電子式電流電壓互感器的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種電子式電流電壓互感器，包括信號采集裝置、防護罩、設置于所述防護罩內的電導體、套裝于所述電導體的電感裝置、二次電容裝置及接地引線裝置，所述電導體與所述電感裝置同軸布置，且所述電感裝置包括設有安裝腔室的屏蔽殼體，所述二次電容裝置設置于所述安裝腔室內，所述接地引線裝置與所述屏蔽殼體、所述信號采集裝置均電性連接。可以實現同時對電流和電壓信號的采集測量，且上述互感器的結構緊湊、集成化高，功能一體化程度高，絕緣性能好且傳感穩定。
【專利說明】
電子式電流電壓互感器
技術領域
[0001] 本發明設及高壓測量裝置技術領域，尤其是設及一種電子式電流電壓互感器。
【背景技術】
[0002] 傳統的電流互感器包括線圈，線圈內含鐵忍，其通常根據測量數值的變化增加或 減小體積，并且存在磁飽與剩磁、測量范圍窄、損耗大、二次開路會產生過電壓、體積大、絕 緣復雜，已經不適應智能化變電站高標準，相應的，羅氏線圈、低功率線圈、光學線圈等技術 已經成熟，已經大量應用在智能化變電站中。同時電壓互感器也相應地存在剩磁、鐵磁諧 振、易飽和、測量范圍窄、絕緣結構復雜、體積大、重量大等諸多問題，故目前為了解決上述 單一性能的互感器存在的問題，會將上述兩種互感器集成為電流電壓互感器，其工作更加 可靠，信號采集更加精確，但存在集成化程度不高，傳感可靠性低、結構復雜且占用體積大、 W致不便于攜帶和安裝等問題。
【發明內容】
[0003] 基于此，本發明提供一種電子式電流電壓互感器，在于克服現有技術的缺陷，結構 集成化程度高、同時實現電流、電壓信號采集、絕緣可靠且結構簡。
[0004] 本發明的目的是運樣實現的：
[0005] -種電子式電流電壓互感器，包括信號采集裝置、防護罩、設置于所述防護罩內的 電導體、套裝于所述電導體的電感裝置、二次電容裝置及接地引線裝置，所述電導體與所述 電感裝置同軸布置，且所述電感裝置包括設有安裝腔室的屏蔽殼體，所述二次電容裝置設 置于所述安裝腔室內，所述接地引線裝置與所述屏蔽殼體、所述信號采集裝置均電性連接。
[0006] 進一步地，還包括絕緣介質，所述電導體和所述屏蔽殼體之間形成隔離腔室，所述 絕緣介質填充于所述隔離腔室內。
[0007] 進一步地，所述電感裝置還包括套裝于所述電導體上的電容環、繞裝于所述電容 環上的線圈組件，所述屏蔽殼體覆設于所述線圈組件上。
[000引進一步地，所述線圈組件包括第一線圈和第二線圈，所述第一線圈和所述第二線 圈并排布置。
[0009] 進一步地，所述二次電容裝置至少包括第一層印制板和第二層印制板，所述第一 層印制板短路連接于所述屏蔽殼體上，所述第二層印制板設置于所述第一層印制板上并與 地面連接。
[0010] 進一步地，還包括光學傳感器，所述光學傳感器設置于所述第一層印制板和所述 第二層印制板間。
[0011] 進一步地，還包括第=層印制板，所述光學傳感器包括第一光學傳感器和第二光 學傳感器，所述第一光學傳感器設置于所述第一層印制板和所述第二層印制板間，所述第 二光學光感器設置于所述第二層印制板和所述第=層印制板間。
[0012] 進一步地，還包括套裝于所述接地引線裝置外側的連接支撐機構，所述連接支撐 機構包括與所述防護罩配合連接的絕緣支架、與所述絕緣支架和所述屏蔽殼體均連接的連 接組件，所述連接組件包括法蘭、及均與所述法蘭配合連接的絕緣套和絕緣隔板。
[0013] 進一步地，還包括絕緣筒，所述絕緣筒套設于所述接地引線裝置的外側。
[0014] 進一步地，還包括復合絕緣架，所述復合絕緣架套裝于所述接地引線裝置的外側。
[0015] 本發明的有益效果在于：
[0016] 上述電子式電流電壓互感器通過將所述電感裝置套裝于所述電導體外側且同軸 布置，所述屏蔽殼體、所述電導體與所述二次電容裝置之間形成主次、二次電容，并通過所 述接地引線裝置與所述屏蔽殼體、所述信號采集裝置均電性連接，可W實現同時對電流和 電壓信號的采集測量，且上述互感器的結構緊湊、集成化高，功能一體化程度高，絕緣性能 好且傳感穩定。
【附圖說明】
[0017] 圖1為本發明實施例所述的電子式電流電壓互感器的結構示意圖；
[0018] 圖2為本發明實施例所述的電子式電流電壓互感器A處的局部放大圖；
[0019] 圖3為本發明實施例所述的電子式電流電壓互感器的電氣原理圖。
[0020] 附圖標記說明：
[0021] 100、信號采集裝置，200、防護罩，300、電導體，320、隔離腔室，400、電感裝置，420、 屏蔽殼體，422、安裝腔室，440、電容環，460、線圈組件，462、第一線圈，464、第二線圈，500、 二次電容裝置，520、第一層印制板，540、第二層印制板，600、接地引線裝置，700、絕緣介質， 800、連接支撐機構，820、絕緣支架，840、連接組件，842、法蘭，844、絕緣套，846、絕緣隔板， 900、絕緣筒，1000、復合絕緣架。
【具體實施方式】
[0022] 下面對本發明的實施例進行詳細說明：
[0023] 如圖1，圖2所示，一種電子式電流電壓互感器，包括信號采集裝置100、防護罩200、 設置于所述防護罩200內的電導體300、套裝于所述電導體300的電感裝置400、二次電容裝 置500及接地引線裝置600,所述電導體300與所述電感裝置400同軸布置，且所述電感裝置 400包括設有安裝腔室422的屏蔽殼體420,所述二次電容裝置500設置于所述安裝腔室422 內，所述接地引線裝置600與所述屏蔽殼體420、所述信號采集裝置100均電性連接。
[0024] 在本實施例中，所述防護罩200上開設有安裝孔，所述電導體300穿設于安裝孔內 并且兩端均伸出，W便于與驅動裝置連接實現持續轉動產生感應電流。優選所述電導體300 為空屯、棒體，不僅減輕裝置的整體重量、而且感應性能好、工作可靠。所述電感裝置400優選 為圓環結構，其套裝于所述電導體300的外側，還包括絕緣介質700,所述電導體300和所述 屏蔽殼體420之間形成隔離腔室320,所述絕緣介質700填充于所述隔離腔室320內。所述絕 緣介質700在本實施例中優選為SF6氣體，其充滿于電導體300和所述屏蔽殼體420之間，起 到良好的絕緣效果，防止高壓電弧擊傷設備，影響使用壽命。當然在其他實施例中上述絕緣 介質還可W是其他氣體。
[0025] 所述屏蔽殼體420、所述電導體300及所述防護罩200之間可W形成主電容，且布置 于所述屏蔽殼體420內的所述二次電容裝置500可W形成二次電容，由此形成電壓。如此，當 上述電子式電流電壓互感器工作時即可同時產生電流和電壓，通過所述信號采集裝置100 可同時對電流和電壓采集信號進行測量，工作效率高且可靠，同時上述互感器的結構緊湊， 集成化程度高，占用體積小，絕緣可靠。所述屏蔽殼體420包括殼體及填充于殼體內的環氧 樹脂絕緣材料，由此可W是屏蔽殼體420具備較高的經濟性的前提下還具有優良的絕緣性 能。所述接地引線裝置600包括高屏蔽導線及接地引線管，高屏蔽導線設置于接地引線管內 從而起到保護作用，所述信號采集裝置包括設置于地面上的箱體，及設置于箱體內的采集 器，將信號引至采集器里(采集器地電位供電方式），采集器對羅氏線圈或串聯電容的微分 信號采樣，雙A/D處理、積分、還原遵循智能變電站通信規約并通過一定算法轉成FF3、并W 光信號發送至合并單元。
[00%] 此外，所述電感裝置400還包括套裝于所述電導體300上的電容環440、繞裝于所述 電容環440上的線圈組件460,所述屏蔽殼體420覆設于所述線圈組件460上。所述電容環440 為圓筒形殼體，其可作為所述線圈組件460的載體，所述屏蔽殼體420完全覆設于所述線圈 組件460上，由此形成結構緊湊、工作可靠的電流感應裝置，當所述電導體300相對所述電感 裝置400轉動時，即可通過切割磁感線產生穩定且持續的感應電流，確保本裝置的工作可 靠。
[0027] 進一步地，所述線圈組件460包括第一線圈462和第二線圈464,所述第一線圈462 和所述第二線圈464并排布置。在本實施例中所述第一線圈462為羅氏線圈，所述第二線圈 464為低頻感應線圈，由于羅氏線圈具有量程大、高頻特性好但需要積分移相、精度較差的 特點，低頻感應線圈具有高精度、零負載及零移相的特點，因此將羅氏線圈和低頻感應線圈 結合使用可W充分利用兩種線圈的優點，使得量程變大、測量精度變高，提高工作的可靠 性。
[002引如圖3所示，所述二次電容裝置500至少包括第一層印制板520和第二層印制板 540,所述第一層印制板520短路連接于所述屏蔽殼體420上，所述第二層印制板540設置于 所述第一層印制板520上并與地面連接。所述第一層印制板520與所述屏蔽殼體420短路連 接，可W有效地將感應電流和電壓通過所述接地引線裝置600傳遞給所述信號采集裝置100 進行測量，此外通過所述第二層印制板540接地，又可W及時將富余的感應電流及時排入地 面，避免裝置本體帶電，存在設備和人身傷害的隱患，提高工作的安全性。
[0029] 所述屏蔽殼體420與兩個相互獨立印制板固定的一面短路連接，印制板兩個面之 間分別構成扇形電容C2、C2/，另兩個印制板分別于與固定在所述屏蔽殼體420上的印制板 獨立的兩個面短路連接，另兩個獨立面短路接地，分別構成壓扇形同軸電容C3、C3/在設計 上另各個電容值相等；
[0030] 旨p，C2 = C2'=C3 = C3'。
[0031] 根據電氣原理圖3所示，變比kl、k2,為：
[0032]
[0033]
[0034]
[0035]
[0036]
[0037] 其中，e〇為相對真空的介電常數;Er為介電常數;S為覆銅板一面的面積;d為覆銅板 厚度；
[003引 由于Cl=Ch=C2 = C2' =C3 = C3'均可求出，輸出值U0 = U'0,匹配電阻R = R'可求。
[0039] 此外，上述電子式電流電壓互感器還包括光學傳感器（圖中未示出），所述光學傳 感器設置于所述第一層印制板520和所述第二層印制板540間。通過設置所述光學傳感器可 W精確、有效的檢測產生的感應電壓，并傳輸給所述信號采集裝置100用于測量，提高了本 裝置的工作可靠性和測量精度。
[0040] 進一步地，上電子式電流電壓互感器還包括第=層印制板，所述光學傳感器包括 第一光學傳感器和第二光學傳感器，所述第一光學傳感器設置于所述第一層印制板520和 所述第二層印制板540間，所述第二光學光感器設置于所述第二層印制板540和所述第=層 印制板間。上述裝配結構可W避免其中一個傳感器損壞或失效時，另一個傳感器還能夠確 保裝置的正常工作，提高了裝置工作的可靠性。
[0041] 此外，上述電子式電流電壓互感器還包括套裝于所述接地引線裝置600外側的連 接支撐機構800,所述連接支撐機構800包括與所述防護罩200配合連接的絕緣支架820、與 所述絕緣支架820和所述屏蔽殼體420均連接的連接組件840,所述連接組件840包括法蘭 842、及均與所述法蘭842配合連接的絕緣套844和絕緣隔板846。所述屏蔽殼體420通過法蘭 842與所述連接支撐機構800連接，裝拆方便，連接方式簡單可靠，同時兩者通過螺栓連接固 定，在螺栓上套裝所述絕緣套844，并在絕緣套844和法蘭842之間設置所述絕緣隔板846，可 W進一步隔離感應電流傳導至裝置本體上W避免造成安全隱患，從而進一步提高安全性和 可靠性，確保設備和人員安全。
[0042] 進一步地，上述電子式電流電壓互感器還包括絕緣筒900,所述絕緣筒900套設于 所述接地引線裝置600的外側。所述絕緣筒900為貫穿的筒體，由環氧樹脂等絕緣材料制作， 其一端固定于所述連接支撐機構800上，并套裝于所述接地引線裝置600外部，可W起到良 好的絕緣屏蔽效果，確保良好的安全性。另外，本實施例中上述電子式電流電壓互感器還包 括復合絕緣架1000,所述復合絕緣架套裝于所述接地引線裝置600的外側。所述復合絕緣架 1000為筒體，其套裝于所述絕緣筒900和所述接地引線裝置600外側，并與所述信號采集裝 置100連接固定，由此可W形成封閉牢固的裝置外殼，不僅可W起到良好的屏蔽絕緣作用， 確保裝置的工作可靠，同時還能起到對引線起到保護作用，防灰防水。
[0043] W上所述實施例的各技術特征可W進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實 施例中的各個技術特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要運些技術特征的組合不存 在矛盾，都應當認為是本說明書記載的范圍。
[0044] W上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并 不能因此而理解為對發明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來 說，在不脫離本發明構思的前提下，還可W做出若干變形和改進，運些都屬于本發明的保護 范圍。因此，本發明專利的保護范圍應W所附權利要求為準。
【主權項】
1. 一種電子式電流電壓互感器，其特征在于，包括信號采集裝置、防護罩、設置于所述 防護罩內的電導體、套裝于所述電導體的電感裝置、二次電容裝置及接地引線裝置，所述電 導體與所述電感裝置同軸布置，且所述電感裝置包括設有安裝腔室的屏蔽殼體，所述二次 電容裝置設置于所述安裝腔室內，所述接地引線裝置與所述屏蔽殼體、所述信號采集裝置 均電性連接。2. 根據權利要求1所述的電子式電流電壓互感器，其特征在于，還包括絕緣介質，所述 電導體和所述屏蔽殼體之間形成隔離腔室，所述絕緣介質填充于所述隔離腔室內。3. 根據權利要求1所述的電子式電流電壓互感器，其特征在于，所述電感裝置還包括套 裝于所述電導體上的電容環、繞裝于所述電容環上的線圈組件，所述屏蔽殼體覆設于所述 線圈組件上。4. 根據權利要求3所述的電子式電流電壓互感器，其特征在于，所述線圈組件包括第一 線圈和第二線圈，所述第一線圈和所述第二線圈并排布置。5. 根據權利要求1所述的電子式電流電壓互感器，其特征在于，所述二次電容裝置至少 包括第一層印制板和第二層印制板，所述第一層印制板短路連接于所述屏蔽殼體上，所述 第二層印制板設置于所述第一層印制板上并與地面連接。6. 根據權利要求5所述的電子式電流電壓互感器，其特征在于，還包括光學傳感器，所 述光學傳感器設置于所述第一層印制板和所述第二層印制板間。7. 根據權利要求6所述的電子式電流電壓互感器，其特征在于，還包括第三層印制板， 所述光學傳感器包括第一光學傳感器和第二光學傳感器，所述第一光學傳感器設置于所述 第一層印制板和所述第二層印制板間，所述第二光學光感器設置于所述第二層印制板和所 述第三層印制板間。8. 根據權利要求1所述的電子式電流電壓互感器，其特征在于，還包括套裝于所述接地 引線裝置外側的連接支撐機構，所述連接支撐機構包括與所述防護罩配合連接的絕緣支 架、與所述絕緣支架和所述屏蔽殼體均連接的連接組件，所述連接組件包括法蘭、及均與所 述法蘭配合連接的絕緣套和絕緣隔板。9. 根據權利要求8所述的電子式電流電壓互感器，其特征在于，還包括絕緣筒，所述絕 緣筒套設于所述接地引線裝置的外側。10. 根據權利要求8或9所述的電子式電流電壓互感器，其特征在于，還包括復合絕緣 架，所述復合絕緣架套裝于所述接地引線裝置的外側。
【文檔編號】H01F27/40GK106098348SQ201610393479
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月3日 公開號201610393479.9, CN 106098348 A, CN 106098348A, CN 201610393479, CN-A-106098348, CN106098348 A, CN106098348A, CN201610393479, CN201610393479.9
【發明人】蔣愈勇, 郭曉斌, 許愛東, 陳波, 陳浩敏, 姚浩, 習偉, 蔡田田, 王建邦, 劉洋, 劉偉, 管琦, 周柯, 李文偉, 徐長寶, 王宇, 陳絡祺
【申請人】中國南方電網有限責任公司電網技術研究中心, 南方電網科學研究院有限責任公司, 四方繼保（武漢）軟件有限公司, 廣西電網有限責任公司電力科學研究院, 貴州電網有限責任公司電力科學研究院