專利名稱：集成泄漏電流、脈沖電流測(cè)量功能的電網(wǎng)過電壓傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種集成泄漏電流、脈沖電流測(cè)量功能的電網(wǎng)過電壓傳感器。
背景技術(shù)：
由于過電壓對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行有著極大的影響，電力運(yùn)行部門要求通過過電壓在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)過電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。而實(shí)時(shí)獲取過電壓信號(hào)則是整個(gè)過電壓在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。在IIOkV及以上電壓等級(jí)電力系統(tǒng)中，由于高壓分壓器具有安全性、交流沖擊、設(shè)備投入等方面的問題，人們開始利用電容分壓的方法從電容式套管末屏處獲得過電壓信號(hào)。另一方面，在現(xiàn)有許多電氣設(shè)備絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，系統(tǒng)包含的介損監(jiān)測(cè)及局部放電監(jiān)測(cè)往往也需要從套管末屏處獲得泄漏電流信號(hào)和脈沖電流信號(hào)。這就對(duì)套管末屏處的信號(hào)采集傳感器提出了特殊的要求，但是現(xiàn)有傳感器往往只能采集過電壓 信號(hào)、或者泄漏電流信號(hào)、或者脈沖電流信號(hào)，性能比較單一。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種集成泄漏電流、脈沖電流測(cè)量功能的電網(wǎng)過電壓傳感器。能夠?qū)崿F(xiàn)多參量高精度、高靈敏度、高準(zhǔn)確度、高穩(wěn)定度的測(cè)量，以滿足后續(xù)過電壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的需要。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
該種集成泄漏電流、脈沖電流測(cè)量功能的電網(wǎng)過電壓傳感器，所述傳感器包括電壓采集單元、泄漏電流采集單元和脈沖電流傳感器，三部分均采用同軸圓柱形狀，按照從上到下的方式依次通過螺紋旋轉(zhuǎn)固定；
所述電壓采集單元包括過外殼I、電纜插頭I、彈簧片接頭I、絕緣墊片、分壓電容、分壓電阻和匹配電阻，所述彈簧片接頭、分壓電容、分壓電阻和匹配電阻均設(shè)置于外殼內(nèi)部，所述電纜插頭固定于外殼I的外表面，所述外殼的內(nèi)腔內(nèi)依次水平設(shè)置有金屬圓盤I和金屬圓盤II，其中金屬圓盤I位于金屬圓盤II的上方，所述分壓電容、分壓電阻、匹配電阻設(shè)置在金屬圓盤I和金屬圓盤II之間，按軸對(duì)稱均勻排列，金屬圓盤1、11通過絕緣支架固定為一整體，彈簧片接頭固定在金屬圓盤I上，所述分壓電容、分壓電阻、匹配電阻的一端并聯(lián)后接于金屬圓盤I上，分壓電容，分壓電阻的另一端并聯(lián)后接于金屬圓盤II上，而匹配電阻的另一端則與電纜插頭的芯線相連；所述絕緣墊片固定設(shè)置于外殼I的腔體內(nèi)部且位于金屬圓盤I的上方，所述金屬圓盤I固定在絕緣墊片上；
所述泄漏電流采集單元包括外殼II、電纜插頭II、鐵芯II和繞組II，電纜插頭II固定于外殼II的外表面，鐵芯II及繞組II通過環(huán)氧樹脂層固定于外殼的腔體內(nèi)部；
所述脈沖電流采集單元包括外殼III、電纜插頭III、磁芯III和繞組III，所述電纜插頭III固定于外殼III上，磁芯III及繞組III通過環(huán)氧樹脂層固定于外殼III中；
處于最下方的外殼的下端部通過可拆卸的底盤封口，所述底盤朝向其所在外殼內(nèi)腔一側(cè)設(shè)置有彈簧片接頭II，一導(dǎo)電桿的一端接觸金屬圓盤II，所述導(dǎo)電桿的另一端插入彈簧片插頭II中。進(jìn)一步，所述外殼之間以及外殼與底盤之間采用螺紋連接；
進(jìn)一步，所述外殼I的下端部為設(shè)置有內(nèi)螺紋的開口，所述外殼II與外殼I連接的一端設(shè)置有與外殼I上的內(nèi)螺紋相適配的外螺紋，所述外殼II的另一端設(shè)置有內(nèi)螺紋，所述外殼III與外殼II相連接的上端部設(shè)置有與外殼II上的內(nèi)螺紋相適配的外螺紋，所述外殼III的下端部設(shè)置有內(nèi)螺紋，所述外殼I、外殼II和外殼III上的內(nèi)螺紋規(guī)格相同，所述底盤上設(shè)置有與外殼I、II和III上的內(nèi)螺紋相適配的外螺紋；
進(jìn)一步，所述分壓電容的數(shù)量為6個(gè)，分壓電阻的數(shù)量為一個(gè)，匹配電阻的數(shù)量為一
個(gè)；
進(jìn)一步，所述外殼I為金屬或者鋼化玻璃殼體，厚度為3mnTl0mm ；
進(jìn)一步，所述外殼II和外殼III為金屬或者鋼化玻璃殼體；
進(jìn)一步，所述繞組II匝數(shù)為IOOlOO匝，繞組III的匝數(shù)為1(T30匝。本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明通過將泄漏電流、脈沖電流和過電壓測(cè)量單元三者集成在一起，極大地?cái)U(kuò)展了傳感器的應(yīng)用范圍，同時(shí)擴(kuò)展方便、安裝簡(jiǎn)單，能夠?qū)崿F(xiàn)多參量高精度、高靈敏度、高準(zhǔn)確度、高穩(wěn)定度的測(cè)量，以滿足后續(xù)過電壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的需要。本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上，基于對(duì)下文的考察研究對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發(fā)明的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本發(fā)明的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過下面的說明書和權(quán)利要求書來實(shí)現(xiàn)和獲得。


為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，其中
圖I為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明的原理示意 圖3為本發(fā)明的安裝示意圖。
具體實(shí)施方式

以下將參照附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實(shí)施例僅為了說明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。如圖I所示，本發(fā)明的集成泄漏電流、脈沖電流測(cè)量功能的電網(wǎng)過電壓傳感器，包括電壓采集單元A、泄漏電流采集單元B和脈沖電流采集單元C，三部分均采用同軸圓柱形狀，按照從上到下的方式依次通過可拆卸方式進(jìn)行固定；
本實(shí)施例中，外殼之間以及外殼與底盤之間采用螺紋連接，更具體而言，是在外殼I I的下端部為設(shè)置有內(nèi)螺紋的開口，夕卜殼II 16與外殼I連接的一端設(shè)置有與外殼I上的內(nèi)螺紋相適配的外螺紋，外殼II 16的另一端設(shè)置有內(nèi)螺紋，外殼III 22與外殼II相連接的上端部設(shè)置有與外殼II上的內(nèi)螺紋相適配的外螺紋，外殼III的下端部設(shè)置有內(nèi)螺紋，使用時(shí)，根據(jù)具體情況，處于最下方的外殼的下端部通過可拆卸的底盤封口，底盤朝向其所在外殼內(nèi)腔一側(cè)設(shè)置有彈簧片接頭II 34，導(dǎo)電桿31的一端接觸金屬圓盤II，導(dǎo)電桿31的另一端插入彈簧片插頭II 34中，本實(shí)施例中，外殼I I、外殼II 16和外殼III 22上的內(nèi)螺紋規(guī)格相同，底盤35上設(shè)置有與外殼1、11和III上的內(nèi)螺紋相適配的外螺紋。當(dāng)然，夕卜殼之間還可以采用其他的可拆卸連接方式，如卡接、法蘭連接等，只要能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的發(fā)明目的，都應(yīng)該屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。其中，電壓采集單元包括過外殼II、電纜插頭I 2、彈簧片接頭I 4、分壓電容7、分壓電阻和匹配電阻，所述彈簧片接頭4、分壓電容7、分壓電阻和匹配電阻均設(shè)置于外殼內(nèi)部，電纜插頭2固定于外殼I的外表面，夕卜殼I的內(nèi)腔內(nèi)依次水平設(shè)置有金屬圓盤15和金屬圓盤116,其中金屬圓盤I位于金屬圓盤II的上方，所述分壓電容7、分壓電阻、匹配電阻設(shè)置在金屬圓盤I和金屬圓盤II之間，按軸對(duì)稱均勻排列，金屬圓盤I、II通過絕緣支架10 固定為一整體，彈簧片接頭4固定在金屬圓盤I 5上，所述分壓電容7、分壓電阻、匹配電阻的一端并聯(lián)后接于金屬圓盤I 5上，分壓電容7的另一端并聯(lián)后接于金屬圓盤116上，而匹配電阻的另一端則與電纜插頭2的芯線相連；本實(shí)施例中，分壓電容7的數(shù)量為6個(gè)聚丙烯無感電容，分壓電阻的數(shù)量為一個(gè)，匹配電阻的數(shù)量為一個(gè)；電壓采集單元還包括絕緣墊片3，絕緣墊片固定設(shè)置于外殼Il的腔體內(nèi)部且位于金屬圓盤15的上方，金屬圓盤I通過螺母固定在絕緣墊片3上。使用時(shí)，外殼Il通過上端內(nèi)螺紋旋轉(zhuǎn)固定于套管末屏處，套管末屏抽頭即穿過外殼Il上部通孔與彈簧片接頭4相連，過電壓信號(hào)則通過雙層屏蔽同軸電纜從電纜插頭12處獲得。泄漏電流采集單元采用無源穿芯式電流傳感器的方式，包括外殼II 16、電纜插頭
II17、鐵芯II和繞組II，電纜插頭II 17固定于外殼II 16的外表面，鐵芯II及繞組II通過環(huán)氧樹脂層固定于外殼II 16的腔體內(nèi)部；
脈沖電流采集單元也采用無源穿芯式電流傳感器的方式，包括外殼III 22、電纜插頭
III23、磁芯III和繞組III，電纜插頭III 23固定于外殼III 22上，磁芯III及繞組III通過環(huán)氧樹脂層固定于外殼III 22中；
對(duì)于泄漏電流采集單元和脈沖電流采集單元的區(qū)別鐵芯II要求具有高導(dǎo)磁率且工作線性范圍要寬，繞組II匝數(shù)較多約為10(T300匝；磁芯III要求高頻性能優(yōu)良，繞組III匝數(shù)較少約為1(T30匝。需要選用泄漏電流采集單元及脈沖電流采集單元時(shí)，通過螺母將底部帶銅片的導(dǎo)電桿31固定于金屬圓盤II 6上，導(dǎo)電桿31有三種型號(hào)，分別用于不加電流采集單元、加一個(gè)電流采集單元(泄露電流或脈沖電流)及加兩個(gè)電流采集單元(泄露電流和脈沖電流)三種情況。帶通孔薄墊片32放于金屬圓盤II 6上，泄漏電流采集單元B通過外殼II 16上端內(nèi)螺紋旋轉(zhuǎn)固定于外殼Il上，再放置帶通孔薄墊片33，脈沖電流采集單元C通過外殼III22上端內(nèi)螺紋旋轉(zhuǎn)固定于外殼II 16上，放置帶通孔薄墊片37，接頭34通過螺母固定于后蓋35上，連接件III 35通過上部?jī)?nèi)螺紋旋轉(zhuǎn)固定于外殼III 22上。使用時(shí)，雙層屏蔽同軸電纜分別從電纜插頭II 17、電纜插頭III 23處獲得泄漏電流信號(hào)及局部放電脈沖電流信號(hào)。(帶通孔薄墊片32和帶通孔薄墊片37可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇)
作為進(jìn)一步的改進(jìn)，外殼I I采用金屬或者鋼化玻璃殼體，厚度為3mnTl0mm ;外殼II和外殼III為金屬或者鋼化玻璃殼體。原理說明
(1)過電壓采集單元
如圖2所示，Cl為套管主電容，C2為過電壓采集單元分壓電容，Rl為套管導(dǎo)桿對(duì)末屏絕緣電阻，R2為分壓電阻，Cl、C2、RU R2共同構(gòu)成一個(gè)電容分壓電路，由于套管絕緣電阻Rl和分壓電阻R2通常很大，且測(cè)量單元電路的輸入阻抗為兆歐級(jí)，故Rl、R2可忽略，于是Cl、C2共同組成一個(gè)電容分壓回路。同軸電纜的匹配采用首末兩端匹配，Ul為系統(tǒng)電壓，U2為傳感器的測(cè)量電壓，當(dāng)首末端達(dá)到完全匹配時(shí)，此分壓系統(tǒng)分壓比k為
權(quán)利要求
1.集成泄漏電流、脈沖電流測(cè)量功能的電網(wǎng)過電壓傳感器，其特征在于所述傳感器包括電壓采集單元(A)、泄漏電流采集單元(B)和脈沖電流采集單元(C)，三部分均采用同軸圓柱形狀，按照從上到下的方式依次通過可拆卸方式進(jìn)行固定； 所述電壓采集單元包括過外殼1(1)、電纜插頭I (2)、彈簧片接頭I (4)、絕緣墊片(3)、分壓電容(7)、分壓電阻和匹配電阻，所述彈簧片接頭(4)、分壓電容(7)、分壓電阻和匹配電阻均設(shè)置于外殼內(nèi)部，所述電纜插頭(2)固定于外殼I的外表面，所述外殼(I)的內(nèi)腔內(nèi)依次水平設(shè)置有金屬圓盤I (5)和金屬圓盤II (6),其中金屬圓盤I位于金屬圓盤II的上方，所述分壓電容(7)、分壓電阻、匹配電阻設(shè)置在金屬圓盤I和金屬圓盤II之間，按軸對(duì)稱均勻排列，金屬圓盤1、11通過絕緣支架(10)固定為一整體，彈簧片接頭(4)固定在金屬圓盤I (5)上，所述分壓電容(7)、分壓電阻、匹配電阻的一端并聯(lián)后接于金屬圓盤I (5)上，分壓電容(7)和分壓電阻的另一端并聯(lián)后接于金屬圓盤II (6)上，而匹配電阻的另一端則與電纜插頭(2)的芯線相連，所述絕緣墊片固定設(shè)置于外殼I (I)的腔體內(nèi)部且位于金屬圓盤I (5)的上方，所述金屬圓盤I固定在絕緣墊片(3)上； 所述泄漏電流采集單元包括外殼II (16)、電纜插頭II (17)、鐵芯II和繞組II，電纜插頭II (17)固定于外殼II (16)的外表面,鐵芯II及繞組II通過環(huán)氧樹脂層固定于外殼(16)的腔體內(nèi)部； 所述脈沖電流采集單元包括外殼III (22)、電纜插頭III (23)、磁芯III和繞組III，所述電纜插頭III (23)固定于外殼III (22)上，磁芯III及繞組III通過環(huán)氧樹脂層固定于外殼III (22)中； 處于最下方的外殼的下端部通過可拆卸的底盤封口，所述底盤朝向其所在外殼內(nèi)腔一側(cè)設(shè)置有彈簧片接頭II (34)，一導(dǎo)電桿(31)的一端接觸金屬圓盤II，所述導(dǎo)電桿(31)的另一端插入彈黃片插頭II (34)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的集成泄漏電流、脈沖電流測(cè)量功能的電網(wǎng)過電壓傳感器，其特征在于所述外殼之間以及外殼與底盤之間采用螺紋連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集成泄漏電流、脈沖電流測(cè)量功能的電網(wǎng)過電壓傳感器，其特征在于所述外殼I (I)的下端部為設(shè)置有內(nèi)螺紋的開口，所述外殼II (16)與外殼I連接的一端設(shè)置有與外殼I上的內(nèi)螺紋相適配的外螺紋，所述外殼II (16)的另一端設(shè)置有內(nèi)螺紋，所述外殼III (22)與外殼II相連接的上端部設(shè)置有與外殼II上的內(nèi)螺紋相適配的外螺紋，所述外殼III的下端部設(shè)置有內(nèi)螺紋，所述外殼I (I)、外殼II (16)和外殼III(22)上的內(nèi)螺紋規(guī)格相同，所述底盤上設(shè)置有與外殼I、II和III上的內(nèi)螺紋相適配的外螺紋。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的集成泄漏電流、脈沖電流測(cè)量功能的電網(wǎng)過電壓傳感器，其特征在于所述分壓電容(7)的數(shù)量為6個(gè)，分壓電阻(8)的數(shù)量為一個(gè)，匹配電阻(9)的數(shù)量為一個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的集成泄漏電流、脈沖電流測(cè)量功能的電網(wǎng)過電壓傳感器，其特征在于所述外殼I(I)為金屬或者鋼化玻璃殼體，厚度為3mnTl0mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的集成泄漏電流、脈沖電流測(cè)量功能的電網(wǎng)過電壓傳感器，其特征在于所述外殼II和外殼III為金屬或者鋼化玻璃殼體。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的集成泄漏電流、脈沖電流測(cè)量功能的電網(wǎng)過電壓傳感器，其特征在于所述繞組II匝數(shù)為IOOlOO匝，繞組III的匝數(shù)為1(T30匝。 ·
全文摘要
本發(fā)明公開了一種集成泄漏電流、脈沖電流測(cè)量功能的電網(wǎng)過電壓傳感器，包括電壓采集單元(A)、泄漏電流采集單元(B)和脈沖電流采集單元(C)，三部分均采用同軸圓柱形狀，按照從上到下的方式依次通過螺紋旋轉(zhuǎn)固定；本發(fā)明通過將泄漏電流、脈沖電流和過電壓測(cè)量單元三者集成在一起，極大地?cái)U(kuò)展了傳感器的應(yīng)用范圍，同時(shí)擴(kuò)展方便、安裝簡(jiǎn)單，能夠?qū)崿F(xiàn)多參量高精度、高靈敏度、高準(zhǔn)確度、高穩(wěn)定度的測(cè)量，以滿足后續(xù)過電壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的需要。
文檔編號(hào)G01R19/00GK102721855SQ201210181999
公開日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月5日
發(fā)明者司馬文霞, 周海, 唐魁, 曾華榮, 杜林 , 趙立進(jìn), 陳仕軍 申請(qǐng)人:貴州電力試驗(yàn)研究院