数字式高压组合互感器制造技术

本实用新型专利技术公开一种数字式高压组合互感器，包括第一电流变换器、电压传感器、单片机和直流工作电源；第一电流变换器将大电流变换为小电流，其输出与单片机相连；电压传感器将高电压变换为低电压，其输出端与单片机相连。还公开一种数字式高压组合互感器，包括互感器本体、电流互感器和信号采集装置，它们处于高压等电位，电流互感器和信号采集装置位于互感器本体上部；电流互感器包括第一电流变换器；互感器本体为第一电容；单片机、第二电容和电阻置于信号采集装置内；单片机将处理后的数字信号通过光纤传送给显示器进行显示。用电压传感器代替传统的电压互感器，没有铁心和线圈，使得设计出来的组合互感器重量轻、体积小、抗振动性能良好。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及数字式高压组合互感器。
技术介绍
传统的用于高压导线上的电压互感器多是采用电磁感应式电压互感器或电容分压式电压互感器，这些互感器由于带有线圈，往往体积大、重量大而且抗振动性能不高。为有效解决超高压电流互感器的绝缘问题并减小体积和重量，国外已研制出220～500KV级的超高压数字式电流互感器，基本工作原理是互感器铁心线圈在超高压等电位上将大电流变换为小电流后直接由单片机进行模/数(A/D)处理，其数据信号通过光纤传送给地电位的显示器。处于超高压等电位上的单片机系统的直流工作电源由光电池提供，光电池的能量由地电位显示器的大功率激光二机管发射的激光提供；为提高可靠性，备有与光电池并联的可充电蓄电池组。该产品技术含量高，体积小、重量轻，可靠性高。我国引进该产品后，已有科研单位于前几年研制成功并通过国家级技术鉴定。
技术实现思路
本技术的目的就是为了解决以上高压电流互感器的电源问题及减轻高压电压互感器的重量、提高电压互感器的抗振动性能，提供数字式高压组合互感器。本技术实现上述目的方案是采用以上方案的有益效果1、采用电压传感器代替传统的电压互感器，电压传感器采用电容分压的原理，没有铁心和线圈，使得设计出来的组合互感器重量轻、体积小、抗振动性能良好。2、采用第一电流变换器为蓄电池提供充电电流，采用变流充电的方式为单片机等提供工作所需的直流电源，成本低，可靠性高。3、第二电容直接从高电位上取低电压输出，第二电容、高压导线、单片机、第一电流变换器、第二电流变换器形成高压等电位，使得数字式高压组合互感器的绝缘要求大大降低，提高了整个装置的可靠性及安全性。4、将单片机、第二电容和电阻组装在信号采集装置中，形成高压等电位，从而组合互感器的绝缘要求大大降低；没有了传统电压互感器的线圈和铁心，而将需要承受大电压的第一电容做成互感器本体，整个装置的结构简单、体积小，组合为一体的设计使得组合互感器的抗振动性能大大提高。5、通过光纤连接单片机与显示器，传输信号的光电隔离效果好。6、在互感器本体侧壁上部增加伞裙，既可以增加电压的爬电距离，又可以起到防雨的作用。附图说明下面通过具体的实施例并结合附图对本技术作进一步详细的描述。图1是本技术的原理图。图2是本技术的主视图。图3是图2的左视图。具体实施方式实施例，一种数字式高压组合互感器，如图1所示，包括第一电流变换器LH1、第二电流变换器LH2、电压传感器2、直流工作电源3和单片机4。其中，第一电流变换器LH1在超高压等电位上将高压导线5中的大电流变换为小电流。本实施例中，第一电流变换器LH1包括铁心11和绕于铁心11的感应线圈12，在铁心11的内部有用于高压导线5穿过的穿心孔13。高压导线5穿过铁心11中的穿心孔13后作为第一电流变换器LH1的一次导体，感应线圈12作为第一电流变换器LH1的二次线圈，感应线圈12的输出为第一电流变换器LH1的输出端。本实施例中的高压导线5带25KV的高压。电压传感器2将高电压变换为低电压，本实施例中，所述电压传感器2为第一电容C1、第二电容C2组成分压器，第二电容C2的另一端与高压导线5相连，第一电容C1的另一端接地，因为第二电容C2两端的电压为输出的小电压，因此，第一电容C1需采用耐高压的小电容，第二电容C2需采用大电容；由于采用固体或液体作为电容介质，对于温度变化和长期运行都不很稳定，因此，在第二电容C2上并联一个稳定的电阻R，电阻R的阻值足够小，使得电压输出不受电容C2的影响。本实施例中，高压导线5的电压为25KV，电压传感器2输出的电压为1V。由于第二电容C2上的为小电压，因此第二电容C2是在高电位上取低电压。在本实施例中，直流工作电源3、第一电流变换器LH1、第二电流变换器LH2、单片机4及第二电容C2都工作在25KV的高压等电位，不存在压差，不需要采取绝缘处理且可防止雷击，因此对各元器件的绝缘要求较低，极大地提高了数字式高压组合互感器的安全性与稳定性。单片机4的信号输入端分别与第一电流变换器LH1、电压传感器2的输出端相连，单片机4接收第一电流变换器LH1输出的电流信号及电压传感器2输出的电压信号后，进行A/D处理，单片机4上还设置了与外界进行通信的接口。为了对单片机4提供直流电源，可以采用激光光电池供电、干电池供电或申请人的变流充电技术，变流充电的直流工作电源结构如下第二电流变换器LH2为直流工作电源3提供充电电流。在本实施例中，第二电流变换器LH2包括铁心311和绕于铁心311的感应线圈312，在铁心311的内部有用于高压导线5穿过的穿心孔313，高压导线5穿过铁心311中的穿心孔313，作为第二电流变换器LH2的一次导体，感应线圈312作为第二电流变换器LH2的二次线圈，感应线圈312的输出端为第二电流变换器LH2的输出端。直流工作电源3包括整流电路、充电电流控制回路和蓄电池，整流电路的输入端与第二电流变换器LH2的输出端相连，充电电流控制回路控制整流电路对蓄电池的充电，直流工作电源3的输出端与单片机4的电源端相连。为了延长蓄电池33的使用寿命，还可以设计配置2组或2组以上的蓄电池。还设置显示器6，显示器6处于地电位，其信号输入端通过光纤7与单片机4的信号输出端相连，对单片机处理好的电压、电流、频率、功率因数、有功功率和有功电能等数字量信号进行显示。采用光纤7作为显示器6与单片机4之间的信号通道可以进行良好的光电隔离。本实施例中的数字式高压组合互感器的外形结构如图2、3所示，包括电流互感器81、互感器本体82和信号采集装置83，所述电流互感器81和信号采集装置83位于互感器本体82上部，电流互感器81、互感器本体82和信号采集装置83都处于高压等电位。电流互感器81为第一电流变换器LH1，电流互感器81上设的穿心孔810为第一电流变换器LH1的穿心孔13，高压导线5从电流互感器81的穿心孔810中穿过；互感器本体82为第一电容C1；直流工作电源3、单片机4、第二电容C2、电阻R置于信号采集装置83内。互感器本体82需要承受高压耐受电压，本实施例中，互感器本体82采用环氧树脂注塑成型并外缚橡胶外套，无泄漏、可靠性高并且抗老化；信号采集装置83采用的是密封的铁盒子，对内部安装的元件进行电磁屏蔽，高压导线5与信号采集装置9的外壳相连，形成高压等电位。采用变流充电技术为单片机4提供直流电源时，第二电流变换器LH2和第一电流变换器LH1合称为电流互感器81，第一电流变换器LH1的穿心孔13和第二电流变换器LH2的穿心孔313合称为电流互感器81的穿心孔810。进一步的，为了增加爬电距离及防雨，在互感器本体82侧壁上部增加了伞裙820。将本实施例中的数字式高压组合互感器安装到电力机车顶部的安装方式为在互感器本体82的底部垫以10mm厚的橡胶垫片后，由4个M12mm螺栓固定于电力机车的车顶钢板10上，使用时，高压导线5穿过电流互感器81的穿心孔810，分别作为第一电流变换器LH1、第二电流变换器LH2的一次导体。设置了显示器6时，光纤7从信号采集装置83引出，穿过互感器本体82的下部后与安装在电力机车控制室的显示器6相连。本实施例中互感器本体82中夹有轴向中心孔821，光纤7从该轴向中心孔821穿入到达接近本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字式高压组合互感器，其特征在于：包括第一电流变换器（ＬＨ１）、电压传感器（２）、单片机（４）和直流工作电源（３）；所述第一电流变换器（ＬＨ１）将大电流变换为小电流，其输出与单片机（４）的电流信号输入端相连；所述电压传感器（２）将高电压变换为低电压，其输出端与单片机（４）的电压信号输入端相连，所述直流工作电源（３）的输出与单片机（４）的电源端相连。

【技术特征摘要】
1.一种数字式高压组合互感器，其特征在于包括第一电流变换器(LH1)、电压传感器(2)、单片机(4)和直流工作电源(3)；所述第一电流变换器(LH1)将大电流变换为小电流，其输出与单片机(4)的电流信号输入端相连；所述电压传感器(2)将高电压变换为低电压，其输出端与单片机(4)的电压信号输入端相连，所述直流工作电源(3)的输出与单片机(4)的电源端相连。2.根据权利要求1所述的一种数字式高压组合互感器，其特征在于所述第一电流变换器(LH1)包括铁心(11)和绕于铁心(11)的感应线圈(12)，在铁心(11)的内部有用于高压导线(5)穿过的穿心孔，感应线圈(12)的输出为电流互感器(1)的输出端。3.根据权利要求1所述的一种数字式高压组合互感器，其特征在于所述电压传感器(2)包括第一电容(C1)、第二电容(C2)和电阻(R)，第一电容(C1)、第二电容(C2)组成分压器，第一电容(C1)的另一端接地，第二电容(C2)的另一端为电压传感器(2)的输入端，第二电容(C2)与电阻(R)并联。4.根据权利要求1所述的一种数字式高压组合互感器，其特征在于还包括第二电流变换器(LH2)，第二电流变换器(LH2)为直流工作电源提供充电电流。5.根据权利要求1-4其中之一所述的一种数字式高压组合互感器，其特征在于还包括显示器(6)，显示器(6)的输入端与单片机(4)的数字信号输出端相连。6.一种如权利要求3所述的数字式高压组合互感器，其特征在于包括电流互感器(...

【专利技术属性】
技术研发人员：段传宗，
申请(专利权)人：谢东阳，陈榕，段传宗，
类型：实用新型
国别省市：94[中国|深圳]