高压电流电压传感器制造技术

本实用新型专利技术属于电工技术领域。电流互感器的初级为高压母线，其次级输出电流经整流和控制电路向贮电池充电做为高压端的电源，高压端电平的零点接在高压母线上，用罗柯夫斯基线圈获取电流信号，用阻容分压器获取电压信号，信号电压经放大后进行串行Ａ／Ｄ转换变成数字量，再经光电转换变成光信号，光信号经真空管传给低压端，在低压端再由光敏管转换成电信号，此信号经长线器传给计算机。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电工
计算机技术已在电力系统得到广泛的应用，迫切需要新型的高压电流电压传感器来取代现在使用的电压互感器和电流互感器，新型传感器必须具有如下特点①重量轻、造价低、安全可靠。②与计算机接口方便。③量程宽、频率特性好；目前虽然有不少报导论及新型传感器，但由于工艺尚未成熟而未能推广使用。本技术的目的是提供一种适用于高压电网的电流电压传感器，重量轻、造价低、安全可靠，与计算机接口方便，量程宽，频率特性好。本技术的目的是这样实现的用一个电流互感器，其初级为高压母线，其次级输出的电流经整流和控制电路向贮电池充电做为高压端的电源，高压端仪器的零点接在高压母线上，用罗柯夫斯基线圈获取电流信号，用阻容分压器获取电压信号，信号电压经放大后进行串行A/D转换，变成数字量，此数字信号由红外发光二极管变成光脉冲信号，光信号经过有机玻璃管制成的真空管传给低压端，在低压端由光敏管把光信号转换成电信号，此信号经长线器传给计算机。由于采用上述方案，高压端的电信号通过光来传递，高压端仪器零点与高压母线等电位，使得传感器体积小、重量轻、安全可靠，高压端贮电池的电能不断从高压母线上得到补充，使此传感器经久耐用。样机在10KV电网试用6个月，工作稳定可靠。以下结合附图和实施例对本技术进一步说明。附图说明图1是本技术结构方框图。图2是高压端电源电路原理图。图3是信号电路原理图。图4是信号接收电路原理图。图5是计算机接口电路。图1给出本技术一相传感器结构的方框图，一套完整的传感器应包括A、B、C三相，其他两相的传感器结构与图1相同；图1中包括6个单元电路；单元电路E是高压端电源电路，单元电路H是信号电路，单元电路L是低压端信号接收电路，单元电路P是计算机接口电路，单元电路PC是三相公用的计算机，单元电路W1是三相公用的低压端电源电路；在高压端获得的电流电压信号经过H单元电路处理变成数字量，由4个红外发光二极管变成光脉冲信号，图中DL是四个用有机玻璃制作的真空管，DL的长度可根据绝缘要求制成1～1 5米，发光管和光敏管密封在DL的两端，光信号经过DL传给低压端，由光敏管变成电脉冲信号，经过长线电缆把电信号传给单元电路P，再由单元电路P把信号传给计算机；图1中AA′是高压母线，A是输入端，A′是输出端，电压信号通过阻容分压获得，电阻Ra与电容器Ca并联，其一端接在H单元电路的X3点，另一端接在X4点，X3接在A上，高压电阻Rb一端接在H单元电路X4点，另一端接地线，电阻Rb可用多个电阻串联，把Rb置于环氧玻璃管中，并在管中充满环氧树脂，高压母线对地的电压是U，信号电压VX＝URa/(Ra+Rb)，选取Ra、Rb的值，使VX≈1V，用C0表示Rb的分布电容，选取Ca，使Ra Ca＝RbC0，由于分布电容C0不易计算，需多次调整Ca的值；为使频率特性好，量程宽，采用罗柯夫斯基线圈RC获取电流信号，RC的初级是单匝高压母线AA′，RC的次级绕组的两个接线端分别接在H单元电路的在X1和X2点上；4个红外发光二极管VHF VHS VHI和VHV的负极分别接在单元电路H的d1d3d5和d7点上，其正极分别接在d2、d4、d6和d8点上；单元电路H的4个电源接线端O1、+U2、-U1和+U1分别接在单元电路E的同名接线端上；图1中CT是电流互感器，初级是单匝高压母线，次级绕组接在单元电路E的接线端y1和y2上，其磁芯由矽钢片制作，次级绕组的匝数应保证在高压母线流过额定电流时，次级电流≈1A，由于单元电路H和E的零电平接在高压母线上，CT可不必考虑耐压问题，CT的容量应能忍受短路电流的冲击，G是贮电池，其正极接在单元电路E的y3点，负极接y4点；以上的部件置于环氧玻璃管中，并用环氧树脂做好绝缘处理，由支架支持，靠近高压端放置；单元电路L为低压端信号接收电路，四个光敏二极管VLF、VLS、VLI和VLV的正极分别接在单元电路L的接线端d1′d3′d5′和d7′上，其负极分别接在d2′d4′d6′和d8′点上，单元电路L的电源接线端O2接零，+U4接+5V，-U3接-15V，+U3接+15V，单元电路L的接线端A1、B1、A2、B2、A3、B3、A4和B4用多股长线电缆分别接到单元电路P的接线端A1′、B1′、A2′、B2′、A3′、B3′、A4′和B4′上，接口电路单元P与计算机PC之间有6根连线，+U5接+5V，O3接地，F0是串行A/D转换的时钟频率信号， 是A/D转换控制信号，低电平转换，DI和DV分别是电流和电压数据信号。图2是高压端电源电路E的原理图，电流互感器CT的次级绕组两个接线端接在y1和y2点上，贮电池G的正极接y3点，负极接y4点，y4点接零电平O1，G的电压可取6V或12V，本例取12V；二极V1的正极与V2的负极接y2点，二极管V3的正极和V4的负极接y1点，V1和V3的负极接P1点，V2和V4的正极接y4点；二极管V5的正极接P1点，V5的负极接y3点；电解电容C1的正极和大功率场效应管V6的D极接P1点，C1的负极和V6的S极接y4点，集成电路N1和N2用比较器F311，N3用电源变换电路MAX1771，N1、N2电路的管脚8和N3电路的管脚2接y3点，N1、N2的管脚1和4，N3的管脚6和7接y4点；N1电路的管脚7、V6的G极和电阻R1的一端接P2点，R1的另一端接在y3点上；稳压集成电路V7用TL431，V7的正极接y4点，其负极和控制极与电阻R2的一端接到N1的管脚3上，R2另一端接y3点；电阻R3的一端接P1点，另一端接电位器RP1的一个端点，RP1的另一个端点接电阻R4的一端，R4的另一个端点接y4，RP1的中间抽头接N1的管脚2；电阻R5和R6的一端接N2的管脚2，R5的另一端接y3点，R6的另一端接y4点；电阻R7、R8的一端接N2的管脚3，R7的另一端接P1点，R8的另一端接y4点；电阻R9的一端接y3点，其另一端与N2的管脚7，N3的管脚4接在P3点上；N3的管脚5通过电容C4接到y4点上，N3的管脚3和7跨接电阻R10；电阻R11与电容C5并联，其一端接N3的管脚1，另一端接三极管V10的B极；V10的E极，电阻R12的一端接N3的管脚8，R12的另一端接y4；稳压二极管V8的负极接二极管V9的负极，变压器TC的磁芯用铁氧体材料，其有3个绕组n1、n2和n3，n1的一端与V8的正极接y3点，n1的另一端与V9的正极接V10的C极；VC1和VC2是两个高频整流桥，VC1的两个交流输入端接绕组n2的两端，VC2的两个交流输入端接绕组n3的两端，VC1的正极和VC2的负极接零电平O1点，VC1的负极接P4点，VC2的正极接P5点，电容器C7与C8并联，接在P4点和O1点上，电容器C11和C12并联，接在P5点和O1点上，O1点与y4相连；集成电路N4和N5是三端稳压器，N4用MC79L12A，其输入端接P4点，输出端接-U1点，零电平端接O1，N5用TL750L05，其输入端接y3点，输出端接-U2点，零点平端接O1点，P5点与+U1点相连，电位器RP2与电阻R13串联，其一端接P5点，另一端接N3的管脚3，电容器C6一端接P5点，另一端接N3的管脚3。V1～V本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于高压电网并与计算机接口的电流电压传感器，其特征是：一个电流互感器，其初级为高压母线，次级输出的电流经整流和控制电路向贮电池充电，做为高压端的电源，高压端仪器的零点接在高压母线上，用罗柯夫斯基线圈获取电流信号，用阻容分压器获取电压信号，信号电压经放大后进行串行Ａ／Ｄ转换，变成数字量，此数字信号由红外发光二极管变成光脉冲，光信号经过有机玻璃管制成的真空管传给低压端，在低压端由光敏管把光信号转换成电信号，此信号经长线器传给计算机；一个完整的传感器包括Ａ、Ｂ、Ｃ三相，每一相传感器有６个单元电路，单元电路Ｅ是高压端电源电路、单元电路Ｈ是信号电路、单元电路Ｌ是低压端信号接收电路，单元电路Ｐ是计算机接口电路、单元电路Ｗ↓［１］是三相公用的低压端电源电路，单元电路ＰＣ是三相公用的计算机；ＤＬ是四根用有机玻璃制作的真空管，其长度可根据绝缘要求制成１～１５米，发光管和光敏管密封在ＤＬ的两端；电阻Ｒ↓［ａ］与电容器Ｃ↓［ａ］并联，其一端接在Ｈ单元电路的Ｘ↓［３］点，另一端接在Ｘ↓［４］点，Ｘ↓［３］接在高压母线上，高压电阻Ｒｂ的一端接在Ｈ单元电路的Ｘ↓［４］点，另一端接地线，用罗柯夫斯基线圈ＲＣ测电流，ＲＣ的初级是单匝高压母线，ＲＣ的次级绕组的两个接线端接在Ｈ单元电路的Ｘ↓［１］和Ｘ↓［２］点上；４个红外发光二极管的负极分别接在单元电路Ｈ的ｄ↓［１］、ｄ↓［３］、ｄ↓［５］和ｄ↓［７］点上，其正极分别接在ｄ↓［２］、ｄ↓［４］、ｄ↓［６］和ｄ↓［８］点上，单元电路Ｈ的４个电源接线端Ｏ↓［１］、＋Ｕ↓［２］、－Ｕ↓［１］和＋Ｕ↓［１］分别接在单元电路Ｅ的同名接线端上；电流互感器ＣＴ的初级是单匝高压母线，次级绕组接在单元电路Ｅ的接线端ｙ↓［１］和ｙ↓［２］上，其磁芯由矽钢片制作，贮电池Ｇ的正极接在单元电路Ｅ的ｙ↓［３］点，负极接ｙ↓［４］点；四个光敏二极管的正极分别接在单元电路Ｌ的接线端ｄ↓［１］′、ｄ↓［３］′、ｄ↓［５］′和ｄ↓［７］′点上，其负极分别接在ｄ↓［２］′、ｄ↓［４］′、ｄ↓［６］′和ｄ↓［８］′点上，单元电路Ｌ的接线端Ａ↓［１］Ｂ↓［１］Ａ↓［２］Ｂ↓［２］Ａ↓［３］Ｂ↓［３］Ａ↓［４］Ｂ↓［４］用多股长线电缆分别接到单元电路Ｐ的接线端Ａ↓［１］′Ｂ↓［１］′Ａ↓［２］′Ｂ↓［２］′Ａ↓［３］′Ｂ↓［３］′Ａ↓［４］′Ｂ↓［４］′点上，单元电路Ｐ与计算机ＰＣ之间有６根连线，＋Ｕ↓［５］接＋５Ｖ，Ｏ↓［３］接地...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵庆江，闫军，闫杰，
申请(专利权)人：西安佳源技术贸易发展有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：87[中国|西安]