便、防盜，而且能精確的對(duì) 單相用電進(jìn)行計(jì)量，對(duì)各相用電分別計(jì)量、分別顯示，應(yīng)用更加方便。

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)前視示意圖。圖2為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)側(cè)視示意圖。圖3為本實(shí)用新型沿圖2A-A剖視放大示意圖。圖4為本實(shí)用新型電壓取樣單元電路原理示意圖。圖5為本實(shí)用新型供電電源處理單元電路原理示意圖。
具體實(shí)施方式
參照附圖1、2、3、4、5制作本實(shí)用新型。該套管型單相計(jì)量高壓電能表，包括硅橡膠干式復(fù)合套管1、高壓接線柱2、側(cè)接線柱3、非晶態(tài)材料電流互感器4、電壓取樣單元5、供 電電源處理單元6和絕緣隔離板7構(gòu)成，高壓接線柱2安裝在硅橡膠干式復(fù)合套管1的頂 端部，并沿硅橡膠干式復(fù)合套管1的軸線插入硅橡膠干式復(fù)合套管1的腔內(nèi)上端，非晶態(tài)材 料電流互感器4安裝在硅橡膠干式復(fù)合套管1腔內(nèi)的頂部，并套在高壓接線柱2的座端，在 硅橡膠干式復(fù)合套管1的頂部側(cè)壁上設(shè)有側(cè)接線柱3，高壓線的單相線從硅橡膠干式復(fù)合 套管1頂部的高壓接線柱2上進(jìn)線，從側(cè)接線柱3上出線，電壓取樣單元5安裝在硅橡膠干 式復(fù)合套管1腔內(nèi)的一側(cè)，供電電源處理單元6安裝在硅橡膠干式復(fù)合套管1腔內(nèi)的另一 側(cè)，并通過(guò)絕緣隔離板7隔離，其特征在于在硅橡膠干式復(fù)合套管1的底部箱體8內(nèi)固定安 裝上單相電能計(jì)量表9，單相電能計(jì)量表9分別通過(guò)導(dǎo)線與電壓取樣單元5和供電電源處理 單元6相連接，將電壓取樣單元5和供電電源處理單元6轉(zhuǎn)換完成的信號(hào)接到單相電能計(jì) 量表9上；供電電源處理單元6為設(shè)備提供單相電源；電壓取樣單元5和供電電源處理單元 6分別與高壓接線柱2的內(nèi)端相連接。所述的絕緣隔離板7為“T”形，絕緣隔離板7的上部為非晶態(tài)材料電流互感器4， 通過(guò)“T”形絕緣隔離板7將非晶態(tài)材料電流互感器4、供電電源處理單元6和電壓取樣單元 5絕緣隔離，在“T”形絕緣隔離板7的上部圓板上設(shè)有導(dǎo)線的通孔10。所述的硅橡膠干式復(fù)合套管1底部箱體8的前壁上設(shè)有顯示窗口 11，顯示窗口 11 對(duì)應(yīng)于單相電能計(jì)量表9的顯示盤(pán)，通過(guò)顯示窗口 11能清楚的觀察到單相電能計(jì)量表9的 顯示數(shù)據(jù)，在箱體8的后壁上還設(shè)有接線端子14，接線端子14與單相電能計(jì)量表9的計(jì)量 集成單元相連接，通過(guò)接線端子14可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊。所述的電壓取樣單元5，包括串接電阻12和互感器13組成，采用光、電磁隔離技術(shù) 將單相高電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為測(cè)量所需的HiA級(jí)的微弱電流信號(hào)，傳給單相電能計(jì)量表9內(nèi)的同 步A/D采樣電路進(jìn)行采樣，由電單相電能計(jì)量表9內(nèi)的主機(jī)CPU處理分析后，得到該單相電 路的實(shí)時(shí)線路運(yùn)行參數(shù)及累計(jì)電能量。所述的供電電源處理單元6，包括一個(gè)高壓陶瓷柱狀降壓電容Cl、一組串接壓敏 電阻R4、R5、R6、R7、微型隔離變壓器Tl和電源板組成，高壓陶瓷柱狀電容Cl接單相高壓 線的同時(shí)接于一組串接壓敏電阻和微型隔離變壓器Tl的初級(jí)線圈，微型隔離變壓器Tl 的次級(jí)線圈分別接電源板，電源板上還設(shè)有安全保護(hù)電路、電源穩(wěn)定電路、功率提升電路， 10000V的單相高壓電通過(guò)高壓陶瓷柱狀電容降壓，電參數(shù)匹配好后，加在微型隔離變壓器 Tl初級(jí)線圈上的電壓為1000V，經(jīng)過(guò)微型隔離變壓器Tl及電源板上的安全保護(hù)電路、電源 穩(wěn)定電路、功率提升電路，獲得用電設(shè)備工作電源，并將單相高電壓轉(zhuǎn)換為電能計(jì)量單元能 夠識(shí)別的弱電信號(hào)作為電能計(jì)量的必需參數(shù)。所述的非晶態(tài)材料電流互感器4，包括線圈、鐵心構(gòu)成，鐵心為鐵鈷非晶體材料制 成，其線性度極高，可將線路的大電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為HiA級(jí)的弱電流信號(hào)。所述的硅橡膠干式復(fù)合套管1的腔內(nèi)灌裝有絕緣樹(shù)脂，如打開(kāi)硅橡膠干式復(fù)合套 管1的腔內(nèi)，可使整機(jī)損壞，因此具有防盜功能。
權(quán)利要求一種套管型單相計(jì)量高壓電能表，包括硅橡膠干式復(fù)合套管(1)、高壓接線柱(2)、側(cè)接線柱(3)、非晶態(tài)材料電流互感器(4)、電壓取樣單元(5)、供電電源處理單元(6)和絕緣隔離板(7)構(gòu)成，高壓接線柱(2)安裝在硅橡膠干式復(fù)合套管(1)的頂端部，并沿硅橡膠干式復(fù)合套管(1)的軸線插入硅橡膠干式復(fù)合套管(1)的腔內(nèi)上端，非晶態(tài)材料電流互感器(4)安裝在硅橡膠干式復(fù)合套管(1)腔內(nèi)的頂部，并套在高壓接線柱(2)的座端，在硅橡膠干式復(fù)合套管(1)的頂部側(cè)壁上設(shè)有側(cè)接線柱(3)，電壓取樣單元(5)安裝在硅橡膠干式復(fù)合套管(1)腔內(nèi)的一側(cè)，供電電源處理單元(6)安裝在硅橡膠干式復(fù)合套管(1)腔內(nèi)的另一側(cè)，并通過(guò)絕緣隔離板(7)隔離，其特征在于在硅橡膠干式復(fù)合套管(1)的底部箱體(8)內(nèi)固定安裝上單相電能計(jì)量表(9)，單相電能計(jì)量表(9)分別通過(guò)導(dǎo)線與電壓取樣單元(5)和供電電源處理單元(6)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管型單相計(jì)量高壓電能表，其特征在于所述的絕緣隔離板 (7)為“T”形，絕緣隔離板(7)的上部為非晶態(tài)材料電流互感器(4)，在“T”形絕緣隔離板 (7)的上部圓板上設(shè)有導(dǎo)線的通孔(10)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管型單相計(jì)量高壓電能表，其特征在于所述的硅橡膠干式 復(fù)合套管(1)底部箱體(8)的前壁上設(shè)有顯示窗口(11)，顯示窗口(11)對(duì)應(yīng)于單相電能計(jì) 量表(9)的顯示盤(pán)，在箱體(8)的后壁上還設(shè)有接線端子(14)，接線端子(14)與單相電能 計(jì)量表(9)的計(jì)量集成單元相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套管型單相計(jì)量高壓電能表，其特征在于所述的所述的供電 電源處理單元(6)，包括一個(gè)高壓陶瓷柱狀降壓電容Cl、一組串接壓敏電阻R4、R5、R6、R7、 微型隔離變壓器Tl和電源板組成，高壓陶瓷柱狀電容Cl接單相高壓線的同時(shí)接于一組串 接壓敏電阻和微型隔離變壓器Tl的初級(jí)線圈，微型隔離變壓器Tl的次級(jí)線圈分別接電源 板，電源板上還設(shè)有安全保護(hù)電路、電源穩(wěn)定電路、功率提升電路。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種套管型單相計(jì)量高壓電能表，包括硅橡膠干式復(fù)合套管(1)、高壓接線柱(2)、側(cè)接線柱(3)、非晶態(tài)材料電流互感器(4)、電壓取樣單元(5)、供電電源處理單元(6)和絕緣隔離板(7)構(gòu)成，其特征在于在硅橡膠干式復(fù)合套管(1)的底部箱體(8)內(nèi)固定安裝上單相電能計(jì)量表(9)，單相電能計(jì)量表(9)分別通過(guò)導(dǎo)線與電壓取樣單元(5)和供電電源處理單元(6)相連接。與先前研制出的10KV供電線路上的小型高壓電能表相比，不僅整體體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、安裝使用方便、防盜，而且能精確的對(duì)單相用電進(jìn)行計(jì)量，對(duì)各相用電分別計(jì)量、分別顯示，應(yīng)用更加方便?？蓮V泛用于高壓用電計(jì)量。
文檔編號(hào)G01R22/10GK201594115SQ20102001451
公開(kāi)日2010年9月29日 申請(qǐng)日期2010年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月6日
發(fā)明者喬?hào)|坡, 劉繼岳, 張學(xué)斌 申請(qǐng)人:山東力創(chuàng)科技有限公司