CN110646663A - 一种真空断路器用一二次深度融合组合传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种真空断路器用一二次深度融合组合传感器，特点是每相电路中的真空灭弧室的下方设置有高压端相序聚丙烯电容、高压端零序聚丙烯电容、高压端取能聚丙烯电容；出线导电杆沿外圆周设置有电流固定块，电流固定块上设置有电流线圈，电流固定块的左侧设置有电流均压环；通过电流部分航空连接件汇总输出的电流信号与通过电压部分航空连接件汇总输出的电压信号通过传感器屏蔽总线输出电流电压相零序信号，交流取能信号通过交直流转换装置输出直流电压供电信号；本发明是一种高压、新型测量、保护、取电、开关用传感器，重量轻、体积小、安装节省空间，减少现场接线，结构简单紧凑，性能优越；适用于户外ZW32断路器配套使用。
Description
技术领域
本发明涉及传感器的领域，尤其涉及一种真空断路器用一二次深度融合组合传感器。
背景技术
为适应国家电网线损精细化管理的要求，实现配电网分线线损计量，需要对一次设备电流电压传感器提出新的要求，以满足计量精度的要求。随着电子技术的飞速发展，微机型继电保护装置逐步占据了主导地位，在继电保护和测量中，控制部分的能量流和信息流分离，因而监测设备不再需要高功率输出的互感器采样。同时由于电力工业的快速发展、电网情况也更加复杂，提高功率因数，改善电网质量的智能电流电压互感器被广泛应用。现有技术中的单相零序电流互感器、单相电流互感器、单相电压互感器与单相供电电压互感器均为独立结构；占用空间大；而ZW32真空断路器开关空间较小，安装操作不便；而且采用传统电磁式取样装置存在频带窄、响应慢等缺点；因此需要开发一种ZW32真空断路器用一二次深度融合组合传感器。
发明内容
本发明目的是提供一种真空断路器用一二次深度融合组合传感器，结构简单，解决了以上技术问题。
为了实现上述技术目的，达到上述的技术要求，本发明所采用的技术方案是：一种真空断路器用一二次深度融合组合传感器，其特征在于：包括A相、B相、C相相序、零序、取能电路，每相电路中均设置有真空灭弧室，真空灭弧室的上端设置有进线导电杆，真空灭弧室的下方设置有高压端相序聚丙烯电容、高压端零序聚丙烯电容、高压端取能聚丙烯电容；高压端相序聚丙烯电容、高压端零序聚丙烯电容、高压端取能聚丙烯电容与进线导电杆之间设置有电容支撑件；所述的真空灭弧室的左侧设置有出线导电杆，出线导电杆沿外圆周设置有电流固定块，电流固定块上设置有电流线圈，电流线圈与电流部分航空连接件相连接，电流固定块的左侧设置有电流均压环；所述的每相电路的电流通过电流部分航空连接件汇总输出电流信号；所述的每相电路的电压通过电压部分航空连接件汇总输出电压信号；电流信号与电压信号同时进入多功能传感器信号盒，通过传感器屏蔽总线输出电流电压相零序共八路信号，三路交流取能信号通过交直流转换装置输出直流电压供电信号。
优选的：所述的A相、B相、C相电路中的电流部分采用低温漂无感金属膜电阻并联输出相零序电压小信号。
优选的：所述的A相、B相、C相电路中的电压部分高压端、低压端均为轴向聚丙烯电容，分压输出电压小信号；各项电路独立输出电压小信号，输出在整个测量范围内呈线性，确保相序、零序与取能电压小信号分开输出，互不干扰，互不影响，测量、保护与供能信号独立工作。
优选的：在取能电压输出前，电压的正极采用电感串联引出，进行电流的合理分配。
优选的：所述的电流、电压、取能一次信号与真空灭弧室一起固封在极柱内，多功能传感器信号盒是二次分压部分，交直流转换装置是把取能的交流信号转换为直流信号，给电池做充放电用。
优选的：所述的多功能信号盒内部设置有轴向二次聚丙烯薄膜电容，通过并联二次聚丙烯薄膜电容随时调节比值差，在不同的负荷情况下满足比值差要求。
本发明的有益效果；一种真空断路器用一二次深度融合组合传感器，与传统结构相比：本发明重量轻、体积小、安装节省空间，减少现场接线，结构简单紧凑，性能优越；将单相零序电流互感器、单相电流互感器、单相电压互感器与单相供电电压互感器全部组合在一起；通过内部线路的设计，屏蔽电磁场，在保证采样数据的精度和可靠的同时，完成所有测量、保护信号的在线监测和自诊断；同时增加零序保护、取电的作用，提供三相序（保护、测量、计量）电流信号、电压信号和零序电流信号、零序电压信号、取电信号；内置真空灭弧室又起断路器开关作用；本发明是一种高压、新型测量、保护、取电、开关用传感器，适用于户外ZW32断路器配套使用。该传感器功能强大，小信号输出无须二次转换，可直接通过A/D转换接入二次设备，符合“电网电气设备的控制和保护及状态检修、电能计量、电能质量测量”等电力工业各个领域“数字化、智能化、网络化”发展的需要。测量范围宽，小电压信号取样从根本上消除了电力系统运行中的重大故障隐患，最大程度地保障了人员和设备的安全。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的深度融合组合传感器电流部分电路原理图；
图3为本发明的深度融合组合传感器电压及取能部分电路原理图。
在图中：1、进线导电杆；2、环氧树脂浇注体；3、电容支撑件；4、真空灭弧室；5、高压端相序聚丙烯电容；6、高压端零序聚丙烯电容；7、高压端取能聚丙烯电容；8、电压部分航空连接件；9、电流线圈；10、电流固定块；11、出线导电杆；12、电流均压环；13、电流部分航空连接件；14、一二次连接屏蔽线；15、多功能传感器信号盒；16、交直流转换装置；17、传感器屏蔽总线。
具体实施方式
为了使本发明的发明目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明；
在附图中：一种真空断路器用一二次深度融合组合传感器，其特征在于：包括A相、B相、C相相序、零序、取能电路，每相电路中均设置有真空灭弧室4，真空灭弧室4的上端设置有进线导电杆1，真空灭弧室4的下方设置有高压端相序聚丙烯电容5、高压端零序聚丙烯电容6、高压端取能聚丙烯电容7；高压端相序聚丙烯电容5、高压端零序聚丙烯电容6、高压端取能聚丙烯电容7与进线导电杆1之间设置有电容支撑件3；所述的真空灭弧室4的左侧设置有出线导电杆11，出线导电杆11沿外圆周设置有电流固定块10，电流固定块10上设置有电流线圈9，电流线圈9与电流部分航空连接件13相连接，电流固定块10的左侧设置有电流均压环12；所述的每相电路的电流通过电流部分航空连接件13汇总输出电流信号；所述的每相电路的电压通过电压部分航空连接件8汇总输出电压信号；电流信号与电压信号通过一二次连接屏蔽线14同时进入多功能传感器信号盒15，通过传感器屏蔽总线17输出电流电压相零序共八路信号，三路交流取能信号通过交直流转换装置输出直流电压供电信号。
所述的A相、B相、C相电路中的电流部分采用低温漂无感金属膜电阻并联输出相零序电压小信号；所述的A相、B相、C相电路中的电压部分高压端、低压端均为轴向聚丙烯电容，分压输出电压小信号；各项电路独立输出电压小信号，输出在整个测量范围内呈线性，确保相序、零序与取能电压小信号分开输出，互不干扰，互不影响，测量、保护与供能信号独立工作；在取能电压输出前，电压的正极采用电感串联引出，进行电流的合理分配；所述的电流、电压、取能一次信号与真空灭弧室一起固封在极柱内，多功能传感器信号盒是二次分压部分，交直流转换装置是把取能的交流信号转换为直流信号，给电池做充放电用；所述的多功能信号盒内部设置有轴向二次聚丙烯薄膜电容，通过并联二次聚丙烯薄膜电容随时调节比值差，在不同的负荷情况下满足比值差要求。
本发明的具体实施：1.采用低能耗小铁心线圈原理：
小铁芯线圈式低功率电流互感器是传统电磁式电流互感器的一种发展，小铁心线圈式低功率电流互感器包含一次绕组小铁心和损耗极小的二次绕组。二次绕组上连接集成元件Ra，因此，其二次输出为电压信号。二次电流I2在集成元件Ra上产生的电压降Us，其幅值正比于一次流且同相位。而且，互感器的内部损耗和负荷要求的二次功率越小，其测量范围越宽、准确度越高。
2.采用电容分压原理：
电压传感器采用电容分压原理，内部电容容值比其输出在整个测量范围内呈线性，其原理如图：图中5、高压端相序聚丙烯电容6、高压端零序聚丙烯电容7、高压端取能聚丙烯电容与15、多功能传感器信号盒内低压端相序聚丙烯电容、低压端零序聚丙烯电容、低压端取能聚丙烯电容进行分压。该原理将一次高电压转换成低电压，经处理后输出符合标准的二次电压。具体实施时，本发明高压电容共九路，三路相序、三路零序、三路取能。分别输出三相相、零序、取能一次电压。低压电容共七个为电压的二次电容，三个相序，一个零序，三个取能分别输出三相相序二次电压、共用二次零序电压、三相取能二次电压。每个一次电容是三路，合并成一个端子输入，二次电容三路单独输出，形成三路三个电容比，三路小电压信号输出；三相九路输出，另有三路零序输出再合并成一路零序输出，正好成七路输出，为三个相序、一个零序与三个取能，即三路相序单独，三路取能单独，因为A、B、C相零序电压正好是120度的正弦波，所以三路零序汇总成一路信号；本发明输出信号采用屏蔽双绞总线输出信号。三路取能同时进入16、交直流转换装置后。一路直流电压信号输出。
屏蔽双绞总线的外圈整体屏蔽层正好做接地。本身一次高压端相零序聚丙烯电容在空气中14.4kV时就无局放，将环氧树脂整体压注后，粘合成整体后14.4kV时更无局放。保证了产品的局部放电量小，在国际规定的范围内无放电，另外一二次电容材料与结构的一致性，降低分布电容作用，保证电压输出信号相位差很小。保证了产品在—40℃至+70℃工作时，产品误差范围几乎不变，八芯屏蔽双绞线作为输出，抗干扰能力强。
本发明通过内部线路的智能组合，融合了真空灭弧室、三相电流、电压、取能采样、测量、保护、零序、放电的多功能要求。应用于配电设备ZW32真空断路器开关。真正做到一二次深度融合作用。
本发明通过内部线路的智能组合，融合了三相电流采样、测量、保护、零序、三相电压测量、保护、零序、放电、三相电压取电、真空灭弧室的多项功能。应用于配电设备一二次融合柱上开关。真正做到一二次深度融合作用。
整个产品内部零部件有序排列，智能组合，避开电磁场干扰，同时输出11路电压小信号，互不干扰。功能比三台相序互感 器加三台零序电流互感器加三台相序电压互感 器加三台零序电压互感器加三台放电线圈还强大加三台供电互感器，性能更优越。
本发明达到如下使用性能：
1. 环境温度 ：-40℃∽+70℃。
2. 海拔高度：不超过 Under 1000 m 。
3. 环境空气中无明显灰尘、烟、腐蚀性气体、蒸汽或盐等污秽.。
4. 相对湿度：24h内测得的相对湿度平均值不得超过95%。
5. 电流电压一体化传感器允许在1.2倍的额定电流与电压下长期运行。
本发明的一种ZW32真空断路器用一二次深度融合组合传感器内置真空灭弧室，所有电流取样，电压取样，电压取能、温控显示、线性开关最终通过信号调节器、交直流转换装置把一二次深度融合在一起，真正达到配网一二次深度融合，“三遥”功能。
本发明的一种ZW32真空断路器用一二次深度融合组合传感器集真空灭弧室、相零序电压、相零序电流、相序取能、温控监测于一身的整体配网用一二次融合的传感器，且所有测量级、取能均同时满足保护功能。
本发明的一种ZW32真空断路器用一二次深度融合组合传感器面向配电网建中的增量设备，以“安全可靠、融合高效”为目标，设计标准化、功能模块独立化、设备互换灵活化，解决配电自动化建设中面临的电流电压信号遥信抖动、一二次接口的兼容性和扩展性、终端新增计量功能等，提升配电设备运行水平、运维质量与效率，满足线损管理的技术要求，服务配电网建设行动计划。
上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的描述，而并非对实施方式的限定，对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (6)
1.一种真空断路器用一二次深度融合组合传感器，其特征在于：包括A相、B相、C相相序、零序、取能电路，每相电路中均设置有真空灭弧室（4），真空灭弧室（4）的上端设置有进线导电杆（1），真空灭弧室（4）的下方设置有高压端相序聚丙烯电容（5）、高压端零序聚丙烯电容（6）、高压端取能聚丙烯电容（7）；高压端相序聚丙烯电容（5）、高压端零序聚丙烯电容（6）、高压端取能聚丙烯电容（7）与进线导电杆（1）之间设置有电容支撑件（3）；所述的真空灭弧室（4）的左侧设置有出线导电杆（11），出线导电杆（11）沿外圆周设置有电流固定块（10），电流固定块（10）上设置有电流线圈（9），电流线圈（9）与电流部分航空连接件（13）相连接，电流固定块（10）的左侧设置有电流均压环（12）；所述的每相电路的电流通过电流部分航空连接件（13）汇总输出电流信号；所述的每相电路的电压通过电压部分航空连接件（8）汇总输出电压信号；电流信号与电压信号通过一二次连接屏蔽线（14）同时进入多功能传感器信号盒（15），通过传感器屏蔽总线（17）输出电流电压相零序共八路信号，三路交流取能信号通过交直流转换装置输出直流电压供电信号。
2.根据权利要求1所述的一种真空断路器用一二次深度融合组合传感器，其特征在于：所述的A相、B相、C相电路中的电流部分采用低温漂无感金属膜电阻并联输出相零序电压小信号。
3.根据权利要求1所述的一种真空断路器用一二次深度融合组合传感器，其特征在于：所述的A相、B相、C相电路中的电压部分高压端、低压端均为轴向聚丙烯电容，分压输出电压小信号；各项电路独立输出电压小信号，输出在整个测量范围内呈线性，确保相序、零序与取能电压小信号分开输出，互不干扰，互不影响，测量、保护与供能信号独立工作。
4.根据权利要求1所述的一种真空断路器用一二次深度融合组合传感器，其特征在于：在取能电压输出前，电压的正极采用电感串联引出，进行电流的合理分配。
5.根据权利要求1所述的一种真空断路器用一二次深度融合组合传感器，其特征在于：所述的电流、电压、取能一次信号与真空灭弧室一起固封在极柱内，多功能传感器信号盒是二次分压部分，交直流转换装置是把取能的交流信号转换为直流信号，给电池做充放电用。
6.根据权利要求1所述的一种真空断路器用一二次深度融合组合传感器，其特征在于：所述的多功能信号盒内部设置有轴向二次聚丙烯薄膜电容，通过并联二次聚丙烯薄膜电容随时调节比值差，在不同的负荷情况下满足比值差要求。
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