CN202453413U - 一种电子式组合传感器 - Google Patents

Abstract

一种电子式组合传感器，包括穿心式塑料外壳、电容分压器和套装在电容分压器外部的电流传感器，电流传感器为设置在外壳中的穿心式罗氏线圈；电容分压器包括多个相互叠套且相互隔离的筒状金属屏，同时多个筒状金属屏与中心绝缘柱体为同心圆设置，并沿轴向从上到下依次固定组成筒状电容屏蔽层，筒状电容屏蔽层套装在中心绝缘柱体外，筒状电容屏蔽层中多个筒状金属屏的横截面形状为沿轴向两侧对称且呈阶梯状分布，最内侧金属屏引出的电极作为高压电极，倒数第二层金属屏引线和最外侧金属屏分别通过引线至航空插头。本新型解决了当前一次设备配装的传统电流电压传感器存在磁饱和、可测量的号频带窄的问题，且易发生铁磁谐振现象的问题。

Description

一种电子式组合传感器

技术领域

本实用新型涉及一种电器设备，尤其涉及一种电子式组合传感器。

背景技术

变电站作为输配电***的信息源和执行终端，要求提供的信息量和实现的集成控制越来越多，因此，目前的变电站迫切需要一个简约的、智能的***，实现信息共享，以减少投资，提高运行、维护效率。这些运行和管理的需求使智能变电站成为变电站自动化***的发展新方向。随着计算机应用技术和现代电子技术的飞速发展，智能变电站离我们越来越近。

一次设备智能化是电力设备发展的必然趋势，智能变电站中真空开关和断路器需要配装电流和电压传感器，以便能够实现与宿主设备相关的测量、控制、计量、监测、保护等全部或部分功能。目前国内生产真空开关和断路器的厂家很多，全国接近上万家左右，真空开关和断路器配装的电流和电压传感器都是传统电磁传感原理的产品，电流传感器存在着磁饱和问题，可测量的信号频带窄；电压传感器存在着铁磁谐振问题，影响电网的电压稳定性，危害电力设备的正常使用。

综上所述，一次设备配装的传统电流电压传感器已经无法满足智能变电站发展的需求。因此，当前需要一种电子式组合传感器结构的技术方案来解决上述问题。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种电子式组合传感器，解决了当前一次设备配装的传统电流电压传感器存在磁饱和、可测量的信号频带窄的问题，且易发生铁磁谐振的现象的问题。

为了解决上述问题，本实用新型的一种电子式组合传感器，包括一穿心式塑料外壳、电容分压器和套装在该电容分压器外部的电流传感器，电流传感器为缠绕有二次绕组的穿心式罗氏线圈，该穿心式罗氏线圈设置在该穿心式塑料外壳中；所述电容分压器包括多个筒状金属屏，所述多个筒状金属屏为相互叠套且相互隔离，同时所述多个筒状金属屏与中心绝缘柱体为同心圆设置，并沿轴向从上到下依次固定组成筒状电容屏蔽层，该筒状电容屏蔽层套装在中心绝缘柱体的外面，筒状电容屏蔽层中多个筒状金属屏的横截面的形状为沿轴向两侧对称且呈阶梯状分布形态，其中最内侧的金属屏引出的电极作为高压电极，倒数第二层的金属屏引线和最外侧的金属屏分别通过引线至航空插头。

进一步地。上述电子式组合传感器还可包括，所述最外侧的金属屏为接地设置。

进一步地。上述电子式组合传感器还可包括阻抗单元，与所述航空插头连接。。

进一步地。上述电子式组合传感器还可包括调节电路，连接所述阻抗单元，该调节电路包括依次连接的积分单元、幅值调节单元、移相单元和跟随单元。

进一步地。上述电子式组合传感器还可包括，所述穿心式罗氏线圈是通过环氧树脂混合浇注在所述穿心式塑料外壳中。

进一步地。上述电子式组合传感器还可包括，所述电容分压器的中心绝缘圆柱体与筒状电容屏蔽层之间和外部均填充绝缘介质。

与现有技术相比，应用本实用新型的高精度、线性好、体积小的电子式组合传感器，其中电流传感器采用罗氏线圈测量电流，电压传感器采用同轴电容分压器。本实用新型的电子式组合传感器体积小、抗干扰能力强且线性好，避免了传统电流电压传感器存在的磁饱和问题和铁磁谐振现象。

附图说明

图1是本实用新型的电子式组合传感器的结构示意图；

图2是本实用新型的电子式电流传感器的结构示意图；

图3是本实用新型的电子式电压传感器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

Rogowski线圈(罗氏线圈)是最近几年由铁心线圈发展而成的一种新的技术，由于线性好精度高，同时没有铁心存在，不会磁饱和且不会产生铁磁谐振，体积小，使用安装方便，长时间作为关键部件被越来越多用于电子式互感器中，测量电网电流和用于继电保护。本实用新型通过罗氏线圈这一优良测量电流的性能，采用独特设计的穿心式罗氏线圈，可以方便地测量电流。将预制好的穿心式罗氏线圈浇铸在穿心式塑料外壳之中，输出端子采用一航空插头。

传统同轴电容分压器没有均压设计，局部放电很大，不利于长期安全运行，本实用新型采用的是一种带有均压设计的同轴电容分压器，分压器体积小没有局部放电，更安全可靠。

如图1所示，本实用新型的电子式组合传感器，包括一穿心式塑料外壳101、电容分压器102和套装在该电容分压器外部的电流传感器103，所述电流传感器103为缠绕有二次绕组的穿心式罗氏线圈，该穿心式罗氏线圈设置在该穿心式塑料外壳中；所述电容分压器102包括多个筒状金属屏，所述多个筒状金属屏为相互叠套且相互隔离，同时所述多个筒状金属屏与中心绝缘柱体为同心圆设置，并沿轴向从上到下依次固定组成筒状电容屏蔽层，该筒状电容屏蔽层套装在中心绝缘柱体的外面，筒状电容屏蔽层中多个筒状金属屏的横截面的形状为沿轴向两侧对称且呈阶梯状分布形态，其中最内侧的金属屏引出的电极作为高压电极，倒数第二层的金属屏引线和最外侧的金属屏分别通过引线至航空插头。

其中，电流传感器套装在电压传感器的外边一侧。

本实用新型通过罗氏线圈作为电流传感器，采用独特设计一种穿心式罗氏线圈，可以方便地测量电流。如图2所示，将预制好的罗氏线圈201(罗氏线圈为空心线圈的形态)浇铸在穿心式塑料外壳101之中，输出端子采用航空插头203，电流传感器的内径要与电压传感器的外径配合。所述穿心式罗氏线圈是通过环氧树脂混合浇注在所述穿心式塑料外壳中。

如图3所示，本实用新型的电容分压器包括高压臂电容、低压臂电容及二次出线航空插头，由若干个相互叠套又相互隔离的同心圆筒状金属屏沿轴向从上到下依次固定在绝缘介质中组成圆筒状电容屏蔽层，最内侧的金属屏引出电极作为高压电极，最外侧的金属屏和倒数第二层金属屏分别引线至航空插头，作为信号输出，这个信号经过外部的转换器处理，使得输出信号幅值和相角符合标准要求，满足电力***电压的测量和保护需求。所述电容分压器的中心绝缘圆柱体与筒状电容屏蔽层之间和外部均填充绝缘介质。所述最外侧的金属屏为接地设置。其中301是填充用的绝缘材料树脂；302是高压电极螺栓；303是金属电容屏；305是最外侧的金属屏的引出线；306是分压器引出线。

阻抗单元(电阻R)与所述航空插头连接。航空插头的输出信号经过电阻R，可以调节输出信号的大小。经过电阻R的输出信号通过调节电路处理，调节电路连接阻抗单元，调节电路包括依次连接的积分单元、幅值调节单元、移相单元和跟随单元，经过调节电路处理后的信号输出供给电力***测量和保护。

本实用新型的电容分压器还具有另外一个优点就是通过计算机电容屏设计，分压器整体场强均匀，运行更安全可靠。本分压器输出信号精度高，外界环境温度、湿度等等的干扰，对本分压器的影响已经很小。

本实用新型的电流传感器可以单独使用，直接套装在断路器的触臂上固定就可以。如果需要电流电压同时使用，把电流传感器直接套装在电容分压器外部就可以。

本实用新型提供一种可以组合使用、也可以单独使用的电子式组合传感器，用于断路器使用的传感器以电流传感器居多，组合传感器只是占很少的一部分，本实用新型的电子式组合传感器可以灵活组合使用。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本实用新型所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种电子式组合传感器，其特征在于，包括一穿心式塑料外壳、电容分压器和套装在该电容分压器外部的电流传感器，电流传感器为缠绕有二次绕组的穿心式罗氏线圈，该穿心式罗氏线圈设置在该穿心式塑料外壳中；所述电容分压器包括多个筒状金属屏，所述多个筒状金属屏为相互叠套且相互隔离，同时所述多个筒状金属屏与中心绝缘柱体为同心圆设置，并沿轴向从上到下依次固定组成筒状电容屏蔽层，该筒状电容屏蔽层套装在中心绝缘柱体的外面，筒状电容屏蔽层中多个筒状金属屏的横截面的形状为沿轴向两侧对称且呈阶梯状分布形态，其中最内侧的金属屏引出的电极作为高压电极，倒数第二层的金属屏引线和最外侧的金属屏分别通过引线至航空插头。

2.如权利要求1所述的电子式组合传感器，其特征在于，所述最外侧的金属屏为接地设置。

3.如权利要求1所述的电子式组合传感器，其特征在于，还包括阻抗单元，与所述航空插头连接。

4.如权利要求3所述的电子式组合传感器，其特征在于，进一步包括调节电路，连接所述阻抗单元，该调节电路包括依次连接的积分单元、幅值调节单元、移相单元和跟随单元。

5.如权利要求1所述的电子式组合传感器，其特征在于，所述穿心式罗氏线圈是通过环氧树脂混合浇注在所述穿心式塑料外壳中。

6.如权利要求1所述的电子式组合传感器，其特征在于，所述电容分压器的中心绝缘圆柱体与筒状电容屏蔽层之间和外部均填充绝缘介质。

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