模制芯自供电式电力线传感器制造技术

一种模制芯自供电式电力线传感器（１０）包括多个模制芯元件（１８，２０，２２），安排在交流电力线（１２）周围；一个绕组层，由交流电力线激励，包括多个安排在各模制芯元件（１８，２０，２２）周围的互连绕组（２４，２６，２８）；一个或多个传感器（３６），以传感交流电力线（１２）之中或周围的条件；以及一个控制器（１０６），由绕组（２４，２６，２８）供电，并对传感器（３６）敏感，以接收指示所传感条件的信号。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
模制芯自供电式电力线传感器本专利技术涉及一种模制芯自供电式电力线传感器，更具体地说，涉及这样一种传感器，它能够有效地从具有极低电平线电流的电力线中提取功率。本申请是1996年2月21日提出的案号为08/604,357的美国申请的部分继续申请，而那个申请是1994年4月25日提出的案号为08/232,702的美国申请(已放弃)的继续。对电力公司来说，为了预料由于设备故障和交流电力线上过负荷所引起的断电，以及可能对大量用户造成供电损失的断电，既对架空和地下应用又对一次和二次应用进行交流电力线监视是十分有用的作法。在峰荷期间当用电最大并且连续功率传输最为关键时，断电和损失最大量用户的可能性增加。由线路、变压器和其它设备所引起的断电修复昂贵，给电力公司雇员带来危险，并且就损失供电带来收入损失及对公司声誉造成危害来说，使电力公司付出很高代价。如果电力线是地下线路，则由电力线故障或过负荷所引起的意外断电的影响更加严重。由于所需大部分工作发生在受限制的，有时是潮湿的，并且总达不到理想条件的地下这个事实，因此更换受损坏的地下线路需要更多的人时及增强的安全措施。结果，修复这样受损坏的地下线路甚至更为昂贵，耗时和危险。因此，为了更好地预料由于设备故障和过负荷所可能引起的意外断电，对电力公司监视交流电力线和相关设备例如变压器和开关来说，传感电气条件例如功率，电压和电流的交流电力线传感器非常有用。如果电力公司能够监视电力线上的条件，他们就能够更好地对可能会因过负荷或故障而成为停电的电力线进行检修和更换，从而降低意外断电的数目。通过更换和检修这样的设备，电力公司能大大减少用户的断电时间。与修复或更换受损坏电缆有关的费用也将减少。因为包括加班支付，所以与正常计划检修或更换比较，更换或修复受损坏电缆的费用要大得多。然而，常规可买到的电力线传感器典型地要求与受监视电路侵入式电-->连接。这种安装对电力公司来说昂贵，可能给安装者带来危险，并且会引起用户停电。由于这些限制，电力线传感器还没有在电力工业中得到广泛地应用。在1994年4月25日提出的并转让给本专利技术受让人的案号为08/232,702的美国申请中叙述了一种传感器，这种传感器解决了现有技术系统的缺陷。该传感器利用一个薄而相对宽的高导磁率铁磁材料的芯层，其以完全非侵入方式缠绕在交流电力线的绝缘橡胶层的周围。在芯层周围缠绕多个绕组，以便它们与交流电力线的方向大致平行。电力线中的交流用来在绕组中感应电流，以对传感器和控制器供电，并传感交流电力线中的电流及测量非参考电压电平。该传感器断面非常薄，因此能够容易安装在限制体积中和非常密排的线路上。此外，它在不与电力线侵入接触情况下操作，因此安装安全，容易和快速。然而，该传感器确实具有缺点。首先，它不会有效地从交流电力线提取功率。为了得到最为有效的功率提取，芯层应该为环形，芯层截面的厚度近似等于其宽度。然而，为了保持薄断面，该传感器则有一个宽度比厚度大得多的芯层截面。这样形成一种传感器，它不会有效地从电力线提取功率，并且因此不能够提取足够功率以在具有小线电流的电力线上操作。为了提取更多功率，必须增加芯层的宽度，但是同时为了使效率最大，必须同量地增加截面厚度。为了达到所希望的功率要求，必须使芯层截面的厚度增加到某种程度，此时不再保持其薄断面外形，并且因此不再能够安装在限制体积中和密排线路上。另外，该传感器的芯层宽度有点不可弯曲，并且难以安装在具有基本弯曲部分的电力线部分上。因此本专利技术的一个目的是提供一种模制芯自供电式电力线传感器，它以完全非侵入方式传感交流电力线之中或周围的条件。本专利技术的又一个目的是提供这样一种模制芯自供电式电力线传感器，它有效地使得从交流电力线的功率提取最大，同时保持薄断面结构。本专利技术的又一个目的是提供这样一种模制芯自供电式电力线传感器，它能够从极小线电流的电力线提取功率。本专利技术的又一个目的是提供这样一种模制芯自供电式电力线传感器，它非常容易弯曲。-->本专利技术的又一个目的是提供这样一种模制芯自供电式电力线传感器，它以完全非侵入方式由直接从交流电力线提取的小功率供电。本专利技术的又一个目的是提供这样一种模制芯自供电式电力线传感器，它能够通过电力线本身发送所传感的交流电力线之中和周围的条件。本专利技术的又一个目的是提供这样一种模制芯自供电式电力线传感器，它能够以完全非侵入方式通过交流电力线对远距离基站发送和接收通信。本专利技术的又一个目的是提供这样一种模制芯自供电式电力线传感器，它安装快速，容易和安全，不中断或影响对用户的供电。本专利技术的又一个目的是提供这样一种模制芯自供电式电力线传感器，它可以安装在不同尺寸的电力线上。本专利技术的又一个目的是提供这样一种模制芯自供电式电力线传感器，它可以安装在限制容积中的密排电缆上。本专利技术的又一个目的是提供这样一种模制芯自供电式电力线传感器，它断面薄，尺寸紧凑，并且重量轻。本专利技术的又一个目的是提供这样一种模制芯自供电式电力线传感器，它由交流电力线机械支持。本专利技术的又一个目的是提供这样一种模制芯自供电式电力线传感器，它便宜并且可自由使用。本专利技术通过实现一种断面非常薄的自供电式电力线传感器而形成，该传感器甚至能有效地从具有极小线电流的交流电力线中提取足够功率来操作，它可以通过提供一种芯来实现，该芯包含多个安排在交流电力线周围的薄断面模制芯元件，各模制芯元件具有若干从交流电力线提取功率的绕组，其中各模制芯元件的绕组互连，以提供一个传感交流电力线之中或周围条件的传感装置，以及由绕组供电并对该传感装置敏感的控制器装置，以接收指示所传感条件的信号。本专利技术以一种模制芯自供电式电力线传感器为特征。该传感器的电流提取装置包括多个安排在交流电力线周围的模制芯元件。有一个由交流电力线激励的绕组层，它包括多个安排在各模制芯元件周围的绕组。各模制芯元件的绕组互连。电压和电流传感器及其它传感交流电力线之中或周围条件的装置在它们需要功率时由绕组供电。一个也由绕组供电的控制器对-->传感装置敏感，并且接收(和发送)指示所传感条件的信号。在一个优选实施例中，电流提取装置的模制芯元件优选地为环形、薄断面，并且它们可以用高导磁率铁磁材料形成。模制芯元件的宽度可以近似等于它们的截面厚度。模制芯元件其中可以包含间隙，这些间隙可以推开以使该电力线传感器能够安装在交流电力线上及从交流电力线上移去。各模制芯元件的绕组可以串联或并联电互连，并且绕组可以利用与交流电力线之间的非接触式变压器作用受到激励。电压传感器包括一个电容器，以电容性传感交流电力线上的电压，该电容器包括靠近交流电力线安排的第一和第二隔板，以及安排在板之间的电介质。电介质可以是空气。第一和第二隔板可以同轴安排在交流电力线周围。电流传感器是一个电感器，它包括多个安排在第一和第二隔板周围的绕组，以及一种分离材料。可以使用其它传感器来传感交流电力线之中或周围的多个其它条件。控制器装置可以包括通过交流电力线发送指示所传感条件的信号的装置。发送装置可以向远距离基站发送信号。发送装置可以包括一个安排在交流电力线周围的通信芯元件，以及多个安排在该通信芯元件周围以通过非接触式变压器作用把信号耦合到交流电力线的绕组。控制器装置可以包括通过交流电力线发送指示所传感条件的信号的装置，并且该发送装置可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模制芯自供电式电力线传感器，包括：多个模制芯元件，安排在交流电力线周围；一个绕组层，由交流电力线激励，包括多个安排在各所述模制芯元件周围的绕组，其中各所述模制芯元件的绕组互连；传感交流电力线之中或周围的条件的装置；以及控 制器装置，由所述绕组供电，并对所述传感装置敏感，以接收指示所传感条件的信号。

【技术特征摘要】
US 1996-11-1 08/742,4661．一种模制芯自供电式电力线传感器，包括：多个模制芯元件，安排在交流电力线周围；一个绕组层，由交流电力线激励，包括多个安排在各所述模制芯元件周围的绕组，其中各所述模制芯元件的绕组互连；传感交流电力线之中或周围的条件的装置；以及控制器装置，由所述绕组供电，并对所述传感装置敏感，以接收指示所传感条件的信号。2．权利要求1的模制芯自供电式电力线传感器，其中所述模制芯元件为环形。3．权利要求1的模制芯自供电式电力线传感器，其中所述模制芯元件为薄断面。4．权利要求1的模制芯自供电式电力线传感器，其中所述模制芯元件由高导磁率铁磁材料形成。5．权利要求1的模制芯自供电式电力线传感器，其中各所述模制芯元件的宽度近似等于其截面厚度。6．权利要求1的模制芯自供电式电力线传感器，其中所述模制芯元件之中包含可以推开的间隙，以使电力线传感器能够安装在交流电力线上或从交流电力线上移去。7．权利要求1的模制芯自供电式电力线传感器，其中各所述模制芯元件的绕组以串联或并联方式电互连。8．权利要求1的模制芯自供电式电力线传感器，其中所述多个绕组通过与交流电力线的非接触式变压器作用受到激励。9．权利要求1的模制芯自供电式电力线传感器，其中所述传感条件的装置包括传感交流电力线上电压的装置。10．权利要求9的模制芯自供电式电力线传感器，其中所述传感电压的装置包括一个电容性传感交流电力线上电压的电容器，该电容器包括靠近所述交流电力线安排的内和外隔板，以及安排在所述隔板之间的电介质。11．权利要求10的模制芯自供电式电力线传感器，其中所述电介质为空气。12．权利要求10的模制芯自供电式电力线传感器，其中所述第一和第二隔板同轴安排在所述交流电力线周围。13．权利要求10的模制芯自供电式电力线传感器，还包括n个附加板，与所述内同轴板电连接，以降低噪声。14．权利要求13的模制芯自供电式电力线传感器，其中所述n个附加板表面积各近似为所述外板的表面积的1/n。15．权利要求1的模制芯自供电式电力线传感器，其中所述传感装置包括传感交流电力线的电流的装置。16．权利要求15的传感器，其中所述传感装置包括一个电感器。17．权利要求16的传感器，其中所述电感器包括多个电流测量绕组，缠绕在一个分离材料周围，分离材料安排在电力线周围。18．权利要求17的传感器，其中所述分离材料具有低导磁率。19．权利要求17的传感器，其中所述分离材料为泡沫。20．权利要求17的传感器，其中所述分离材料为环形。21．权利要求1的模制芯自供电式电力线传感器，其中所述传感条件的装置包括传感交流电力线之中或周围的多个条件的装置。22．权利要求1的模制芯自供电式电力线传感器，其中所述控制器装置包括通过交流电力线发送指示所传感的条件的所述信号的装置。23．权利要求22的模制芯自供电式电力线传感器，其中所述发送装置对一个远距离基站发送所述信号。24．权利要求23的传感器，其中所述发送装置对一个靠近电力线安排的存储装置发送所述信号。25．权利要求22的模制芯自供电式电力线传感器，其中所述发送装置包括一个安排在交流电力线周围的通信芯元件，以及多个安排在所述通信芯元件周围，以通过非接触式变压器作用把所述信号耦合到交流电力线的绕组。26．权利要求10的模制芯自供电式电力线传感器，其中所述控制器装置包括通过交流电力线发送指示所传感的条件的所述信号的装置，并且所述发送装置与所述电容器互连，以把所述信号电容性耦合到交流电力线。27．权利要求10的模制芯自供电式电力线传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：理查德M威斯曼，蒂莫西J梅森，加里R巴斯塔雷切，
申请(专利权)人：福斯特米勒公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]