CN105467267B - 用于架空网络的检测器及包括该检测器的架空网络 - Google Patents

Abstract

一种用于架空网络的检测器及包括该检测器的架空网络。用于电导体的该检测器(1)包括机构单元(200)固定至其上的框架(2)，该机构单元包括：磁性环形件，其分为两个分支，环形件具有围绕两分支中的至少一个缠绕的线圈(24)；以及电流传感器，其分为两个分支(26A，26B)。该机构单元还包括力传送元件，所述元件设置有能够接收支承接收导体的至少一个部分，以及用于将检测器锚定在电导体上的至少两个夹具(30A，30B)，每个夹具可在打开位置与夹具的锁定位置之间旋转。检测器还包括基座和至少一个电子装置(6)。力传送元件由扳机延伸，并且每个夹具支承突出的构件(34A，34B)。弹簧(36A，36B)在突出构件(34A，34B)与固定在框架(2)上的部件(290B，290B)之间伸展。

Description

用于架空网络的检测器及包括该检测器的架空网络

技术领域

本发明涉及一种用于检测电导体中的至少一个电量的检测器，以及包括该检测器的架空配电网络。

背景技术

在架空配电网络领域中，对于部门中的团队来说，其主要职责之一是确保网络的运行，并且尽量减少停电次数。当配电中发生停电时，为了尽快重建用电，必须识别和定位故障。此外，配电中的一个很常见的缺陷是，电流相对于电压的相位偏移，其可能沿传输线路发生。

在这方面，在架空网络中，已知的是使用安装在架空网络的传输线路上的故障检测器。其调试可能发生在配电网络运行的适合，也就是说，传输线路承载中压或高压电流的时候。同样地，检测器的维护在网络运行的情况下进行。这些检测器的调试和维护是困难且危险的过程。因此，重要的是提供可能易于可靠地安装的检测器。尤其是，必须持久的将其紧固至传输线路，同时产生独立于其必须附接至其上的网络导体的直径的显著关闭效果，并且需要由操作人员较少的检查。

故障的检测与电流和由线路传输的电流与电压之间的相位偏移的估计值的测量一起进行。因此，该检测器包括传感器或必须供电的电子部件。在这方面，从专利文献WO-A-2010/042565或WO-A-2010/042422已知使用磁性环形件提供电力至检测器的传感器和电子部件。根据这种方法，磁性环形件围绕传输线路的电导体关闭，并且其配置成导致电流在缠绕磁性环形件缠绕的线圈的匝数中。

例如，从专利文献US-A-2008/0077336中已知在高压线路上安装检测装置，该装置包括用于计算机的磁性供给环形件，该计算机配置成处理由检测器测量的参数，并且经由无线通信将其发送至集中器。

最后，从专利文献WO-A-2012/021478中已知使用夹具和磁性环形件的系统，以在架空网络的传输线路上安装检测器并且给检测装置的电传感器供电。由于螺钉/螺母系统，夹具围绕电导体关闭。这需要操作些用柄状物旋转螺杆/螺母系统的螺钉，这是耗时的，令人厌烦的并且潜在危险的。最后，良好的紧固取决于操作者的良好的拧紧。

发明内容

更明确地，本发明的目的是通过提出一种在其中固定装备的新的检测器来解决这些缺点，尤其是，由于一个创新的紧固系统。

为此，本发明涉及一种用于检测在电导体中的至少一个电量的检测器，该检测器包括机构单元固定至其上的框架。机构单元包括磁性环形件，其分成可围绕由框架限定的轴线在分离位置与围绕电导体关闭的位置之间旋转的两个分支，磁性环形件具有围绕两个分支中的至少一个缠绕的线圈。机构单元还包括电流传感器，其分成可围绕由框架限定的轴线在分离位置与围绕电导体关闭的位置之间旋转的两个分支，电流传感器执行AC电流的测量。机构单元还包括将旋转力传送至磁性环形件和电流传感器的元件，该元件设置有能够通过支承接收导体的至少一个部分，以及用于将检测器锚定在电导体上的至少两个夹具，每个夹具可围绕平行于磁性环形件的分支的旋转轴线的轴线旋转，并且由该框架限定在打开位置与夹具的锁定位置之间。检测器还包括基座，以及能够发送由电流传感器检测出的电流参数的至少一个电子装置。根据本发明，力传送元件由扳机延伸，同时每个锚定夹具具有与扳机接触的部分并且支承在平行于其旋转轴线的方向上突出的构件，该突出构件与其夹具可在打开位置与关闭位置之间移动。此外，弹簧在突出构件与固定在框架上的构件之间伸展。由于夹具相对于旋转轴线的角位置的作用，弹簧在夹具上施加旋转转矩并且倾向于将其朝其打开位置或其锁定位置移动。此外，在打开位置与锁定位置之间，夹具穿过中立位置，或者突出构件、其旋转轴线，以及固定部件被对齐，并且弹簧不会在夹具上施加旋转转矩。

由于本发明，锚定夹具确保持久关闭在电导体上，不论其直径的大小。对于紧固系统并且对于测量和自供电系统，独立于操作者，弹簧产生恒定夹紧力。此外，本发明提供产生以单个操作来关闭机构单元的检测器的结构，夹具、环形件，以及电流传感器的行进是彼此独立。检测器使用标准柄状物调试，并且提供在时间、疲劳，甚至相对于现有技术的解决方案的可行性方面的优势。自供电还能够采取连续测量，并且定期地将所测量的属性通信至控制中心，从而提供并联的高性能控制系统。

根据本发明的有利但可选的方面，该检测器可以包含以下特征中的一个或多个，其视为在任何技术上允许的组合：

当其处于其锁定位置时，每个夹具与电导体接触，从而构成用于锁定每个夹具的行程终端停止件，而不论其直径的大小。

当其处于关闭位置时，磁性环形件的分支和电流传感器的分支相互抵靠，而不依赖电导体的直径。

夹具的旋转轴与突出构件之间的径向距离的至少两倍小于夹具的旋转轴与框架处的固定部件之间的径向距离。

检测器包括覆盖系统，其包括包围机构单元并且可与其一起移动以围绕导体关闭的两个盖，同时检测器包括用于磁性环形件的至少一个弹性复位构件以及用于覆盖系统的至少一个弹性复位构件，朝其各自的围绕电导体关闭的位置将其复位。

电流传感器固定至磁性环形件。

机构单元设置有用于将检测器锚定至电导体上的两对锚定夹具，这些夹具对沿其分支之一的旋转轴线置于磁性环形件的任一侧。

电流传感器是Rogowski线圈。

电子装置包括：电压传感器，其电位连接通过锚定夹具来进行；以及电子电路板，其设置有计算机以处理电压传感器的输出信号，并基于该信号产生无线电信号。

本发明还涉及一种架空网络，用于承载包括三条传输线路的电流，每个线路由电导体组成并且设置有用于电导体中的AC电流的至少一个参数的检测器，以及能够接收由检测器传送的无线电信号并且配置成处理这些无线电信号的集中器。该网络的特征在于至少一个检测器如上所述。

附图说明

参照所附附图，鉴于仅作为示例提供的，检测器和根据其原理的架空网络的一示例的以下描述，本发明将被更好地理解，并且其它的优点将变得更清晰，其中：

图1是锁定在电导体上的根据本发明的检测器的透视图；

图2是在打开配置中的图1的检测器的磁性环形件的透视图；

图3是在打开配置中的图1的检测器的电流传感器的透视图；

图4是在关闭位置中的图1的检测器的局部透视图，为了清晰起见，图中省略了覆盖系统；

图5是在关闭配置中的图1的检测器的局部透视图，其中，为了清晰起见，省略了覆盖系统、部分框架、一些锚定夹具、磁性环形件的分支，以及电流传感器的分支；

图6是图1的断路器沿图1中的平面VI的剖视图，为了清晰起见，省略了某些元件；

图7是图1的检测器的侧面图解说明，其解释了负责从其打开位置朝其关闭位置移动锚定夹具的弹簧的操作，反之亦然；

图8是检测器处于打开配置中时，图4的检测器的侧视图；

图9是检测器处于围绕具有较大直径的电导体锁定的配置中时，图4的检测器的侧视图；

图10是检测器处于围绕具有较小直径的电导体锁定的配置中时，图4的检测器的侧视图；

图11是根据本发明的架空网络的图解说明，每个传输线路包括图1至10所示的根据本发明的检测器。

具体实施方式

中压架空网络10在图11中示出并且包括三个传输线路L10A，L10B和L10C，每个线路由电导体100组成。每个传输线路L10配备有检测器1，用于检测在电导体100中流动的AC电流的至少一个参数，检测器配置成传送无线电信号S1。架空网络10还配备有集中器104，能够接收由所述检测器1传送的无线信号并且配置成处理这些无线电信号S1。当集中器104分析了用无线电信号S1发送的数据，通过有线连接线路108或经由长程无线电信号，其将结果发送至控制中心106。集中器104还可以将无线电控制信号S104传送至检测器1。在本发明的另一实施例中，集中器104的功能由一个或每个检测器1执行。

图1至图10所示的检测器1是一种用于检测电导体100中的AC电流的至少一个参数的装置。该参数可以是相位、强度，或者在线路L10的导体100中流动的电压。该检测器1包括覆盖系统5，其包括两个盖50A和50B，其可围绕由检测器1限定的两个平行轴线X51A和X51B在打开位置与围绕电导体100的关闭位置之间旋转。附图标记500A和500B表示盖50A和50B的接触表面。当系统5关闭时，表面500A和500B抵靠彼此。每个盖50A和50B设置有手柄502A和502B和内部指状物504A和504B。覆盖系统5紧固在设置有两个侧翼40A和40B的基座4上，两个侧翼允许打开过程中盖50A和50B滑动。基座4还包括两个凸缘42，用于横向引导盖50A和50B以及锚定环44，为了清晰起见，锚定环仅在图1和图6中示出。覆盖系统5包围的电子装置6。

电子装置6包括电压传感器和设置有计算机的电子电路板，该计算机处理来自电流和/或电压传感器的输出信号并且基于这些信号产生无线电信号。仅电子装置6的外壳在图4和图5中示出，为了清晰起见，其部件并未示出。

覆盖系统5还包围框架2，其包括板20和垂直于板20突出的两个支承21。支承21支撑机构单元200。该机构单元200包括磁性环形件22、线圈24、电流传感器26、罩27，以及力传送元件28。机构单元200还包括两对夹具3。

磁性环形件22分为两个分支22A和22B，这些分支可围绕由框架2限定的公共轴线X2在分离位置与围绕电导体100关闭的位置之间旋转。附图标记220A和220B表示分支22A和22B的接触表面。当环形件22关闭时，表面220A和220B抵靠彼此。线圈24缠绕在磁性环形件22的分支22A上。

电流传感器26分成两个分支26A和26B，分支可围绕轴线X2在分离位置与围绕电导体100关闭的位置之间旋转。附图标记260A和260B表示的分支26A和26B的接触表面。当传感器26关闭时，表面260A和260B抵靠彼此。电流传感器26执行AC电流的测量。在附图的示例中，传感器26是Rogowski线圈。可替代地，其可能涉及传统铁磁传感器。

磁性环形件22经由包围其的罩27固定至电流传感器26。尤其是，磁性环形件22的分支22A经由罩27的分支27A围绕轴线X2以旋转的方式固定至电流传感器26的分支26A，而磁性环形件22的分支22B经由盖27的分支27B围绕轴线X2以旋转的方式固定至电流传感器26的分支26B。两个分支27A和27B附接至杆270，该杆在两个支承21之间平行于框架2板20延伸。尤其是，磁性环形件22和电流传感器26的旋转轴线X2由杆270的纵向轴线限定。

附图标记280限定力传送元件28的中心体。力传送元件28的中心体280包括两个轴280A和280B。两个弹簧286在轴280A与280B之间伸展。中心体280由两个部分282限制在两侧，通过支承能够接收电导体100。每个部分282通过扳机284对置于轴280A和280B轴向地延伸。元件28配置成将旋转力传送至罩27的分支27A和27B。随后，包围并且刚性地固定磁性环形件22和电流传感器26的罩27将旋转力传送至分支22A和22B以及分支26A和26B。

成对的夹具3沿框架2的轴线X2置于力传送元件28的两侧。成对的夹具3中的每对包括两个夹具30A和30B。每个夹具30A可围绕由框架2限定的轴线X30A在打开位置与在导体100上锁定的位置之间旋转。此外，每个夹具30B可围绕由框架2限定的轴线X30B在打开位置与在导体100上锁定的位置之间旋转。夹具30A和30B中的每个设置有抵靠力传送元件28的扳机284的部分32A和32B。此外，在平行于各自的旋转轴线X30A和X30B的方向上，夹具30A和30B中的每个支承平行于轴线X30A和X30B突出的构件34A和34B。在其打开位置与在导体100上锁定的其位置之间移动的过程中，突出构件34A和34B与夹具30A和30B可一起移动。轴线X30A和X30B分别对应于元件28的轴280A和280B的纵向轴线。

此外，夹具30A和30B安装成使得当其朝锁定位置移动时，其交叉直到与电导体100接触，从而构成用于其锁定的行程终端停止件。夹具30A和30B中的每个设置有一个端部38A和38B，其抵靠盖50A和50B的指状物504A或504B。成对的夹具3产生将检测器1锚定在电导体100上的效果。

框架2包括两个侧壁29。每个壁29设置有两个固定销290A和290B，其在平行于轴线X2的方向上突出并且对置于成对的夹具3。每个壁29还设置有设计成接收突出构件34A和34B的两个孔292A和292B以及接收扳机284的孔294。

每个夹具30A和30B支承分别在轴线X30A或X30B上对齐的圆形指状物33A，33B，并且每个夹具在其突出构件34A或34A的同一侧上延伸。每个指状物33A和33B可旋转地安装在布置于相邻壁29中的具有相应形状的圆形孔洞中。因此，通过接合中心在旋转轴线上的相应孔洞中的其指状物33A或33B，每个夹具30A或30B围绕其旋转轴线X30A或X30B铰接在壁29上。

孔292A和292B具有中心分别在轴X30A和X30B上的圆弧形状，而孔294是直线的并且垂直于板20。

弹簧36A在突出构件34A与对置于成对的夹具3的壁29的一侧上固定销290B之间伸展。同样地，弹簧36B在的突出构件34B与固定销290B之间伸展。

弹簧用于夹具30A和30B朝其打开位置或其锁定位置的移动。图7涉及在图4的左侧可见的夹具30A并且图解描述用于打开和锁定的操作原理。以下说明适用于检测器1的所有夹具。

附图标记X290A表示平行于轴线X2和X30A的销290A的纵向轴线。附图标记Δ表示垂直于轴线X30A和X290A并且与这些轴线正切的线。线Δ平行于框架2的板20。附图标记D1表示平行于线Δ，即相对于轴线X30A和X290A径向测量的轴线X290A与X30A之间的距离。插入孔292A中的突出构件34A围绕旋转轴线X30A旋转，构件34A固定至夹具30A。在图7中，夹具30A通过限定杠杆臂并在部件34A与旋转轴线X30A之间延伸的连接杆示意性地示出。附图标记D2表示径向于轴线X30A，即杠杆臂的长度方向上测量的构件34A与旋转轴线X30A之间的距离。在本图中，距离D1基本上等于距离D2，但在实践中，如图4和图6所示，距离D2等于距离D1的大约50％。这表明距离D2小于或等于距离D1的一半。事实上，小于或等于0.5的比值D2/D1能够获得夹具30A的强运动转矩，同时弹簧36A较小的变化。

弹簧36A在构件34上朝固定销290A施加力F1并且在固定销290A上朝构件34施加力F2，这些力F1和F2具有相同强度和相反的方向。

当构件34A位于上线Δ上时，与力F1和F2相关的扭矩相互抵消并且弹簧36A在夹具30A上不会产生任何运动转矩。这相当于不稳定中立或平衡位置。当夹具30A处于打开或半打开位置时，构件34A位于线Δ的上方。力F1和F2在夹具30A上引起的打开转矩C1，在图7中转矩C1在顺时针方向上。转矩的C1推动或保持夹具30A处于其完全打开的位置，因此，这是一稳定位置。当导体100支承在元件28的部分282上时，扳机284抵靠夹具30A的部分32A，因此，其围绕轴线X30A在图7中的逆时针方向上以旋转的方式设置。扳机284的力对置于转矩C1并且将构件34A推动到线Δ的下方。因此，力F1和F2在夹具30A上引起锁定转矩C2，在图7中转矩C2在逆时针方向上。转矩C2推动或保持夹具30A朝其完全锁定位置，其中夹具30A与电导体100接触，它构成用于锁定的行程终端停止件，而不论其直径大小。检测器1的锁定位置是一稳定位置。因此，这允许检测器1附接至具有不同直径的电导体上。

元件28将由弹簧36A和36B产生转矩传送至罩27的分支27A和27B，如上所述。弹簧286有助于平行于弹簧36A和36B的罩27的打开和关闭阶段。弹簧286的操作类似于上述的弹簧36A的操作。尤其是，参照图5，三个点可以在每个部分282上来识别：轴280A、扳机284的基底，以及轴280B。这三个点分别对应于图7的三个点，即，突出构件34A、指状物33A，以及销290A。弹簧286在轴280A与280B之间伸展，轴280B固定至扳机284的基底，并且形成杠杆臂的连接杆存在于轴280与扳机284的基底之间。因为这三个点的位置的作用，所以弹簧286产生的转矩C1或转矩C2。

此外，覆盖系统5包括两个弹簧506，其以类似于对于弹簧36A的上面描述的方式操作。弹簧在盖51A和51B内侧并且锚定在轴线X51A和X51B上。

由这些弹簧506和286产生的转矩与由弹簧36A和36B产生的转矩一致，使得检测器1的所有弹簧引起其作用在其上的部件的打开或关闭。

在安装之前，检测器1在关闭配置中，如图1所示。尤其是，盖50A和50B是关闭的，表面500A抵靠表面500B，以及磁性环形件22是关闭的，表面220A抵靠表面220B，并且电流传感器26是关闭的，表面260A抵靠表面260B。此外，夹具30A和30B是在其锁定配置中，突出构件34A和34B在图7的图示中处于线Δ的下方，其导致锁定转矩C2，如上所述。

在这样的配置中，在安装之前，通过拉动手柄502A和502B以将其彼此分离，从而覆盖系统5可以被打开。盖50A和50B在横向引导凸缘42上活动，并且指状物504A和504B抵靠夹具30A和30B的端部38A和38B。这使夹具30A和30B围绕轴线X30A和X30B旋转并且使突出构件34A和34B处于线Δ的上方，这引起打开转矩C1，如上所述。夹具30A和30B的打开使机构单元200完全打开，因此构件28从成对的夹具3将力传送至罩27，从而传送至磁性环形件22和电流传感器26。探测器1的打开以单个操作来进行。由此获得的打开配置可以被认为是稳定的配置：这由成对的夹具3的工作原理导致。

随后，检测器1准备进行安装。检测器1提升到具有柄状物的传输线路102的高度，其锚定至锚定环44。电导体100抵靠力传送元件28的部分282并且降低了扳机284。如上所述，这导致整个机构单元200上的锁定转矩C2。尤其是，夹具30A和30B关闭，直到其抵靠导体100。这确保检测器1锚定至线路L10的导体100，并且确保其操作。随后关闭的电流传感器26可以执行电流测量，接下来其被发送至电子装置6，该装置由环形件22和线圈24的组件来供电。当装置6包括电压传感器时，传感器的电位连接由锚定夹具30A和30B来进行。来自电流传感器和电压传感器的输出信号经处理之后，装置6将无线电信号S1传送至集中器104，其接收安装在三个线路102上的三个检测器1的信号。

为了拆卸检测器1，使用锚定至环44的柄状物，检测器1朝导体100倾斜向下拉动，使得导体100在夹具30A和30B上施加力，直到单元200的弹簧产生打开转矩C1。这使检测器1打开，从而可以容易地拆卸。

上面所考虑的实施例和替代方案可以被组合以产生新的实施例。

Claims (10)

1.一种用于检测在电导体中的至少一个电量的检测器(1)，所述检测器包括：

框架(2)，机构单元(200)固定至其上，包括：

磁性环形件(22)，其分成可围绕由所述框架限定的轴线(X2)在分离位置与围绕所述电导体关闭的位置之间旋转的两个分支(22A,22B)，所述磁性环形件具有围绕所述两个分支中的至少一个缠绕的线圈(24)，

电流传感器(26)，其分成可围绕由所述框架限定的轴线在分离位置与围绕所述电导体关闭的位置之间旋转的两个分支(26A,26B)，所述电流传感器执行AC电流的测量，

元件(28)，其将旋转力传送至所述磁性环形件和所述电流传感器，所述元件设置有至少一个部分(282)，其能够通过支承容纳所述电导体，

至少两个夹具(30A,30B)，其用于将所述检测器锚定在所述电导体上，每个夹具可围绕平行于所述磁性环形件的分支的旋转轴线(X2)的轴线(X30A，X30B)旋转，并且由所述框架限定在打开位置与所述夹具的锁定位置之间，

基座(4)，

至少一个电子装置(6)，其能够发送由所述电流传感器检测出的电流参数，

其特征在于：

力传送元件(28)由扳机(284)延伸，

每个锚定夹具(30A,30B)具有与所述扳机接触的部分(32A,32B)，

每个锚定夹具支承在平行于其旋转轴线的方向上突出的构件(34A,34B)，所述突出构件与其夹具可在所述打开位置与所述关闭位置之间移动，

弹簧(36A，36B)在所述突出构件(34A,34B)与固定在所述框架(2)上的固定部件(290A，290B)之间伸展，

由于所述夹具相对于所述旋转轴线的角位置的作用，所述弹簧在所述夹具上施加旋转转矩(C1,C2)并且倾向于将其朝所述打开位置或其锁定位置移动，

在所述打开位置与所述锁定位置之间，所述夹具穿过中性位置，其中，所述突出构件(34A,34B)、其旋转轴线(X30A，X30B)，以及所述固定部件(290A,290B)被对齐，并且所述弹簧不会在所述夹具上施加旋转转矩。

2.根据权利要求1所述的检测器，其特征在于，当其处于其锁定位置时，每个夹具(30A,30B)与所述电导体(100)接触，从而构成用于锁定每个夹具的行程终端停止件，而不论其直径的大小。

3.根据权利要求1所述的检测器，其特征在于，当其处于关闭位置时，所述磁性环形件(22)的分支(22A,22B)和所述电流传感器(26)的分支(26A,26B)相互抵靠，而不依赖于所述电导体的直径。

4.根据权利要求1所述的检测器，其特征在于，夹具的旋转轴(X30A，X30B)与所述突出构件(34A,34B)之间的径向距离(D2)至少两倍小于所述夹具的旋转轴与所述框架(2)处的所述固定部件(290A,290B)之间的径向距离(D1)。

5.根据权利要求1所述的检测器，其特征在于，其包括覆盖系统(5)，其包括包围所述机构单元(200)并且可与其一起移动以围绕所述电导体(100)关闭的两个盖(50A,50B)，其中，所述检测器包括用于所述磁性环形件的至少一个弹性复位构件(286)以及用于所述覆盖系统的至少一个弹性复位构件(506)，朝其各自的围绕所述电导体关闭的位置将其复位。

6.根据权利要求1所述的检测器，其特征在于，所述电流传感器(26)固定至所述磁性环形件(22)。

7.根据权利要求1所述的检测器，其特征在于，所述机构单元(200)设置有用于将所述检测器锚定至所述电导体(100)上的两对锚定夹具(3)，这些夹具对沿其分支(22A,22B)之一的旋转轴线(X2)置于所述磁性环形件(22)的任一侧。

8.根据权利要求1所述的检测器，其特征在于，所述电流传感器(26)是Rogowski线圈。

9.根据权利要求1所述的检测器，其特征在于，所述电流传感器(26)包括：

电压传感器，其电位连接通过所述锚定夹具(30A,30B)来进行，

电子电路板，其设置有计算机以处理所述电压传感器和/或电流传感器的输出信号，并基于这些信号产生无线电信号。

10.一种用于分配电力的架空网络(10)，包括：

三条传输线路(L10A,L10B,L10C)，每个架空网络(10)由电导体(100)组成并且设置有用于所述电导体中的AC电流的至少一个参数的检测器，

集中器(104)，其能够接收由所述检测器传送的无线电信号并且配置成处理这些无线电信号，

其特征在于，至少一个检测器(1)是根据权利要求1所述的检测器。