CN210775664U - 一种用于线路损耗的计量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于线路损耗的计量装置，包括环氧树脂结构外壳和环氧树脂结构本体，环氧树脂结构本体内部浇注有罗氏线圈电流传感器、高压取能电容和阻容分压电压传感器，环氧树脂结构外壳上浇注有4个螺孔，4个螺孔将不锈钢板与环氧树脂结构本体连接为一体，罗氏线圈电流传感器采集架空线路上的大电流产生的交变磁场，阻容分压电压传感器采集架空线路上的电压值，罗氏线圈电流传感器的输出端和阻容分压电压传感器的输出端均连接至外接电表，高压取能电容的输出端连接罗氏线圈电流传感器的积分器的电源输入端和外接电表的电源输入端。本实用新型的精度高、体积小并能实时监测电压，可广泛应用于电路监测技术领域。

Description

一种用于线路损耗的计量装置

技术领域

本实用新型涉及电路监测技术领域，尤其是一种用于线路损耗的计量装置。

背景技术

现有的10kV架空线路用来测量线路电流电压用于计算线路损耗的设备为传统的电磁式互感器，其基本结构为铁芯和原边、副边绕组。电压互感器用于测量电压，二次阻抗很小，一旦副边发生短路，电流将急剧增长而烧毁线圈，引发火灾事故。电流互感器用于测量电流，运行时副边不允许开路，一旦开路，原边电流均成为励磁电流，使磁通和副边电压大大超过正常值而危及人身和设备安全。由电压互感器和电流互感器组合形成一体的互感器为组合式互感器，可实现测量电流的同时测量电压的功能。另外，由于铁芯结构的存在，避免不了会出现铁磁谐振过电压，过电压产生时，由于互感器铁芯饱和，导致其绕组的励磁电流大大增加，影响设备和电网的运行安全。传统电磁式互感器由于体积大，重量大，必须安装在金属支架上，金属支架固定在电杆，施工繁琐，后期维护工作量大。

用于测量电压的为电压互感器，二次阻抗很小，一旦副边发生短路，电流将急剧增长而烧毁线圈，引发火灾事故。用于测量电流的为电流互感器，运行时副边不允许开路，一旦开路，原边电流均成为励磁电流，使磁通和副边电压大大超过正常值而危及人身和设备安全。另外，由于铁芯结构的存在，避免不了会出现铁磁谐振过电压，过电压产生时，由于互感器铁芯饱和，导致其绕组的励磁电流大大增加，影响设备和电网的运行安全。传统电磁式互感器由于体积大，重量大，必须安装在金属支架上，金属支架固定在电杆，施工繁琐，后期维护工作量大。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种精度高、体积小并能实时监测电压的用于线路损耗的计量装置。

本实用新型实施例提供了一种用于线路损耗的计量装置，包括环氧树脂结构外壳和环氧树脂结构本体，所述环氧树脂结构本体内部浇注有罗氏线圈电流传感器、高压取能电容和阻容分压电压传感器，所述环氧树脂结构外壳上浇注有4个螺孔，所述4个螺孔将不锈钢板与环氧树脂结构本体连接为一体，架空裸导线穿过不锈钢板与本体之间的孔，所述罗氏线圈电流传感器采集架空线路上的大电流产生的交变磁场，所述阻容分压电压传感器采集架空线路上的电压值，所述罗氏线圈电流传感器的积分器的输出端和阻容分压电压传感器的输出端均连接至外接电表，所述高压取能电容的输出端连接罗氏线圈电流传感器的积分器的电源输入端和外接电表的电源输入端。

进一步，所述环氧树脂结构本体上设有铜嵌件，所述铜嵌件通过螺栓将不锈钢板和本体压紧，不锈钢板与架空裸导线接触，所述铜嵌件在环氧树脂结构本体的浇注结构内部连接至阻容分压电压传感器的高压端。

进一步，所述罗氏线圈电流传感器的积分器的输出端和阻容分压电压传感器的输出端通过二次双绞屏蔽电缆连接至外接电表。

进一步，所述阻容分压电压传感器由高压电阻、高压电容、低压电阻、低压电容和气体放电管组成。

进一步，所述罗氏线圈电流传感器由罗氏线圈和积分器组成。

上述本实用新型实施例中的一个技术方案具有如下优点：本实用新型的实施例无铁芯结构，避免了铁磁谐振过电压的产生，线性度好，不容易饱和，提高了精确度；另外，本实用新型的装置体积小、重量小，便于后续维护；本实用新型通过阻容分压电压传感器，能够实时监测线路上的高电压，安全性高，电压检测采用阻容分压原理，无铁芯结构，绝缘结构简单，体积小，重量轻，无饱和现象，线性度好，精确度高。

附图说明

图1为本实用新型的一种用于线路损耗的计量装置的整体结构示意图；

图2为本实用新型的阻容分压电压传感器原理图；

图3为本实用新型的罗氏线圈电流传感器原理图。

具体实施方式

参照图1，本实用新型实施例提供了一种用于线路损耗的计量装置，包括环氧树脂结构外壳和环氧树脂结构本体，所述环氧树脂结构本体内部浇注有罗氏线圈电流传感器、高压取能电容和阻容分压电压传感器，所述环氧树脂结构外壳上浇注有4个螺孔，所述4个螺孔将不锈钢板与环氧树脂结构本体连接为一体，架空裸导线穿过不锈钢板与本体之间的孔，所述罗氏线圈电流传感器采集架空线路上的大电流产生的交变磁场，所述阻容分压电压传感器采集架空线路上的电压值，所述罗氏线圈电流传感器的积分器的输出端和阻容分压电压传感器的输出端均连接至外接电表，所述高压取能电容的输出端连接罗氏线圈电流传感器的积分器的电源输入端和外接电表的电源输入端。

具体的，如图1，本实用新型为成套装置，整体结构设计为上下两部分，上半部分为不锈钢板上开有四个螺孔1，采用螺栓连接主结构上表面的四个螺孔，架空裸导线从中间的孔穿过，方便架空线路上穿过架空裸导线的施工安装。环氧树脂浇注的外壳具有良好的电气绝缘性能，环氧树脂结构内部浇注有罗氏线圈电流传感器3，高压取能电容4和阻容分压电压传感器5。罗氏线圈电流传感器通过感应架空线路上的大电流产生的交变磁场，将感应出的电压信号通过内部自带的积分器进行积分后再转换成电流信号，通过二次屏蔽电缆传送到高精度电表中。架空裸导线与铜嵌件2直接接触，阻容分压传感器将采集到的架空线路高电压值转换为小电压值通过二次屏蔽电缆传送到高精度电表中。高压取能电容4用于给罗氏线圈自带的积分器和外接高精度电表提供工作电源，6为二次双绞屏蔽电缆，7为装有外接高精度电表的外箱。本实用新型的整体结构为上下两部分采用螺栓连接安装，具有方便架空线路安装的优点，可长期免维护。

参照图1，进一步作为优选的实施方式，所述环氧树脂结构本体上设有铜嵌件，所述铜嵌件通过螺栓将不锈钢板和本体压紧，不锈钢板与架空裸导线接触，所述铜嵌件在环氧树脂结构本体的浇注结构内部连接至阻容分压电压传感器的高压端。

参照图1，进一步作为优选的实施方式，所述罗氏线圈电流传感器的积分器的输出端和阻容分压电压传感器的输出端通过二次双绞屏蔽电缆连接至外接电表。

参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述阻容分压电压传感器由高压电阻、高压电容、低压电阻、低压电容和气体放电管组成。

具体的，图2中，R1代表高压分压电阻，承载线路上高压电压值；RT代表气体放电管，用于高压击穿时对地短路保护二次低压设备；R2代表低压分压电阻，按照电阻分压关系，低压分压电阻值与高压分压电阻值之比等于低压输出电压值和高压电压值之比，低压输出电压值为二次输出电压值，高压电压值即为架空线路电压值；C1代表高压分压电容，与高压电阻并联，C2代表低压分压电容，与低压电阻并联，高压分压电容和低压分压电容通过改变高压和低压的容抗使输出角度偏差在合格范围内。

图2为阻容分压电压传感器原理。所述铜嵌件2与架空裸导线直接接触，并在环氧树脂整体浇注结构的内部直接连接于阻容分压电压传感器5的高压端，阻容分压电压传感器将采集到的架空线路上的高电压值通过分压比例转换为小电压值，输送到高精度电表中，由高精度电表采集测试的小电压值做进一步处理。

进一步作为优选的实施方式，所述罗氏线圈电流传感器由罗氏线圈和积分器组成。

具体的，图3中，R21代表第一输入电阻；R22代表第二输入电阻；R23代表第三输入电阻；C21代表滤波电容；OUT代表运算放大器，通过电路将罗氏线圈感应到的小信号放大在积分，可以放大并还原感应信号。

如图3所示，罗氏线圈电流传感器包括一个线圈和积分器，线圈不含铁芯，为柔性线圈，具有一定可塑性，其均匀缠绕在非铁磁性材料上，为电流感应部分。积分器通过对罗氏线圈感应输出的电压进行放大和积分处理，可还原出所测量的交流电流。阻容分压传感器具有体积小，重量轻，精度高，可靠性高等特点，对结构优化设计后可有效消除10kV线路上的杂散电阻和邻近效应对于精度的影响，精度可达0.2S级，且线性度好。

另外，本实施例的高压取能电容主要由电容分压器和中压变压器组成，是由串联电容器采集高电压后经过变压器变压后提供交流220V电压做为罗氏线圈积分器和高精度电表的电源用。

下面详细描述本实用新型的装置的工作原理：

架空裸导线穿过本实用新型装置的上下两部分连接后的圆孔，通过4个螺栓将上下两部分压紧固定在架空裸导线上。裸导线与铜嵌件接触，将高电压施加在阻容分压电压传感器的高压输入端上，通过阻容分压原理将高电压转换为小电压值经由双绞屏蔽电缆传送到高精度电表。高压取能电容将采集的高电压经过变压器变压后输出交流220V电压作为罗氏线圈积分器和电表的工作电源。罗氏线圈电流传感器通过感应架空线路上的大电流产生的交变磁场，将感应出的电压信号通过内部自带的积分器进行积分后再转换成电流信号，通过二次屏蔽电缆传送到高精度电表中。高精度电表将获取的电压和电流信号做功率运算并与相邻的本装置测得的功率值做简单的计算即可得出该条架空线路的损耗值。

综上所述，本实用新型的用于线路损耗的计量装置具有以下优点：

本实用新型使用罗氏线圈电流传感器测量中压线路电流的思路；使用取能电容提供电源给罗氏线圈积分器和外接高精度电表的思路；结合罗氏线圈和阻容分压原理测量线路上电流和电压的设计思路；上下两部分的整体结构设计方便线路上施工安装。

本实用新型采用的原理为电流监测采用罗氏线圈原理，罗氏线圈普遍用于对110kV以上等级高压线路上电流的监测，具有精度高，线性度好，不容易饱和的优点，将高压线路上的常用的罗氏线圈移植到10kV中压线路上，针对10kV架空线路上对电流电压的高精度测量需求开发这款10kV线路损耗计量的成套装置，不仅精度较高，满足线路损耗计量管理对于0.2S级的要求，而且体积小，重量轻，无铁芯结构，避免了铁磁谐振过电压的产生。电压检测采用阻容分压原理，无铁芯结构，绝缘结构简单，体积小，重量轻，无饱和现象，线性度好，精确度高，可达到0.2S级。整体结构架空安装，无需安装支架，施工简便。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型并不限于所述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (5)

1.一种用于线路损耗的计量装置，其特征在于：包括环氧树脂结构外壳和环氧树脂结构本体，所述环氧树脂结构本体内部浇注有罗氏线圈电流传感器、高压取能电容和阻容分压电压传感器，所述环氧树脂结构外壳上浇注有4个螺孔，所述4个螺孔将不锈钢板与环氧树脂结构本体连接为一体，架空裸导线穿过不锈钢板与本体之间的孔，所述罗氏线圈电流传感器采集架空线路上的大电流产生的交变磁场，所述阻容分压电压传感器采集架空线路上的电压值，所述罗氏线圈电流传感器的积分器的输出端和阻容分压电压传感器的输出端均连接至外接电表，所述高压取能电容的输出端连接罗氏线圈电流传感器的积分器的电源输入端和外接电表的电源输入端。

2.根据权利要求1所述的一种用于线路损耗的计量装置，其特征在于：所述环氧树脂结构本体上设有铜嵌件，所述铜嵌件通过螺栓将不锈钢板和本体压紧，不锈钢板与架空裸导线接触，所述铜嵌件在环氧树脂结构本体的浇注结构内部连接至阻容分压电压传感器的高压端。

3.根据权利要求1所述的一种用于线路损耗的计量装置，其特征在于：所述罗氏线圈电流传感器的积分器的输出端和阻容分压电压传感器的输出端通过二次双绞屏蔽电缆连接至外接电表。

4.根据权利要求1所述的一种用于线路损耗的计量装置，其特征在于：所述阻容分压电压传感器由高压电阻、高压电容、低压电阻、低压电容和气体放电管组成。

5.根据权利要求1所述的一种用于线路损耗的计量装置，其特征在于：所述罗氏线圈电流传感器由罗氏线圈和积分器组成。

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