CN103616546A - 一种电子式电流互感器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电子式电流互感器，由头部组件、身部组件和底部部件组成；身部组件的顶部连接有头部组件，身部组件的底部连接有底座。所述头部组件内含低功率测量绕组；所述的身部组件内含绕组支撑杆；此外，在绕组支撑杆底端设有航空端子，在底座内设有二次模数转换器，在底座的侧壁上设有光纤输出端口；通过导线将航空端子、低功率测量绕组及二次数模转换器依次连接，通过光纤将二次数模转换器与光纤输出端口相连接；通过电线将二次数模转换器与底座外部的低压电源相连接。本发明的有益效果为:本产品能够有效避免高电压的干扰，保证互感器输出信号的准确性，实现对输变电线的测量、计量的真实性和继电保护的可靠性。

Description

一种电子式电流互感器

技术领域

本发明属于高压电气设备技术领域，具体涉及一种电子式电流互感器。

背景技术

电子式互感器是智能电网中不可缺少的重要设备，其作用就是实现与高电压的隔离,并将高压输电线路中大电流的数值以弱信号的方式传送到相关测量仪表,实现对其测量和线路保护。电子式电流互感器采用了先进的电磁感应技术、模数转换技术、光电子技术和集成电子技术，具有结构简单、绝缘性能好、动态测量范围大、便于实现智能化等特点，满足智能电网的发展需求,使得它在未来电力系统发展中有着广阔的应用前景。

但是，现有的电子式互感器是将二次数模转换器设置在处于高压电位的壳体内，这就使得二次数模转换器在高电压的工作环境下对大电流导体进行采集并模数转换感应信号,随后才通过光纤将被转换的数字信号传输给电子仪表,实现对高压电流的计量、测量和继电保护。在上述的高压环境中，对二次数模转换器的抗高压电场电磁干扰的能力要求较高；事实上，由于受到抗高压电场环境的制约，电子式电流互感器的输出精度等级低,且精度等级容易发生漂移,直接造成测量、计量的不准确性，甚至造成继电保护设备的误动作,给输变电带来严重的不准确性、不可靠性及不安全性。同时由于二次数模转换器在进行二次数模转换过程需要外接电源供电，但因其处于高压端，目前采用的多为激光供电和取能线圈供电二种，前者激光供电成本太高，且寿命有限，不能满足电子式电流互感器的使用寿命要求，后者取电能线圈供电法因受高压线路中实际电流的影响较大，不能满足二次数模转换过程中对电源的稳定性要求。

此外，现有技术方案是通过罗式线圈将高压一次电流感应为一个较小的模拟量电压信号，该模拟量电压信号自身易受电磁干扰的影响；再将该易受电磁干扰的模拟量电压信号传送给同样易受电磁干扰影响、且处于高压端的二次数模转换器进行信号处理，无法保证测量的精度与有效性。

发明内容

针对电子式电流互感器存在的上述不足，本发明提供一种电子式电流互感器，能够有效避免高电压的干扰，保证互感器输出信号的准确性，实现对输变电线的测量、计量的真实性，线路保护的可靠性，其具体结构如下：

一种电子式电流互感器，由头部组件、身部组件和底部部件组成身部组件的顶部连接有头部组件，身部组件的底部连接有底座18所述头部组件由防爆装置4、外屏蔽筒5、压紧装置6、内屏蔽筒7、一次接线端子8、一次导电杆9、低功率测量绕组11、低功率保护绕组12和壳体13组成；其中，壳体13为上端封口且中空的圆筒；在壳体13的顶部设有防爆装置4；在壳体13的内腔上水平固定有一次导电杆9；所述一次导电杆9为中空的圆筒，一次导电杆9的两端均延伸至壳体13的外侧；在一次导电杆9的两侧端部连接有一次接线端子8；

沿一次导电杆9的外壁依次绕有低功率测量绕组11和低功率保护绕组12；通过压紧装置6确保低功率测量绕组11与低功率保护绕组12紧密接触；在低功率测量绕组11和低功率保护绕组12的内侧设有内屏蔽筒7，在低功率测量绕组11和低功率保护绕组12的外侧设有外屏蔽筒5，通过外屏蔽筒5与内屏蔽筒7的相互扣合实现对低功率测量绕组11和低功率保护绕组12的电磁屏蔽；

所述的身部组件由绕组支撑杆14、屏蔽罩15和外绝缘套管16组成；绕组支撑杆14的顶端与外屏蔽筒5相连接，绕组支撑杆14的杆身上依次套有屏蔽罩15和外绝缘套管16；外绝缘套管16的顶部与壳体13，底部与底座18相连接；

底座18为矩形的盒体结构，底座18的顶部分别与绕组支撑杆14的底端、外绝缘套管16的底部相连接；在绕组支撑杆14所包围区域的底座18顶面上开有贯穿孔；此外在绕组支撑杆14底部端口处设有航空端子19，通过导线将低功率测量绕组11和低功率保护绕组12分别与航空端子19相连接，

所述的底座18内设有二次模数转换器20，在底座18的侧壁上设有光纤输出端口21；通过导线将二次数模转换器20与航空端子19相连接，通过光纤将二次数模转换器20与光纤输出端口21相连接；光纤输出端口21供用户采集标准信号至控制室。

通过电线将二次数模转换器20与底座18外部的低压电源相连接并取电。

本发明的有益效果体现在如下:

 由于本发明的电子式电流互感器解决了二次模数转换器受高压电场下的电磁干扰影响，保证了电流互感器的精度,达到测量精度0.2S级，保护精度5TPE级要求，尤其在产品运行情况下，实现测量、计量的准确性，继电保护设备运行的可靠性及安全性；同时二次数模转换器直接在低压端供电，省去了价格昂贵的激光电能供电或取能线圈供电，降低了产品的制造成本，提高了二次数模转换器工作的稳定性，并提高了产品的使用寿命。

1.本发明的一次电流感应线圈亦即所述的低功率测量绕组11、低功率保护绕组12是通过一种近似无损耗的铁心线圈，将高压一次电流变换为一个较小的电流，并通过不受高压电磁干扰的导线，将电流信号传送到所述二次数模转换器20，保证一次取样的小电流准确性和稳性，也即保证的信息源的准确性和稳定性，同时也就为保证产品的准确性和稳定性提供了可靠保证。

2.本发明是采用模拟信号通过不受高压电磁干扰的导线，将模拟电流信号传送到所述二次数模转换器20，保证了信号在传输过程中不会被损耗或干扰，保证了信号源的准确、可靠传递。

3.本发明所述的二次模数转换器20，置于本发明所述底座部件18内部，而所述底座部件18是处于产品的底部，属于低电位（相对于高压端，仅采用普通市电），在模数转换过程中没有高压电磁的干扰，保证了所述的二次模数转换器20内部电子器件的可靠工作，也就保证了在模拟量转换为数字量的过程中准确性和可靠性。

4.由于所述的二次模数转换器20，置于本发明所述底座部件18内部，极大方便了产品在运行中的维护、检修。

5. 所述的二次模数转换器20使用的是低压电源供电, 省去了价格昂贵的激光电能供或取能线圈供电，降低了产品的制造成本，提高了二次数模转换器工作的稳定性，并提高了产品的使用寿命。

6.本发明引用了所述的航空端子19联接光纤输出端口21，替代现行电子式电流互感器通用的普通光纤引出线板, 连接方便可靠，对位不会差错，保证了光纤联接的可靠性和可操作性。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为图1的A区域的局部放大示意图。

图3为图1的B区域的局部放大示意图。

上图中序号：防爆装置4 、外屏蔽筒5、压紧装置6、内屏蔽筒7、一次接线端子8、一次导电杆9、低功率测量绕组11、低功率保护绕组12、壳体13、绕组支撑杆14、屏蔽罩15、外绝缘套管16、六氟化硫气体干燥剂17、底座18、航空端子19、二次转换器20、光纤输出端口21。

具体的实施方式

现结合附图对本发明的结构做进一步的说明。

参见图1，一种电子式电流互感器，由头部组件、身部组件和底座18组成；身部组件的顶部连接有头部组件，身部组件的底部连接有底座18。

参见图2，所述头部组件由防爆装置4、外屏蔽筒5、压紧装置6、内屏蔽筒7、一次接线端子8、一次导电杆9、低功率测量绕组11、低功率保护绕组12和壳体13组成；其中，壳体13为上端封口且中空的圆筒；在壳体13的顶部设有防爆装置4；在壳体13的内腔上水平固定有一次导电杆9；所述一次导电杆9为中空的圆筒，一次导电杆9的两端均延伸至壳体13的外侧；在一次导电杆9的两端分别连接有一次接线端子8；

参见图2，沿一次导电杆9的外壁依次绕有低功率测量绕组11和低功率保护绕组12；通过压紧装置6确保低功率测量绕组11与低功率保护绕组12紧密接触；在低功率测量绕组11和低功率保护绕组12的内侧设有内屏蔽筒7，在低功率测量绕组11和低功率保护绕组12的外侧设有外屏蔽筒5，通过外屏蔽筒5与内屏蔽筒7的相互扣合实现对低功率测量绕组11和低功率保护绕组12的电磁屏蔽；

参见图2，身部组件由绕组支撑杆14、屏蔽罩15和外绝缘套管16组成；绕组支撑杆14的顶端与外屏蔽筒5相连接，绕组支撑杆14的杆身上依次套有屏蔽罩15和外绝缘套管16；外绝缘套管16的顶部与壳体13的底部相连接；

参见图3，底座部件18为矩形的盒体结构，底座18的顶部分别与绕组支撑杆14的底端、外绝缘套管16的底部相连接；在绕组支撑杆14所包围区域的底座18顶面上开有贯穿孔； 

参见图3，在绕组支撑杆14底部端口处设有航空端子19，通过导线将低功率测量绕组11和低功率保护绕组12分别与航空端子19相连接，其中连接航空端子19与低功率测量绕组11的导线自绕组支撑杆14的中空腔体内穿过。

参见图3，底座部件18内设有二次模数转换器20，在底座18的侧壁上设有光纤输出端口21；通过导线将二次数模转换器20与航空端子19相连接，光纤输出端口21供用户采集标准信号至控制室。通过电线将二次数模转换器20与底座18外部的低压电源相连接。

参见图3，在靠近底座18的绕组支撑杆14的下部上设有六氟化硫气体干燥剂17。

进一步地说，低功率测量绕组11和低功率保护绕组12均为铁心线圈, 即低功率测量绕组11和低功率保护绕组12均是近似无损耗的；低功率测量绕组11和低功率保护绕组12以电流感应的方式检测到的模拟量电流信号，通过不受高压电磁干扰的导线,传送至二次数模转换器20。

进一步地说，二次模数转换器20负责将所自低功率测量绕组11和低功率保护绕组12传输来的模拟量电流信号转换为数字信号,并通过光纤传输到控制室中测量、计量、保护装置，再由控制室中测量、计量、保护装置对高电压线路电流实现计量、测量和继电保护。

进一步地说，所述的防爆装置4负责在产品出现故障致壳体13内的气体压力过高时首先碎裂，将壳体13内的气体排出，避免壳体13、绝缘套管16或底座18发生爆裂；所述的壳体13的材质为铝铸件，壳体13内充有六氟化硫绝缘气体；所述的外屏蔽筒5和内屏蔽筒7构成了低功率测量绕组11和低功率保护绕组12的组合体屏蔽；一次导电杆9从外屏蔽筒5和内屏蔽筒7的几何中心穿过，并两侧向外水平延伸，且伸出壳体13。

所述的一次导线端子8串接在高压线路上。

Claims (6)

1.一种电子式电流互感器，由头部组件、身部组件和底座（18）组成；身部组件的顶部连接有头部组件，身部组件的底部连接有底座（18）；所述头部组件由防爆装置（4）、外屏蔽筒（5）、压紧装置（6）、内屏蔽筒（7）、一次接线端子（8）、一次导电杆（9）、低功率测量绕组（11）、低功率保护绕组（12）和壳体（13）组成；其中，壳体（13）为上端封口且中空的圆筒；在壳体（13）的顶部设有防爆装置（4）；在壳体（13）的内腔上水平固定有一次导电杆（9）；所述一次导电杆（9）为中空的圆筒，一次导电杆（9）的两端均延伸至壳体（13）的外侧；在一次导电杆（9）的两端分别连接有一次接线端子（8）；沿一次导电杆（9）的外壁依次绕有低功率测量绕组（11）和低功率保护绕组（12）；通过压紧装置（6）确保低功率测量绕组（11）与低功率保护绕组（12）紧密接触；在低功率测量绕组（11）和低功率保护绕组（12）的内侧设有内屏蔽筒（7），在低功率测量绕组（11）和低功率保护绕组（12）的外侧设有外屏蔽筒（5），通过外屏蔽筒（5）与内屏蔽筒（7）的相互扣合实现对低功率测量绕组（11）和低功率保护绕组（12）的电磁屏蔽；所述身部组件由绕组支撑杆（14）、屏蔽罩（15）和外绝缘套管（16）组成；绕组支撑杆（14）的顶端与外屏蔽筒（5）相连接，绕组支撑杆（14）的杆身上依次套有屏蔽罩（15）和外绝缘套管（16）；外绝缘套管（16）的顶部与壳体（13）的底部相连接；底座（18）为矩形的盒体结构，底座（18）的顶部分别与绕组支撑杆（14）的底端、外绝缘套管（16）的底部相连接；在绕组支撑杆（14）所包围区域的底座（18）顶面上开有贯穿孔；

其特征在于：在绕组支撑杆（14）底部端口处设有航空端子（19），通过导线将低功率测量绕组（11）和低功率保护绕组（12）分别与航空端子（19）相连接；在底座（18）内设有二次数模转换器（20），在底座（18）的侧壁上设有光纤输出端口（21）；通过导线将二次数模转换器（20）与航空端子（19）相连接，通过光纤将二次数模转换器（20）与光纤输出端口（21）相连接；通过电线将二次数模转换器（20）与底座（18）外部的低压电源相连接并取电。

2.如权利要求1所述的一种电子式电流互感器；其特征在于：在靠近底座（18）的绕组支撑杆（14）的杆身上设有六氟化硫气体干燥剂（17）。

3.如权利要求1所述的一种电子式电流互感器；其特征在于：低功率测量绕组（11）和低功率保护绕组（12）均为铁心线圈, 即低功率测量绕组（11）和低功率保护绕组（12）均是近似无损耗的；低功率测量绕组（11）和低功率保护绕组（12）以电流感应的方式检测到的模拟量电流信号，通过不受高压电磁干扰的导线，传送至二次数模转换器（20）。

4.如权利要求1所述的一种电子式电流互感器；其特征在于：二次模数转换器（20）负责将所自低功率测量绕组（11）和低功率保护绕组（12）传输来的模拟量电流信号转换为数字信号，并通过光纤传输到上位机，再由上位机对高电压线路电流实现计量、测量和继电保护。

5.如权利要求1所述的一种电子式电流互感器；其特征在于：所述的防爆装置（4），负责在壳体（13）内的气体压力过高时首先碎裂，将壳体（13）内的气体排出，避免壳体（13）、绝缘套管（16）或底座（18）发生爆裂；所述的壳体（13）的材质为铝铸件，壳体（13）内充有六氟化硫绝缘气体；所述的外屏蔽筒（5）和内屏蔽筒（7）构成了低功率测量绕组（11）和低功率保护绕组（12）的组合体屏蔽；一次导电杆（9）从外屏蔽筒（5）和内屏蔽筒（7）的几何中心穿过，并两侧向外水平延伸，且伸出壳体（13）；所述的一次导线端子（8）串接在高压线路上。

6.如权利要求1所述的一种电子式电流互感器；其特征在于：二次模数转换器（20）采用的型号为AJY-E03。

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