测量电力线特性的测量系统技术方案

一种由电线杆（２８）支承的测量电力线（４４）的至少一个特性的系统和方法，它包括一个具有与电线杆（２８）相连的第一端和适于连接一个传感器（５０）的第二端的针（４０），其中传感器（５０）测量电力线（４４）的至少一个特性。传感件紧靠着导体（４４）的部分将传感器（５０）陷入靠近载流导体（４４）的强磁场中，从而保证了低成本但精确的电流测量。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
专利技术所属
总体来说，本专利技术涉及配电系统。确切地说，本专利技术涉及用于测定电力线特性的传感器和系统。现代化的配电网一般采用电能控制中心来监视和调节电网工作。尽管这些中心在技术上很先进，但其经济和安全的基本控制目的仍和原来一样。经济目的是要尽可能地降低供电成本。安全目的是对可靠性和服务质量的要求尽可能地低。电厂需要测量电线电压和电流以便进行自动化的用户记帐、负载和可靠性监视以及系统实时控制。过去，精度不超过0.3％的电流测量被用于用户记帐，而精度更差的测量(1％-10％)足以满足其它功能如错误隔离和系统控制。但是，过去，许多电力设施通常采用高精度的且很昂贵的电流互感器或电压互感器来进行需要严格精度的测量以及支持象错误隔离这样不太需要精确的测量。配电线必须被切断以适应传统电流互感器的安装，这加剧了系统低效，并且这种工作在大多数情况下是高劳动强度的。近年来，在配电设备中以1％-10％的精度测量电压和电流的成本降低了。目前，包括一个永远埋在绝缘子中的敏感元件的电线杆电流传感器被用作便宜且易安装的电流互感器的替代品。其它一些电流传感器被连接在高电势点上，但输出信号必须与高电压分开。通常，这是通过无线电通信或光纤通信来进行的。还存在着经济的暂用电流传感器，它与电线杆固定到位或者被简单地悬挂在电力线上。大多数新型测量仪器的安装时间和劳动力比安装电流互感器的时间和劳动力低。但是，电厂工人非常熟悉传统的电流互感器并且在工厂中采用新型仪器是逐步推广的。因此，提供一种紧凑且轻型的传感器将是有利的，它测量悬空电力线的至少一个工作特性并且可以被轻松地安装到电力线上和从上面拆下来。传感器应最好适应于生产经济性并且它是耐用的，以便降低工作成本和维修成本。在本专利技术的另一个方面中，一种由电线杆支承的测量电力线的至少一个特性的方法包括使一个传感器与一个针的第一端相连，将一个绝缘子连接到该针的第一端上；将该针的第二端连接到电线杆上；将电力线连接到绝缘子上；测量该电力线的特性。图面简介参见以下说明、所附权利要求书和附图，将更好地理解本专利技术的这些和其它特征、方案以及优点。附图说明图1是配电系统的系统分级图，三相电力线由装有传感器的针形绝缘子支承，所述传感器把信息传给控制器壳以便进行处理和显示。图2是装在被用于支承电力线的针形绝缘子中的优选电流传感器的透视图。图3是用防水塞盛装电流传感器以使电流传感器与控制器电连接的优选针的局部横剖透视图。图4是针形绝缘子的横截面图，它包括由被涂到绝缘子上表面和螺纹孔中的半导体釉形成的电容器，它与用于测量电力线上电压的电压传感器的导电体相连。图4A是图4的电压传感器的分压电路的实施例的示意图。图5是被整装入针型绝缘子针中的组合式电压/电流传感器横截面图。图6是一个与被整装入针型绝缘子针中的电流传感器组合的替换型电压传感器的横截面图。图7是另一个与被整装入针型绝缘子针中的电流传感器组合的电压传感器的横截面图。专利技术的具体说明在本专利技术的一个优选实施例中，传感器被用于连接悬空电源线以帮助各种功能的实现，例如跟踪用户使用、监视系统负载及可靠性以及给系统控制提供数据。参见图1，在电力传输和分配领域中，发电系统产生电力，而电力经过高电压交流三相电线(20，22，24)构成的高压输电网进行传送。如ANSI C29.5、C29.6标准所规定的针形绝缘子26(a)、26(b)、26(c)(以下称为针形绝缘子)作为用于支承和绝缘高压(4千伏-69千伏)电线20、22、24的标准绝缘子正得到广泛承认。本专利技术的一个优选实施例将传感器加入支承针形绝缘子26中。可在商业上获得的针形绝缘子26为传感器(未表示)和位于其下的信号线提供绝缘和保护。整个装置被固定在木质横臂或电线杆架28上。传感器测量悬空电力线的至少一个工作特性并且通过一根外部电线32把该特性输出到一个位于电线杆底座上的控制器外壳30中。该特性可能与电线上的电流或电压的任何方面或电线的任何其它特性有关。控制器外壳30最好装有控制器34，用于接收来自传感器输出并将所接收的电力线特性传给远方终端器36。远方终端器36最好与一台位于控制器外壳30中的无线电相连，它与位于控制器外壳30外的天线38相连以便通过RF无线电信号把由传感器发出的与电力线特性有关数据传给遥控站(未示出)。此外，远方终端器36可以接收来自远方地面监控站(未示出)的控制或重新编程信号。控制器34可以根据来自控制站的命令被用于遥遥地校准传感器或者就地在控制器34上校准传感器。参见图2，针形绝缘子26组件包括一个用于支承绝缘子42并将针形绝缘子26固定在木质横臂28或电线杆安装架上的标准针40。针40和绝缘子42最好符合各种标准规定的要求如ANSI C29.5、C29.6，其内容就象已充分说明了那样地在这里作为参考引入。在优选实施例中，在供导电体44下方，针41的顶面为5/8″-2″。针41的顶面通过工业标准绝缘子42与导体44分开，所述绝缘子最好被拧到针40上。一根系线46最好把导体44绑到绝缘子42上。本领域普通技术人员将认识到，本专利技术可以适用于任何针型绝缘子组件，其中包括根据各种国际标准(如英国标准B.S.137-1960)制造的组件。因此，优选的针型绝缘子只是示范性的，而不是限制条件。绝缘子42最好是商业级湿法陶瓷。围绕导体44与绝缘子42界面的电场很强，这可能导致电晕放电。因此，示范绝缘子42的上部和针孔螺纹孔48最好涂有半导体釉以便将无线电干扰减到最小。根据应用标准，优选的针40应该是1″或1又3/8″直径的。针40的螺纹线最好符合用于1″或1又3/8″直径螺纹针的ANSI C29.5、C29.6，对于美国家庭应用来说，它最好每英寸具有四个螺纹。针体40最好由铝铸件制成。铝铸件最好带孔以便使内部与针40电连接。本领域普通技术人员将认识到，本专利技术可以适应于各种针特性，因而优选的针特性是示范性的，而不是限制条件。在优选实施例中，最靠近导体44的针41顶面带有凹槽以便容纳电流传感器50。受保护的针40顶面接近高压导体44的部分将电力传感器50陷入了由载流高压导体44产生的强磁场中。有利的是，高压导体44不必为安装而进行切割，如果必要，可以轻松地使标准绝缘子44适应于维持或升级为高压导体44。参见图3，最好在多个位置上对针40底部进行机加工。示范针40最好紧接在针头下具有一个螺纹孔51。两侧有螺纹的支承杆52随后被拧入针40中。支承杆52随后可以穿过木质横臂28并通过一个平垫圈54、一个锁紧垫片和一个螺母56(见图2)被固定住。在示范实施例中，支承杆52最好对准针40头部以使从针形绝缘子26到横臂28(见图2)的负载传输达到最佳。支承杆52最好是镀锌钢并且是约5/8″粗细的。此外，被拧入针40中的支承杆52端部最好是30°-60°的斜切面。本领域普通技术人员将认识到，针形绝缘子26可以通过各种方式被固定在木质横臂28上，其中例如包括夹具、铆钉、系卷或其它任何适用方式。因此，示范的支承杆是一个例子，而不是限制条件。在示范实施例中，电流传感器50最好是一个可编程的增益线性霍耳效应传感器，如由微电子集成系统(位于Webster，MA)制造的MLX90215。霍耳效应传感器的核心是霍耳效应元件。当磁场位于霍耳效本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由电线杆支承的用于测量电力线特性的测量系统，它包括：一个具有与电线杆相连的第一端和适于连接一个传感器的针，其中该传感器测量电力线的至少一个特性；一个与该针的第二端相连的绝缘子，其中所述电力线由所述绝缘子支承。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：基思E林赛，理查德J谢尔基，
申请(专利权)人：林赛制造公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]