一种用于测量电容器的温度和电流的传感器制造技术

本实用新型专利技术提供一种测量电容器的温度和电流的传感器。所述传感器外壳具有中心贯穿电容器接线端子的外壳，外壳的一侧具备导热单元，能够将电容器散发的热量传输至传感器，通过与导热单元贴合的温度测量单元进行电容器温度测量，通过与外壳同心的电流互感器的二次绕组与电流测量单元连接实现对电容器运行时产生的电流的测量。所述传感器通过将温度测量和电流测量集中设置，并且安装在电容器接线端子上，能够实现电容器组所有单元无死角、实时的温度监控，并提高电容器不平衡电流检测的灵敏度，实现电容器组中电容器单元的少量芯体损坏时的预警。坏时的预警。坏时的预警。

【技术实现步骤摘要】
一种用于测量电容器的温度和电流的传感器


[0001]本技术涉及电力芯体测量领域,并且更具体地，涉及一种用于测量电容器的温度和电流的传感器。

技术介绍

[0002]随着我国交流电网无功补偿技术和直流电网的不断发展，电容器在电力系统中被广泛应用，仅用于无功补偿用电容器数量已达百万台之多。近年来尽管生产工艺和介质材料性能有了长足的进步，但电容器故障仍时有发生，属于电力系统中事故率较高的设备之一。
[0003]从电网运行的情况来看，电容器故障主要有：接线端子接触不良、绝缘老化、漏油等，可引起电容器异常温升、鼓包、甚至炸裂。在实际运行中，电容器运行状态主要通过温度和不平衡电流两个指标进行监控。
[0004]电容器温度检测广泛采用红外监控，可以采用固定式红外摄像头，也可以采用定期红外摄像仪巡视。但是固定式红外摄像头容易存在监控死区，红外摄像仪巡视的时效性较差。
[0005]不平衡电流监测的回路一般采用H桥型接法，具体是将电容器组等分成两组，在两组电容器的中间电位之间接入不平衡电流互感器；或者直接测量两组电容器的电流进行比对。H桥型接法比两个电流比对灵敏度更高，当电容器内多个芯体损坏，不平衡电流超出保护阈值时不平衡保护告警。但由于不平衡电流互感器设计时，要兼顾测量极小的不平衡电流(一般为mA级)及承受较大的故障电流(一般为kA级)，灵敏度仍然不足。而为了避免噪声干扰，不平衡电流阈值的设定不能太低。当损坏芯体数量较少，H桥不平衡电流变化较小，达不到保护阈值时，就不会告警。
[0006]因此，需要一种技术，能够实现电容器组所有单元无死角、实时的温度监控，并提高电容器不平衡电流检测的灵敏度，实现电容器组中电容器单元的少量芯体损坏时的预警。

技术实现思路

[0007]为了解决现有技术中的电容器温度和电流测量分离，且测量的时效性、精确度不够的技术问题，本技术提供了一种测量电容器温度和电流的传感器，所述传感器包括：
[0008]外壳，其用于容纳所述传感器除导热单元以外的其余部分，其中心具有贯穿电容器接线端子的通孔；
[0009]电流互感器，具有环形铁芯，及缠绕在所述铁芯上的二次绕组，所述二次绕组与电流测量单元连接；
[0010]导热单元，其位于外壳的一个侧面，中心具有贯穿电容器接线端子通孔，用于传递电容器接线端子的热量，并用作安装接口，通过电容器原有的螺栓紧固在电容器接线端子上；
[0011]温度测量单元，其与导热单元相贴合，用于根据控制单元的温度数据传输指令，将采集的温度信号发送至控制单元，以实现对监测的电容器接线端子处温度的测量；
[0012]电流测量单元，其用于根据控制单元的电流数据传输指令，将采集的电流互感器二次绕组输出的电流信号发送至控制单元，以实现对监测的电容器运行时的电流的测量；
[0013]控制单元，其用于校正数据采集的初始时间，实现数据的同步采集；按照设置的数据采集频率定时向温度测量单元和电流测量单元分别发送温度数据传输指令和电流数据传输指令，对接收的温度信号和电流信号进行边缘计算，并将计算结果和时间信号打包后生成的数据包发送至通信单元；
[0014]通信单元，其与控制单元连接，用于接收控制单元传输的数据包，并对所述处理包进行处理，将其转换成高频电磁波发射出去。
[0015]进一步地，所述传感器还包括取能单元，其用于为控制单元、温度测量单元、电流测量单元和通信单元供电。
[0016]进一步地，所述取能单元是一次性电池或带有可充电接口的充电电池。
[0017]进一步地，所述取能单元是控制电路，其与所述电流互感器的二次绕组的输出端和电流测量单元串联，用于将电流互感器的二次电流转换为直流电压，为所述电流测量单元、温度测量单元、控制单元和通信单元供电。
[0018]进一步地，所述取能单元包括：
[0019]旁路电路，其用于在充电电路进行充电的过程中，根据充电电路发送的第一切断指令切断充电电路，以及在电流测量单元启动时，根据控制单元的第二切断指令切断充电电路；
[0020]充电电路，其用于在电流测量单元停止工作时，将叫电流互感器的输出电流转换为直流电压，并将所述直流电压与预设的电压阈值进行比较，当所述直流电压大于预设的电压阈值时，向旁路电路发送第一切断指令；
[0021]进一步地，所述导热单元是导热板，其形状与外壳侧面相同，内径小于外壳的内径，大于监测的电容器接线端子的直径。
[0022]进一步地，所述导热单元是金属薄片，其厚度不大于2mm。
[0023]进一步地，所述温度测量单元采用数字式温度芯片，粘贴在导热单元上。
[0024]进一步地，所述电流测量单元采用AD转换芯片将电流互感器的二次电流从模拟信号转换为数字信号发送至控制单元。
[0025]进一步地，所述通信单元包括：
[0026]通信运算模块，其用于对控制单元传输的数据包进行处理，将处理结果传输至天线模块；
[0027]天线模块，其用于将通信运算模块的处理结果转换成高频电磁波进行发射。
[0028]本技术的技术方案提供的测量电容器的温度和电流的传感器的外壳具有中心贯穿电容器接线端子的外壳，外壳的一侧具备导热单元，能够将电容器散发的热量传输至传感器，通过与导热单元贴合的温度测量单元进行电容器温度测量，通过与外壳同心的电流互感器的二次绕组与电流测量单元连接实现对电容器运行时产生的电流的测量。所述传感器通过将温度测量和电流测量集中设置，并且安装在电容器接线端子上，能够实现电容器组所有单元无死角、实时的温度监控，并提高电容器不平衡电流检测的灵敏度，实现电
容器组中电容器单元的少量芯体损坏时的预警。
附图说明
[0029]通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本技术的示例性实施方式：
[0030]图1为根据本技术优选实施方式的测量电容器的温度和电流的传感器的结构示意图；
[0031]图2为根据本技术优选实施方式的将测量电容器的温度和电流的传感器安装在电容器上的结构示意图；
具体实施方式
[0032]现在参考附图介绍本技术的示例性实施方式，然而，本技术可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本技术，并且向所属
的技术人员充分传达本技术的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本技术的限定。在附图中，相同的单元/芯体使用相同的附图标记。
[0033]除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属
的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
[0034]图1为根据本技术优选实施方式的测量电容器的温度和电流的传感器的结构示意图。如图1所示，本优选实施方式所述的测量电容器的温度和电流的传本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于测量电容器温度和电流的传感器，其特征在于，所述传感器包括：外壳，其用于容纳所述传感器除导热单元以外的其余部分，其中心具有贯穿电容器接线端子的通孔；电流互感器，具有环形铁芯，及缠绕在所述铁芯上的二次绕组，所述二次绕组与电流测量单元连接；导热单元，其位于外壳的一个侧面，中心具有贯穿电容器接线端子通孔，用于传递电容器接线端子的热量，并用作安装接口，通过电容器原有的螺栓紧固在电容器接线端子上；温度测量单元，其与导热单元相贴合，用于根据控制单元的温度数据传输指令，将采集的温度信号发送至控制单元，以实现对监测的电容器接线端子处温度的测量；电流测量单元，其用于根据控制单元的电流数据传输指令，将采集的电流互感器二次绕组输出的电流信号发送至控制单元，以实现对监测的电容器运行时的电流的测量；控制单元，其用于校正数据采集的初始时间，实现数据的同步采集；按照设置的数据采集频率定时向温度测量单元和电流测量单元分别发送温度数据传输指令和电流数据传输指令，对接收的温度信号和电流信号进行边缘计算，并将计算结果和时间信号打包后生成的数据包发送至通信单元；通信单元，其与控制单元连接，用于接收控制单元传输的数据包，并对所述数据包进行处理，将其转换成高频电磁波发射出去。2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述传感器还包括取能单元，其用于为控制单元、温度测量单元、电流测量单元和通信单元供电。3.根据权利要求2所述的传感器，其特征在于，所述取能单元是一次性电池或带有可充电接口的充电电池。4.根据权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：周玮，董勤晓，李鹏，刘之方，雷雨秋，李会兵，陈没，余辉，李志远，刘赫，方泳皓，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：