CN106653340A - 柱上电流传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种柱上电流传感器，其包括三个筒状的绝缘套，所述绝缘套的管壁内设置有容置空间，每一个所述绝缘套的容置空间内均设置有传感器，且所述传感器与对应的所述容置空间的顶部之间均设置有绝缘件；相邻的两个所述绝缘套的容置空间之间均通过绝缘管连通，每一个所述绝缘管内均设置有与对应的所述传感器相连接的传输引线。本发明的柱上电流传感器，能够有效消除铁磁谐振，抗干扰能力较强，且精度等级高，完全能够满足计量的要求。

Description

柱上电流传感器
技术领域
本发明涉及电力系统中的电流测量和继电保护，特别是一种柱上电流传感器。
背景技术
ZW20、FZW28、ZW32及类似ZW32系列柱上断路器、负荷开关已广泛应用于中国10kV架空配电线路及配网自动化领域。尤其是近几年关于用户“看门狗”开关的试点应用的成功，对于以后几年上述开关的应用将有非常大的市场前景，以后每年中国柱上开关年需求大概在5-10万台。ZW20、FZW28、ZW32及类似ZW32系列柱上断路器内部均需要用到电流互感器、电压互感器(内、外部可选)，以实现线路保护功能，在配网自动化应用及用户侧自动分段器中对于内部电流互感器、电压互感器则有“刚性”需求，以实现配网自动化三遥功能或用户侧“看门狗”功能。其中最重要的是要用到零序电压和电流互感器，由于传统电磁传感原理的电压和电流互感器，体积庞大，质量重，这对于柱上产品的安装、维护都是个很大的问题，传统电磁传感原理的电压存在着铁磁谐振、爆炸的危害，电流互感器存在着铁心饱和，尤其是最近几年，柱上电压互感器爆炸的现象较多；另外柱上传统零序电压和电流互感器精度很差，大多是大于3级精度，相序互感器和零序互感器不能集成在一起，形成一个独立的产品，而是分散安装，不能满足用户实现线路保护功能，不久的将来，柱上电压、电流互感器一定还会需要有计量的精度等级才可以。
发明内容
针对现有技术应用电磁传感原理的电压和电流互感器在柱上断路器开关使用时存在铁磁谐振、爆炸的危害以及柱上传统零序电压和电流互感器的精度较差的问题，本发明的目的在于提出一种柱上电流传感器，能够有效消除铁磁谐振，抗干扰能力较强，且精度等级高，完全能够满足计量的要求。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种柱上电流传感器，其包括三个筒状的绝缘套，所述绝缘套的管壁内设置有容置空间，每一个所述绝缘套的容置空间内均设置有传感器，且所述传感器与对应的所述容置空间的顶部之间均设置有绝缘件；相邻的两个所述绝缘套的容置空间之间均通过绝缘管连通，每一个所述绝缘管内均设置有与对应的所述传感器相连接的传输引线。
如上所述的柱上电流传感器，其中，所述传感器包括相序信号采集传感器和设置于所述相序信号采集传感器的下方的零序信号采集传感器，所述绝缘件设置于所述零序信号采集传感器的上方与所述容置空间的顶部之间。
如上所述的柱上电流传感器，其中，所述相序信号采集传感器和所述零序信号采集传感器均为空心线圈，所述绝缘件为与所述空心线圈相匹配的环状结构。
如上所述的柱上电流传感器，其中，所述相序信号采集传感器和所述零序信号采集传感器均为铁芯线圈，所述绝缘件为与所述铁芯线圈相匹配的环状结构。
如上所述的柱上电流传感器，其中，所述相序信号采集传感器、所述零序信号采集传感器和所述绝缘件匹配设置于所述绝缘套的容置空间内。
如上所述的柱上电流传感器，其中，所述绝缘套包括绝缘凹槽和固定设置于所述绝缘凹槽的顶部的顶盖，所述绝缘管和所述绝缘凹槽为一体结构，且所述绝缘凹槽、所述顶盖和所述绝缘管均是由硅橡胶制成的。
如上所述的柱上电流传感器，其中，所述绝缘件是由环氧树脂制成的。
如上所述的柱上电流传感器，其中，所述传输引线包括与所述相序信号采集传感器相连接的相序传输引线和与所述零序信号采集传感器相连接的零序传输引线；三根所述相序传输引线和与位于中间的所述零序信号采集传感器相连接的所述零序传输引线连接于外部，与位于两侧的所述零序信号采集传感器相连接的两根所述零序传输引线均与位于中间的所述零序信号采集传感器连接。
如上所述的柱上电流传感器，其中，所述传输引线为两根双屏蔽绞线。
如上所述的柱上电流传感器，其中，三个所述绝缘套沿着直线顺序设置，位于中间的所述绝缘套的容置空间还连通有不锈钢弯管，三根所述相序传输引线和与位于中间的所述零序信号采集传感器相连接的所述零序传输引线均通过所述不锈钢弯管连接于外部。
本发明的有益效果是：
本发明的柱上电流传感器采用了传感器原理，完全摈除了传统电磁传感原理的电流互感器的使用缺点，能够有效消除铁磁谐振，抗干扰能力强；而且，所述柱上电流传感器将所述传感器容置于所述绝缘套的容置空间中，减小了所述柱上电流传感器的体积，重量轻，安装方便，而且完全可以满足保护和计量精度等级的要求。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的部分剖视示意图。
图3是本发明的绝缘套与绝缘管的连接示意图(剖视图)。
图4是本发明的另一结构示意图(侧视图)。
图5是本发明的相序信号采集传感器和零序信号采集传感器的信号输出示意图。
附图标记说明：
1、相序信号采集传感器，2、零序信号采集传感器，3、绝缘件，41、零序传输引线，42、相序传输引线，5、保护套，6、不锈钢弯管，7、绝缘套，71、容置空间，8、绝缘管。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1至图4所示，本发明提供了一种柱上电流传感器，其包括三个筒状的绝缘套7，所述绝缘套7的管壁内设置有容置空间71，每一个所述绝缘套7的容置空间71内均设置有传感器，且所述传感器与对应的所述容置空间71的顶部之间均设置有绝缘件3；相邻的两个所述绝缘套7的容置空间71之间均通过绝缘管8连通，每一个所述绝缘管8内均设置有与对应的所述传感器相连接的传输引线。
由上述可知，本发明的柱上电流传感器采用了传感器原理，完全摈除了传统电磁传感原理的电流互感器的使用缺点，能够有效消除铁磁谐振，抗干扰能力强；而且，所述柱上电流传感器将所述传感器容置于所述绝缘套7的容置空间71中，减小了所述柱上电流传感器的体积，重量轻，安装方便，而且完全可以满足保护和计量精度等级的要求。
在一个优选的实施方式中，所述传感器包括相序信号采集传感器1和设置于所述相序信号采集传感器1的下方的零序信号采集传感器2，所述绝缘件3设置于所述零序信号采集传感器2的上方与所述容置空间71的顶部之间。所述柱上电流传感器将所述相序信号采集传感器1和所述零序信号采集传感器2集成在一起，有效提高了集成度。
为了使本发明的柱上电流传感器具有优良的过载能力和长期运行稳定性，可以采用罗氏空心线圈传感原理或者低功耗发铁芯线圈传感原理。在一个具体的实施方式中，所述相序信号采集传感器1和所述零序信号采集传感器2均为空心线圈，所述绝缘件3为与所述空心线圈相匹配的环状结构。或者，在另一个具体的实施方式中，所述相序信号采集传感器1和所述零序信号采集传感器2均为铁芯线圈，所述绝缘件3为与所述铁芯线圈相匹配的环状结构。具体的是，所述相序信号采集传感器1、所述零序信号采集传感器2和所述绝缘件3匹配设置于所述绝缘套7的容置空间71内。
在一个可行的实施方式中，所述绝缘套7包括绝缘凹槽72和固定设置于所述绝缘凹槽72的顶部的顶盖73，所述绝缘管8和所述绝缘凹槽72为一体结构，且所述绝缘凹槽72、所述顶盖73和所述绝缘管8均是由硅橡胶制成的。所述绝缘件3由环氧树脂制成的。在成型过程中，先后将所述相序信号采集传感器1和所述零序信号采集传感器2匹配放置在敞开的所述绝缘凹槽72中，盖上所述顶盖73，所述绝缘凹槽72和所述顶盖73之间的缝隙可以用粘接剂粘接，例如906粘接剂，然后使用填充的方式在所述零序信号采集传感器2的上方与所述容置空间71的顶部之间设置所述绝缘件3，经过8小时的后固化，所述绝缘件3成型。
在一个具体的实施方式中，所述传输引线包括与所述相序信号采集传感器1相连接的相序传输引线42和与所述零序信号采集传感器2相连接的零序传输引线41；三根所述相序传输引线42和与位于中间的所述零序信号采集传感器2相连接的所述零序传输引线41连接于外部，与位于两侧的所述零序信号采集传感器2相连接的两根所述零序传输引线41均与位于中间的所述零序信号采集传感器2连接。所述柱上电流传感器将所述相序信号采集传感器1和所述零序信号采集传感器2集成在一起，共输出4路信号，如图5所示，图中的电路A、电路B和电路C中，电流Ia、电流Ib和电流Ic分别通过电感CT1至CT6与电阻R1至R6发生感应，输出三路相序电流信号和一路零序电流信号。由于所述相序信号采集传感器1和与所述零序信号采集传感器2均采用空心线圈或者铁芯线圈，因此，这四路信号的精度都高于传统电磁传感原理的电流互感器。
在如图1和图2所示的一个可行的实施方式中，三个所述绝缘套7沿着直线顺序设置，位于中间的所述绝缘套7的容置空间71还连通有不锈钢弯管6，三根所述相序传输引线42和与位于中间的所述零序信号采集传感器2相连接的所述零序传输引线41均通过所述不锈钢弯管6连接于外部。具体的是三个所述绝缘套7外套设有保护套5，所述保护套5上设置有穿设所述不锈钢弯管6的通孔。优选地，所述保护套5是由硅橡胶制成的。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种柱上电流传感器，其特征在于，所述柱上电流传感器包括三个筒状的绝缘套(7)，所述绝缘套(7)的管壁内设置有容置空间(71)，每一个所述绝缘套(7)的容置空间(71)内均设置有传感器，且所述传感器与对应的所述容置空间(71)的顶部之间均设置有绝缘件(3)；相邻的两个所述绝缘套(7)的容置空间(71)之间均通过绝缘管(8)连通，每一个所述绝缘管(8)内均设置有与对应的所述传感器相连接的传输引线。
2.根据权利要求1所述的柱上电流传感器，其特征在于，所述传感器包括相序信号采集传感器(1)和设置于所述相序信号采集传感器(1)的下方的零序信号采集传感器(2)，所述绝缘件(3)设置于所述零序信号采集传感器(2)的上方与所述容置空间(71)的顶部之间。
3.根据权利要求2所述的柱上电流传感器，其特征在于，所述相序信号采集传感器(1)和所述零序信号采集传感器(2)均为空心线圈，所述绝缘件(3)为与所述空心线圈相匹配的环状结构。
4.根据权利要求2所述的柱上电流传感器，其特征在于，所述相序信号采集传感器(1)和所述零序信号采集传感器(2)均为铁芯线圈，所述绝缘件(3)为与所述铁芯线圈相匹配的环状结构。
5.根据权利要求3或4所述的柱上电流传感器，其特征在于，所述相序信号采集传感器(1)、所述零序信号采集传感器(2)和所述绝缘件(3)匹配设置于所述绝缘套(7)的容置空间(71)内。
6.根据权利要求5所述的柱上电流传感器，其特征在于，所述绝缘套(7)包括绝缘凹槽(72)和固定设置于所述绝缘凹槽(72)的顶部的顶盖(73)，所述绝缘管(8)和所述绝缘凹槽(72)为一体结构，且所述绝缘凹槽(72)、所述顶盖(73)和所述绝缘管(8)均是由硅橡胶制成的。
7.根据权利要求6所述的柱上电流传感器，其特征在于，所述绝缘件(3)是由环氧树脂制成的。
8.根据权利要求2所述的柱上电流传感器，其特征在于，所述传输引线包括与所述相序信号采集传感器(1)相连接的相序传输引线(42)和与所述零序信号采集传感器(2)相连接的零序传输引线(41)；三根所述相序传输引线(42)和与位于中间的所述零序信号采集传感器(2)相连接的所述零序传输引线(41)连接于外部，与位于两侧的所述零序信号采集传感器(2)相连接的两根所述零序传输引线(41)均与位于中间的所述零序信号采集传感器(2)连接。
9.根据权利要求8所述的柱上电流传感器，其特征在于，所述传输引线为两根双屏蔽绞线。
10.根据权利要求8或9所述的柱上电流传感器，其特征在于，三个所述绝缘套(7)沿着直线顺序设置，位于中间的所述绝缘套(7)的容置空间(71)还连通有不锈钢弯管(6)，三根所述相序传输引线(42)和与位于中间的所述零序信号采集传感器(2)相连接的所述零序传输引线(41)均通过所述不锈钢弯管(6)连接于外部。
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