电压变换器制造技术

电压变换器包括：接地线，其一端接地；电容器，形成于接地线的另一端与输电线之间；检测部，在通过输电线供给交流电力时，使用线圈绝缘地检测在接地线流动的电流；以及积分部，对由检测部检测出的信号进行积分，积分部的积分结果用于生成输电线的电压的测定值。由此，可实现高电压侧与测定机器的绝缘，且可改善测定电压的直线性及频率特性。电压的直线性及频率特性。电压的直线性及频率特性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电压变换器


[0001]本专利技术涉及一种用于在输电线或者电力设备中对电压进行测定的变换器，特别涉及一种用于输送高电压的电力的输电线及电力机器中所使用的电压变换器。

技术介绍

[0002]以往，在电压变换器中采用的是绕组型的变压方式以及电容器分压方式。在电容器分压方式中，如图6所示，在现有的电压变换器800中，在配置于空气中的输电线802与大地810之间配置包括经串联连接的多个电容器804及806的绝缘子，例如经由电压变压器808利用测定机器(电压测定装置等)对位于最靠近大地810的位置的电容器806的两端的电压(以下，称为电容器电压)进行测定。电容器806的电容器电压为输电线802的电压被电容器804及电容器806分压后的电压，因此通过对电容器806的电容器电压进行测定，可测定(算出)输电线802的电压。绝缘子为了绝缘，例如充满了绝缘油。另外，通过经由电压变压器808将测定机器连接的结构，使测定机器与高电压侧绝缘。
[0003]在管路型的输电路径中使用的气体绝缘开关装置(GIS：Gas Insulated Switchgear)等机器中，也提出了在电子式的变换器中，与所述同样地对通过电容器分压的电压进行测定的方法。在GIS的情况下，在形成于收容输电线(以下，也称为母线)的管路的容器的内部，以与容器绝缘的形态设置中间电极，在中间电极与大地之间配置电容器，对所述电容器的电容器电压进行测定。
[0004]例如，在下述专利文献1中，参照图7公开了气体绝缘开关装置用电压变换器。所述电压变换器包括圆筒状的金属制的分压电极容器903，所述圆筒状的金属制的分压电极容器903在构成气体绝缘开关装置的外壳容器的一部分的管路中，以与金属制的管状容器902及管状容器904共用中心轴线的状态配置，且与管状容器902及管状容器904凸缘结合。在管路的内部及与所述管路连接的其他容器等的内部，以规定的压力封入了SF6气体。在管路内收纳有沿着所述管路的中心轴线直线性地延伸的主电路导体(母线)905。在分压电极容器903内配置有包围主电路导体905的圆筒状的分压电极(中间电极)916，分压电极916电连接于连接导体915的上端。在分压电极容器903的下部的凸缘，经由绝缘垫片907连接有设置于金属制的连接管路906的上端的凸缘。
[0005]在连接导体915的未与分压电极916连接的另一端连接有电压变压器(在图7中未图示)的初级线圈，对所述次级线圈中产生的信号进行测定。在图7中，以C11示出主电路导体905与分压电极916之间的杂散电容(静电电容)，以C12示出分压电极916与分压电极容器903之间的杂散电容，以C13示出连接导体915与连接管路906之间的杂散电容。
[0006]杂散电容C11～杂散电容C13的电连接关系如图8那样。在图8中示出了与图7的主电路导体905、连接管路906及连接导体915对应的部分。若将主电路导体905的电位设为E1，则杂散电容C11及杂散电容C12的连接节点的电位(分压电位)E2为E2＝E1
×
C11/(C11+C12+C13)。在气体绝缘开关装置用电压变换器中，将所述分压电位用作初级电压，通过电压变压器(变压器)909进行转换之后，对输出端子921及输出端子922的电压进行测定。在图8中，L
为变换比改善用的谐振电抗器，ZD为铁谐振抑制用负担(负载)。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1：日本专利特开平5
‑
90048号公报

技术实现思路

[0010]专利技术所要解决的问题
[0011]但是，在图6～8所示的现有的电压变换器中，通过使用电压变压器，存在检测信号的直线性及频率特性不充分的问题。特别是在对低电平的信号进行检测的情况下，基于电压变压器的电压转换的非线性成为问题。
[0012]作为其对策，还可考虑不经由电压变压器而将电容器电压(分压电压)直接输入至包括半导体的运算增幅器(以下，也称为运算放大器(Operational Amplifier))等的电子电路。但是，在此情况下，高电压侧与测定机器侧不绝缘，从而存在因系统的断路器等的开关浪涌而运算放大器破损的问题。即便使用了绝缘放大器(隔离放大器(isolation amplifier))作为运算放大器，绝缘放大器的绝缘性能也存在界限，从而因浪涌而破损的可能性高。
[0013]因此，本专利技术的目的在于提供一种可实现高电压侧与测定机器的绝缘，且可改善测定电压的直线性及频率特性的电压变换器。
[0014]解决问题的技术手段
[0015]本专利技术的第一方面的电压变换器包括：接地线，其一端接地；电容器，形成于接地线的另一端与输电线之间；检测部，在通过输电线供给交流电力时，使用线圈绝缘地检测在接地线流动的电流；以及积分部，对由检测部检测出的信号进行积分，积分部的积分结果用于生成输电线的电压的测定值。
[0016]由此，可实现高电压侧(输电线侧)与测定机器的绝缘，且由于不使用电压变压器，因此可改善检测信号的直线性及频率特性。
[0017]优选的是，电压变换器还包括：筒状构件，包围输电线的周围；以及导电性构件，配置于输电线与筒状构件之间并连接于接地线的另一端，电容器为形成于输电线与导电性构件之间的杂散电容。
[0018]由此，可利用以往的GIS等中所使用的中间电极(导电性构件)，对输电线(母线)的电压进行测定。在接地线流动的电流为输电线的电压除以作为所述杂散电容的电容器的阻抗而得的值，且成为具有电压的微分信号的性质的电流源。
[0019]检测部包括具有相对磁导率高的芯的线圈(电流变换器)。所述芯理想的是由相对磁导率为8000以上的构件形成的芯。
[0020]由此，可更高精度地对在接地线流动的电流进行检测。相对磁导率高的芯的励磁电流小，因此适合于微小电流的感测。
[0021]进而优选的是，积分部包括：运算增幅器，对由检测部检测出的信号进行放大；以及电容器，将运算增幅器的输出端子与运算增幅器的反相输入端子连接。
[0022]由此，可对由检测部检测出的电流信号进行积分，并作为电压信号输出。
[0023]还示出了所述方式的双重化方案。检测部包括第一检测部以及第二检测部，第一
检测部配置于接地线的另一端与接地线上的中间节点之间，第二检测部配置于中间节点与大地之间。
[0024]由此，即便在包括其中一个检测部及积分部的测定系统发生了故障的情况下，也可通过包括另一个检测部及积分部的测定系统继续输电线的电压测定。
[0025]更优选的是，电压变换器还包括：第一开关，能够使接地线的另一端与接地线上的中间节点短路；以及第二开关，能够使接地线的一端与中间节点短路。由此，在维护时等，可绕过其中一个测定系统，仅使另一个测定系统工作，且可个别地拆下各测定系统并进行检查。
[0026]接着，示出不加入积分电路，而按微分信号进行电压转换的方法。电压变换器代替积分部而包括：运本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电压变换器，其特征在于，包括：接地线，其一端接地；电容器，形成于所述接地线的另一端与输电线之间；检测部件，在通过所述输电线供给交流电力时，使用线圈绝缘地检测在所述接地线流动的电流；以及积分部件，对由所述检测部件检测出的信号进行积分，所述积分部件的积分结果用于生成所述输电线的电压的测定值。2.根据权利要求1所述的电压变换器，其特征在于，还包括：筒状构件，包围所述输电线的周围；以及导电性构件，配置于所述输电线与所述筒状构件之间并连接于所述接地线的所述另一端，所述电容器为形成于所述输电线与所述导电性构件之间的杂散电容。3.根据权利要求1或2...

【专利技术属性】
技术研发人员：角田孝典，澁谷大辅，大木秀人，
申请(专利权)人：日新电机株式会社，
类型：发明
国别省市：