CN102074345A - 一种内置式高压侧电子电流互感器及断路器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种内置式高压侧电子电流互感器及断路器。内置式高压侧电子电流互感器，包括高压侧同轴叠放的罗氏线圈与低功率线圈，所述两线圈连接有信号处理电路，其特征在于，与所述两线圈同轴设置有一个取能线圈，该取能线圈输出连接一个为所述信号处理电路供电的电源电路。增加取能线圈，将信号处理电路与其电源一体设置在互感器的高压侧，直接自母线取电，不仅节约资源，而且实施非常方便，应用也比较安全。内置该互感器的断路器，电子电流互感器由于采用了处理电路与其电源一体设置在高压侧，不仅取能方便，而且线圈悬浮设置有利于防止击穿的发生。
Description
技术领域
本发明涉及电子电流互感器领域，特别是一种内置式高压侧电子电流互感器及内置该互感器的断路器。
背景技术
电力系统中，电流互感器作为电能计量和继电器保护信号的输出设备有着非常广泛的应用。随着电力系统的电压等级不断提高，传输的容量越来越大，传统的互感器呈现易饱和，精度低，动态范围小，频率响应窄等诸多问题。随着智能化技术的发展，用电子式电流互感器线圈替代传统电流互感器线圈已是大势所趋，电子电流互感器则具有明显的优势。目前的电子电流互感器有有源型与无源型两种。本文涉及有源型电子电流互感器。有源电子电流互感器，包括罗氏线圈、LPCT（低功率型）线圈以及信号处理单元，信号处理单元将经过罗氏线圈、低功率线圈转换的高压侧含有被测一次导体电流信息的电压信号转换为数字信号驱动发光元件，通过光纤以光脉冲形式传输至低压侧。但是现有的电子电流互感器，信号处理单元的电源采用外接电源，该外接电源需要另外设置，还需要从低压侧引到高压侧，对电气绝缘有较高要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种内置式高压侧电子电流互感器及断路器，用以解决现有电子电流互感器信号处理单元分体设置使用不便、安全性低的问题。
为实现上述目的，本发明的方案是：一种内置式高压侧电子电流互感器，包括高压侧同轴叠放的罗氏线圈与低功率线圈，所述两线圈连接有信号处理电路，与所述两线圈同轴设置有一个取能线圈，该取能线圈输出连接一个为所述信号处理电路供电的电源电路。
采用本发明的方案，增加取能线圈，将信号处理电路与其电源一体设置在互感器的高压侧，直接自母线取电，不仅节约资源，而且实施非常方便，应用也比较安全。
进一步的，所述三个线圈，以及一个用于导电连接穿心母线下出线板的金属支撑座，同轴穿设在一个内筒架上，所述内筒架伸出所述线圈的一端固定在所述金属支撑座内孔中，所述金属支撑座一端的连接法兰导电连接所述穿心母线下出线板，另一端的支撑法兰托设所述线圈以及一个包围所述线圈的外筒架，并且所述支撑法兰与所述外筒架间隙配合；所述内筒架与外筒架远离所述金属支撑座的一端均固定在一个绝缘上盖板上。
所述绝缘上盖板上设置有配合所述内筒架与外筒架的内安装筒与外安装筒，内安装筒与内筒架螺纹连接，外安装筒夹持外筒架。
所述内筒架与外筒架均为金属屏蔽筒。在线圈内外侧均设置了金属屏蔽筒，能够使感应电场更加均匀，而且在母线上电压突变时，降低了线圈被击穿的可能。
所述各线圈之间均设有环状屏蔽板，该环状屏蔽板与内筒架、外筒架间隙配合。
所述罗氏线圈、低功率线圈、供能线圈依次上下叠放设置。
所述罗氏线圈与绝缘上盖板之间、供能线圈与金属支撑座之间均设有绝缘垫片。
本发明的另一种方案是：一种内置高压侧电子电流互感器的断路器，包括在穿心母线方向上依次设置的上出线板、灭弧室、互感器室、下出线板与绝缘拉杆，互感器室内的穿心母线上同轴叠设有罗氏线圈与低功率线圈，上述两线圈连接有信号处理电路，互感器室中，与所述两线圈同轴设置有一个取能线圈，该取能线圈输出连接一个为所述信号处理电路供电的电源电路。
采用本发明的断路器，其内置的电子电流互感器由于采用了处理电路与其电源一体设置在高压侧，不仅取能方便，而且线圈悬浮设置有利于防止击穿的发生。
进一步的，上述三个线圈，以及一个用于导电连接穿心母线下出线板的金属支撑座，同轴穿设在一个内筒架上，所述内筒架伸出所述线圈的一端固定在所述金属支撑座内侧，所述金属支撑座一端的连接法兰导电连接所述穿心母线下出线板，另一端的支撑法兰托设所述线圈以及一个包围所述线圈的外筒架，并且所述支撑法兰与所述外筒架间隙配合；所述内筒架与外筒架远离所述金属支撑座的一端均固定在一个绝缘上盖板上。
所述绝缘上盖板上设置有配合所述内筒架与外筒架的内安装筒与外安装筒，内安装筒与内筒架螺纹连接，外安装筒夹持所述外筒架；所述内筒架与外筒架均为金属屏蔽筒。在线圈内外侧均设置了金属屏蔽筒，能够使感应电场更加均匀，而且在母线上电压突变时，降低了线圈被击穿的可能。
附图说明
图1是本发明的电子电流互感器结构图；
图2是信号处理电路示意图；
图3是电源电路示意图；
图4是本发明的断路器结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
本发明的电子电流互感器的实施例如下：
如图1、图4所示的一种内置式高压侧电子电流互感器，包括高压侧同轴依次上下叠放的罗氏线圈1、低功率线圈2与取能线圈3，罗氏线圈1与低功率线圈2连接有信号处理电路14，取能线圈3输出连接电源电路15，电源电路15为信号处理电路14供电。三个线圈以及一个金属支撑座4，同轴穿设在一个内筒架5上，金属支撑座4内孔与内筒架5螺纹固定，金属支撑座4下端的连接法兰安装在下出线板13上，下出线板13导电连接穿心母线；金属支撑座4上端的支撑法兰托设上述各线圈以及一个包围上述线圈的外筒架6，并且支撑法兰与外筒架6间隙配合；内筒架5与外筒架6上端均固定在绝缘上盖板7上。绝缘上盖板7上设置有配合内筒架5与外筒架6的内安装筒与外安装筒，内安装筒上有内螺纹8，与内筒架5螺纹连接，外安装筒夹持外筒架6。各线圈之间均设有环状屏蔽板9，且与内筒架5、外筒架6间隙配合。罗氏线圈1与绝缘上盖板7之间设有上绝缘垫片10，供能线圈3与金属支撑座4之间设有下绝缘垫片11。罗氏线圈1与内筒架5之间设有绝缘衬套。内筒架5与外筒架6均为金属屏蔽筒。
线圈内外两侧的金属屏蔽筒能够过滤进入线圈的磁场，屏蔽径向的磁场，使线圈感应的母线电流变化更加精确，保护与测量装置的精度与可靠性也能得到提高。在线圈之间增加屏蔽板，屏蔽了线圈之间的干扰，进一步优化线圈磁场。
信号处理电路14及电源电路15设置在互感器密封室外的金属屏蔽盒17中，上述各线圈与电路均悬浮设置在高压侧。信号处理电路14将电信号转换为光信号输出，通过光纤16引到低压侧。信号处理电路14的电光转换如图2所示，对于低功率线圈（LPCT）输入，其输入信号为电流信号，经过电阻R1之后，变为电压信号，经过由电阻R2、R3，放大器UR1177组成的运算放大电路之后，经过ADC8325进行采样，并以串行格式输出采样数据，该采样数据经过TTR123实现电光转换，之后通过光纤输出。对于罗氏线圈输入，首先经过由电阻R4、电容C1组成的积分电路实现对罗氏线圈信号的外积分，之后经过ADC8325和TTR123进行采样、串行输出和电光转换，之后通过光纤输出。电源电路15如图3所示，取能CT输出后，经由KBU605G整流之后，变为脉动的直流信号，之后C1、C2和L1构成的滤波电路进行滤波，之后进入稳压芯片MC7808，输出为稳定的+8V电压，之后经过MAX667转换成+5V电压，同时可以经过MAX1044芯片，转换为-5V电压输出，这样，该电源模块可以提供±5V的电压供信号处理单元使用。
本发明的断路器的实施例如下：
如图4、图1所示，断路器包括在穿心母线方向上依次设置的上出线板12、灭弧室30、互感器室、下出线板13以及连接穿心母线的绝缘拉杆40，互感器室中设有如本发明电子电流互感器的实施例所述的高压侧电子电流互感器，电子电流互感器安装在下出线板13上。
Claims (10)
1.一种内置式高压侧电子电流互感器，包括高压侧同轴叠放的罗氏线圈与低功率线圈，所述两线圈连接有信号处理电路，其特征在于，与所述两线圈同轴设置有一个取能线圈，该取能线圈输出连接一个为所述信号处理电路供电的电源电路。
2.根据权利要求1所述的一种内置式高压侧电子电流互感器，其特征在于，所述三个线圈，以及一个用于导电连接穿心母线下出线板的金属支撑座，同轴穿设在一个内筒架上，所述内筒架伸出所述线圈的一端固定在所述金属支撑座内孔中，所述金属支撑座一端的连接法兰导电连接所述穿心母线下出线板，另一端的支撑法兰托设所述线圈以及一个包围所述线圈的外筒架，并且所述支撑法兰与所述外筒架间隙配合；所述内筒架与外筒架远离所述金属支撑座的一端均固定在一个绝缘上盖板上。
3.根据权利要求2所述的一种内置式高压侧电子电流互感器，其特征在于，所述绝缘上盖板上设置有配合所述内筒架与外筒架的内安装筒与外安装筒，内安装筒与内筒架螺纹连接，外安装筒夹持外筒架。
4.根据权利要求2所述的一种内置式高压侧电子电流互感器，其特征在于，所述内筒架与外筒架均为金属屏蔽筒。
5.根据权利要求2所述的一种内置式高压侧电子电流互感器，其特征在于，所述各线圈之间均设有环状屏蔽板，该环状屏蔽板与内筒架、外筒架间隙配合。
6.根据权利要求2-5中任一项所述的一种内置式高压侧电子电流互感器， 其特征在于，所述罗氏线圈、低功率线圈、供能线圈依次上下叠放设置。
7.根据权利要求6所述的一种内置式高压侧电子电流互感器， 其特征在于，所述罗氏线圈与绝缘上盖板之间、供能线圈与金属支撑座之间均设有绝缘垫片。
8.一种内置高压侧电子电流互感器的断路器，包括在穿心母线方向上依次设置的上出线板、灭弧室、互感器室、下出线板与绝缘拉杆，互感器室内的穿心母线上同轴叠设有罗氏线圈与低功率线圈，上述两线圈连接有信号处理电路，其特征在于，互感器室中，与所述两线圈同轴设置有一个取能线圈，该取能线圈输出连接一个为所述信号处理电路供电的电源电路。
9.根据权利要求8所述的一种内置高压侧电子电流互感器的断路器，其特征在于，上述三个线圈，以及一个用于导电连接穿心母线下出线板的金属支撑座，同轴穿设在一个内筒架上，所述内筒架伸出所述线圈的一端固定在所述金属支撑座内侧，所述金属支撑座一端的连接法兰导电连接所述穿心母线下出线板，另一端的支撑法兰托设所述线圈以及一个包围所述线圈的外筒架，并且所述支撑法兰与所述外筒架间隙配合；所述内筒架与外筒架远离所述金属支撑座的一端均固定在一个绝缘上盖板上。
10.根据权利要求9所述的一种内置高压侧电子电流互感器的断路器，其特征在于，所述绝缘上盖板上设置有配合所述内筒架与外筒架的内安装筒与外安装筒，内安装筒与内筒架螺纹连接，外安装筒夹持所述外筒架；所述内筒架与外筒架均为金属屏蔽筒。
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