專利名稱：一種電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于測(cè)定通過(guò)線路向負(fù)載供電的特性的電路。具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種用于檢測(cè)和測(cè)量線路電位的電路，以便一旦測(cè)定出線路中流過(guò)的電流，就能夠得到加到負(fù)載上的實(shí)時(shí)功率指示，并且能夠?yàn)榱顺玫焦β蕼y(cè)量值以外其它的目的，例如實(shí)時(shí)保護(hù)、測(cè)量或故障判斷等目的，對(duì)實(shí)時(shí)電壓和電流信號(hào)進(jìn)行處理。
下面將舉例說(shuō)明本發(fā)明，這些實(shí)施例涉及三相斷路器，具體地說(shuō)就是涉及斷路器。應(yīng)該能夠理解，本說(shuō)明書中僅是通過(guò)舉例進(jìn)行說(shuō)明，而本發(fā)明的電路也可以有效地用于其它用途，以及其它斷路器或開(kāi)關(guān)。
某些斷路器一般可以設(shè)置在外殼中，該外殼可以是桿裝式的。外殼中充滿具有良好電氣絕緣性能的六氟化硫氣體(SF6)。為了便于操作，通常裝在桿下部的桿裝通信箱中裝有操作員控制盤和微電子裝置。通信箱具有保護(hù)功能，并且能夠控制和監(jiān)測(cè)斷路器。通過(guò)非可插式控制電纜把通信箱連接到斷路器上。斷路器和通信箱一起構(gòu)成遙控和遠(yuǎn)距離監(jiān)測(cè)桿裝式斷路器(或自動(dòng)重合開(kāi)關(guān))。通過(guò)閉合螺線管，由來(lái)自通信箱中儲(chǔ)能電容器的電流控制脈沖控制，使斷路器閉合。這就導(dǎo)致吸引操縱板，該操縱板又通過(guò)該板與真空斷路器之間延伸的推桿，使真空斷路器中的觸點(diǎn)閉合。通過(guò)設(shè)置在脫扣棒上的鎖閂，使觸點(diǎn)保持在閉合位置。通過(guò)脫扣線圈，釋放來(lái)自電容器的電流控制脈沖，使觸點(diǎn)斷開(kāi)。脫扣線圈吸引脫扣銜鐵棒，脫扣銜鐵棒轉(zhuǎn)動(dòng)脫扣棒，并使鎖閂釋放。斷開(kāi)彈簧和觸點(diǎn)壓力彈簧促進(jìn)真空斷路器中觸點(diǎn)的斷開(kāi)動(dòng)作。
通過(guò)外殼并延伸到外殼中的絕緣套管使線路導(dǎo)線和電路導(dǎo)線與外殼絕緣，該絕緣套管使線路導(dǎo)線能夠進(jìn)入外殼，并使電路導(dǎo)線能夠連接到真空斷路器的一端。在絕緣套管附近，環(huán)繞每個(gè)電路導(dǎo)線都設(shè)置了電流互感器。該電流互感器能夠檢測(cè)電路導(dǎo)線中的電流。對(duì)每個(gè)電路導(dǎo)線都設(shè)置了相應(yīng)的電流互感器。
在過(guò)去的實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)每相電路還要包括一個(gè)電壓互感器，以便能夠測(cè)定相電壓，并且能夠經(jīng)由所測(cè)量的電路導(dǎo)線把功率加到負(fù)載上。即使對(duì)低壓來(lái)說(shuō)，必要的電壓互感器也是昂貴的。在用于中壓至高壓的斷路器的情況下，這個(gè)問(wèn)題就尤其嚴(yán)重。
本發(fā)明的目的是通過(guò)提供另一種可以采用的檢測(cè)和測(cè)量相電壓的方案，至少減小公知斷路器或開(kāi)關(guān)的缺點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的一種方案，提供一種用于測(cè)定通過(guò)至少控制一相電路的斷路器或開(kāi)關(guān)加到負(fù)載上的電功率的電路，斷路器或開(kāi)關(guān)具有連接到其上的至少一個(gè)線路導(dǎo)線，線路導(dǎo)線通過(guò)絕緣套管延伸，至少一個(gè)負(fù)載導(dǎo)線可以連接到斷路器或開(kāi)產(chǎn)上，負(fù)載導(dǎo)線通過(guò)絕緣套管延伸，在電路中為負(fù)載導(dǎo)線設(shè)置的所述絕緣套管中的至少一個(gè)絕緣套管具有導(dǎo)電屏蔽體，導(dǎo)線通過(guò)導(dǎo)電屏蔽體延伸，用制造絕緣套管材料把導(dǎo)電屏蔽體與導(dǎo)線分隔開(kāi)，屏蔽體和導(dǎo)線構(gòu)成耦合電容器，相應(yīng)的第二電容器與每個(gè)所述耦合電容器串聯(lián)連接，所述電容器構(gòu)成提供表示線路電壓信號(hào)的電容電壓分壓器網(wǎng)絡(luò)，為該相電路設(shè)置的電流互感器用于提供電流信號(hào)，處理器電路用于接收來(lái)自電流互感器的輸出信號(hào)以及電壓信號(hào)，并且用于提供加到負(fù)載上的電流、電壓和功率的實(shí)時(shí)指示。
應(yīng)該能夠理解，斷路器或開(kāi)關(guān)可以是單相斷路器或開(kāi)關(guān)，也可以是多相(兩相或多相)斷路器或開(kāi)關(guān)。在多于一相的情況下，對(duì)于每相都重復(fù)地采用上述電路配置，導(dǎo)致對(duì)于每相都能得到電壓和電流信號(hào)，并把這些電路配置連接到公用處理器電路上。
下面的具體說(shuō)明是用于多相斷路器或開(kāi)關(guān)的情況，但是不應(yīng)把本發(fā)明僅局限于這些具體說(shuō)明的情況，本發(fā)明也可以用于單相斷路器或開(kāi)關(guān)。
應(yīng)該能夠理解，電流互感器可以設(shè)置在從斷路器延伸的線路導(dǎo)線上或負(fù)載導(dǎo)線上。優(yōu)選的方案是把電流互感器設(shè)置在負(fù)載導(dǎo)線上。
具有屏蔽體的絕緣套管可以是為線路導(dǎo)線設(shè)置的絕緣套管，或者為負(fù)載導(dǎo)線設(shè)置的絕緣套管，所述的屏蔽體構(gòu)成分壓器網(wǎng)絡(luò)兩個(gè)串聯(lián)電容器之中的那個(gè)耦合電容器。優(yōu)選的方案是在為負(fù)載導(dǎo)體設(shè)置的絕緣套管中的屏蔽體用于構(gòu)成耦合電容器。
耦合電容器可以具有任何適當(dāng)?shù)碾娙葜?。?yōu)選的方案是耦合電容器為大約30微微法(PF)。
處理器電路包括模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(A/D轉(zhuǎn)換器)，用于使接收的來(lái)自串聯(lián)連接耦合電容器的分壓信號(hào)以及電流信號(hào)數(shù)字化。A/D轉(zhuǎn)換器可以以任何適當(dāng)?shù)娜铀俾蕦?duì)電壓和電流信號(hào)進(jìn)行取樣。優(yōu)選的方案是以大約二十倍于供電頻率的速率進(jìn)行取樣。
處理器電路還將電流信號(hào)與電壓信號(hào)相乘，以便得到由連接到每個(gè)電路導(dǎo)線上的負(fù)載消耗的功率指示信號(hào)，或者能對(duì)電壓和電流信號(hào)為其它目的功率進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。處理器電路可以包括用于存儲(chǔ)表示由每個(gè)負(fù)載消耗的以及電壓和電流信號(hào)的信息的存儲(chǔ)器，處理器電路還可以具有顯示信息的顯示器。
下面將參照附圖舉例說(shuō)明本發(fā)明的特定優(yōu)選實(shí)施例。


圖1是斷路器的橫斷面視圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電路示意圖。
圖1示出了具有外殼1的桿裝式斷路器。板2上裝有閉合螺線管3和觸點(diǎn)推桿4。桿4延伸到具有觸點(diǎn)21的真空斷路器5中。鎖閂18從板2延伸，并與脫扣棒17接合。通過(guò)脫扣線圈15使脫扣銜鐵16移動(dòng)。斷開(kāi)彈簧19對(duì)觸點(diǎn)21朝斷開(kāi)位置施加偏壓。線路導(dǎo)線和負(fù)載導(dǎo)線11穿過(guò)絕緣套管延伸到外殼1中。為每個(gè)負(fù)載導(dǎo)線設(shè)置了電流互感器7，其位置靠近絕緣套管9。在該圖中示出了電壓互感器8。采用本發(fā)明的電路可以省去該互感器。圖中撓性連接6在線路導(dǎo)線與真空斷路器之間延伸。桿4裝在觸點(diǎn)壓力彈簧20上。避雷器14裝在外殼1上。
開(kāi)關(guān)電纜入口模件12裝在外殼1中。蓋13蓋住電纜22的整個(gè)入口處。
為負(fù)載導(dǎo)線設(shè)置的絕緣套管9具有嵌在其中的導(dǎo)電屏蔽體，在圖2中清楚地示出，在該屏蔽體與本發(fā)明電路的其余部分之間存在電氣上的連接。
圖2示出了導(dǎo)線30穿過(guò)嵌在圖1所示一個(gè)絕緣套管9之中的導(dǎo)電屏蔽體31。該屏蔽體與導(dǎo)線30一起構(gòu)成電容器，用絕緣套管的材料作為該電容器的介電體。上述電容器與電容器32串聯(lián)構(gòu)成分壓器網(wǎng)絡(luò)。這樣對(duì)于處理器電路33就能夠得到表示線路電壓的信號(hào)V。斷路器的觸點(diǎn)用附圖標(biāo)記34示出。電流互感器35對(duì)電路33提供電流信號(hào)I。導(dǎo)線36從斷路器中延伸出去。導(dǎo)線30和36分別可以是線路或負(fù)載導(dǎo)線。顯然在圖中僅示出了對(duì)一相電路的連接。對(duì)于其它各相采用相同的連接。
處理器電路33包括A/D轉(zhuǎn)換器、微處理器、存儲(chǔ)器和顯示器，或者還包括某些其它用于存取由微處理器得到的信息的裝置。
除了為得到功率的實(shí)時(shí)測(cè)量值對(duì)電流和電壓信號(hào)進(jìn)行處理之外，還可以為了其它目的對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行處理，例如實(shí)時(shí)保護(hù)、測(cè)量或故障判斷等目的。
通過(guò)采用絕緣套管中的屏蔽體31作為電容電壓分壓網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)電容器，在不用為得到計(jì)算功率所需電壓信號(hào)的昂貴電壓互感器的情況下，使用本發(fā)明的電路就能夠測(cè)定實(shí)時(shí)電力消耗量。
權(quán)利要求
1.一種電路，用于測(cè)定通過(guò)至少控制一相電路的斷路器或開(kāi)關(guān)加到負(fù)載上的電功率，斷路器或開(kāi)關(guān)具有連接到其上的至少一個(gè)線路導(dǎo)線，線路導(dǎo)線通過(guò)絕緣套管延伸，至少一個(gè)負(fù)載導(dǎo)線可以連接到斷路器或開(kāi)關(guān)上，負(fù)載導(dǎo)線通過(guò)絕緣套管延伸，在電路中為負(fù)載導(dǎo)線設(shè)置的所述絕緣套管中的至少一個(gè)絕緣套管具有導(dǎo)電屏蔽體，導(dǎo)線通過(guò)導(dǎo)電屏蔽體延伸，用制造絕緣套管的材料把導(dǎo)電屏蔽體與導(dǎo)線分隔開(kāi)，屏蔽體和導(dǎo)線構(gòu)成耦合電容器，相應(yīng)的第二電容器與每個(gè)所述耦合電容器串聯(lián)連接，所述電容器構(gòu)成提供表示線路電壓信號(hào)的電容電壓分壓器網(wǎng)絡(luò)，為該相電路設(shè)置的電流互感器用于提供電流信號(hào)，處理器電路用于接收來(lái)自電流互感器的輸出信號(hào)以及電壓信號(hào)，并且用于提供加到負(fù)載上的電流、電壓和功率的實(shí)時(shí)指示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于斷路器或開(kāi)關(guān)控制兩相電路，并且有三個(gè)線路導(dǎo)線連接到其上，這三個(gè)線路導(dǎo)線通過(guò)相應(yīng)的所述絕緣套管延伸，兩個(gè)負(fù)載導(dǎo)線連接到斷路器或開(kāi)關(guān)上，負(fù)載導(dǎo)線通過(guò)相應(yīng)的所述絕緣套管延伸，在電路中為每個(gè)所述負(fù)載導(dǎo)線設(shè)置的絕緣套管中的至少一個(gè)絕緣套管具有導(dǎo)電屏蔽體，相應(yīng)的所述導(dǎo)線通過(guò)導(dǎo)電屏蔽體延伸，用制造絕緣套管的材料把導(dǎo)電屏蔽體與導(dǎo)線分隔開(kāi)，每個(gè)所述屏蔽體和相應(yīng)的所述導(dǎo)線構(gòu)成耦合電容器，相應(yīng)的第二電容器與每個(gè)所述耦合電容器串聯(lián)連接，并構(gòu)成電容電壓分壓器網(wǎng)絡(luò)，其中每個(gè)網(wǎng)絡(luò)都提供表示電壓的信號(hào)，為所述每相電路設(shè)置相應(yīng)的所述電流互感器用于提供相應(yīng)的所述電流信號(hào)，處理器電路用于接收來(lái)自每個(gè)所述電流互感器的輸出信號(hào)和來(lái)自每個(gè)所述分壓器網(wǎng)絡(luò)的電壓信號(hào)，并且用于提供加到負(fù)載上的電流、電壓和功率的實(shí)時(shí)指示。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于具有屏蔽體的絕緣套管設(shè)置在負(fù)載導(dǎo)線上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路，其特征在于具有屏蔽體的絕緣套管設(shè)置在負(fù)載導(dǎo)線上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于耦合電容器具有大約30微微法的電容值。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路，其特征在于耦合電容器具有大約30微微法的電容值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電路，其特征在于處理器電路包括模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器、乘法器電路和存儲(chǔ)器。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種電路，用于測(cè)定通過(guò)斷路器加到負(fù)載上的功率。該電路包括為導(dǎo)體(30)設(shè)置的具有屏蔽體(31)的絕緣套管，構(gòu)成電容分壓器絡(luò)一部分的電容器(32)，電流互感器(35)，以及接收分壓降壓信號(hào)(V)和來(lái)自互感器(35)的電流信號(hào)(I)的處理器電路(33)，用于提供加到負(fù)載上的電流、電壓和功率的實(shí)時(shí)指示。
文檔編號(hào)G01R15/16GK1087998SQ93119279
公開(kāi)日1994年6月15日 申請(qǐng)日期1993年9月14日 優(yōu)先權(quán)日1992年9月14日
發(fā)明者G·J·能恩, D·R·默里 申請(qǐng)人:紐-列克有限公司