CN108918945A - 一种一二次深度融合电压传感器及其设计工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种一二次深度融合电压传感器及其设计工艺方法，涉及电压检测的技术领域，嵌入在电力系统的一次设备内部，包括：电压转换电路板、低压调整电路、输出端；电压转换电路板用于与一次设备的进线端连接，以将一次设备中的高电压转换为低电压；电压转换电路板包括：高压臂和低压臂，高压臂包括多个高压电容，低压臂包括多个低压电容；低压调整电路与低压臂并联，低压调整电路用于调整低压臂中的电压，并通过输出端输出调整后的电压。避免了电压传感器遭受到外部环境的破坏，提升了对一次设备检测的精度。

Description

一种一二次深度融合电压传感器及其设计工艺方法

技术领域

本发明涉及电压检测技术领域，尤其是涉及一种一二次深度融合电压传感器及其设计工艺方法。

背景技术

目前国家电网公司正在全面开展智能电网建设，并对城市电网和农村电网进行改造。在配电设备中包括用于直接生产、输送、分配和使用电能的一次设备和用于对一次设备进行测量、监视、控制等等的二次设备。在一次设备和二次设备的交互过程中，如何得知一次设备的电压时电网运行监控中的重要步骤。

现有的电压传感器通常连接在一次设备的外部，所以，电压传感器很容易受到外部环境的破坏，很可能会导致对一次设备故障检测精度低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种一二次深度融合电压传感器及其设计工艺方法，避免了电压传感器遭受到外部环境的破坏，提升了对一次设备检测的精度。

第一方面，本发明实施例提供了一种一二次深度融合电压传感器，嵌入在电力系统的一次设备内部，包括：电压转换电路板、低压调整电路、输出端；

所述电压转换电路板用于与所述一次设备的进线端连接，以将所述一次设备中的高电压转换为低电压；所述电压转换电路板包括：高压臂和低压臂，所述高压臂包括多个高压电容，所述低压臂包括多个低压电容；

所述低压调整电路与所述低压臂并联，所述低压调整电路用于调整所述低压臂中的电压，并通过所述输出端输出调整后的电压。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述高压臂中的所述多个高压电容形成高压相序排列和高压零序排列。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述一二次深度融合电压传感器还包括：浇注体，所述电压转换电路板位于所述浇注体的外层形成的腔体中。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述浇注体的外层采用户外型脂环类环氧树脂材料构成；所述腔体采用硅橡胶材料构成。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述低压臂中的所述多个低压电容形成低压相序排列和低压零序排列。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述低压调整电路包括阻容器件。

第二方面，本发明实施例还提供一种一二次深度融合电压传感器设计工艺方法，包括：

印刷电压转换电路板；

采用户外型脂环类环氧树脂材料结合APG浇注工艺，高温浇注，高温固化，形成浇注体的外层；所述电压转换电路板设置在所述浇注体的外层形成的腔体中；

采用硅橡胶材料常温浇注所述腔体，浇注完成后进行常温固化，形成具有浇注体的电压转换电路板；

将所述具有浇注体的电压转换电路板与低压调整电路相连。

本发明实施例带来了以下有益效果：嵌入在电力系统的一次设备内部，一二次深度融合电压传感器包括：电压转换电路板、低压调整电路、输出端；电压转换电路板用于与一次设备的进线端连接，以将一次设备中的高电压转换为低电压；电压转换电路板包括：高压臂和低压臂，高压臂包括多个高压电容，低压臂包括多个低压电容；低压调整电路与低压臂并联，低压调整电路调整低压臂中的电压，并通过输出端输出调整后的电压，本发明将一二次深度融合电压传感器嵌入在一次设备内部，与一次设备深度融合，避免了电压传感器遭受到外部环境的破坏，提升了对一次设备检测的精度。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一个实施例提供的一二次深度融合电压传感器的结构图；

图2为本发明实施例提供的一二次深度融合电压传感器的电路图；

图3为本发明另一个实施例提供的一二次深度融合电压传感器的结构图；

图4为本发明一个实施例提供的一二次深度融合电压传感器深度融合于ZW20断路器的示意图；

图5为本发明一个实施例提供的一二次深度融合电压传感器深度融合于ZW32断路器的示意图。

图标：

12-高压臂；13-低压臂；14-低压调整电路；15-输出端；16-浇注体；17-腔体；18-外壳；1-高压相序电容；2-高压零序电容。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

目前，检测一次设备的电压传感器通常连接在一次设备的外部，所以，电压传感器很容易受到外部环境的破坏，很可能会导致对一次设备故障检测精度低。

基于此，本发明实施例提供的一种一二次深度融合电压传感器，嵌入在电力系统的一次设备内部，电力系统的一次设备可以包括断路器等，本发明实施例提供的一二次深度融合电压传感器可以嵌入到断路器中，以检测这些一次设备的电压情况，其中，嵌入位置可以为断路器的脊柱中、或者断路器的箱体内部。

具体的，结合图1所示，示出了一二次深度融合电压传感器的结构图，一二次深度融合电压传感器包括：嵌入在电力系统的一次设备内部，包括：电压转换电路板、低压调整电路14、输出端15；电压转换电路板包括：高压臂12、低压臂13；高压臂12与低压臂13相连，低压调整电路14与低压臂13并联；低压调整电路14与输出端15相连；

其中，电压转换电路板用于与一次设备的进线端连接，以将一次设备中的高电压转换为低电压，高压臂12包括多个高压电容，低压臂13包括多个低压电容；

低压调整电路14用于调整低压臂中的电压，并通过输出端15输出调整后的电压

本发明实施例提供的一二次深度融合电压传感器嵌入在电力系统的一次设备内部，一二次深度融合电压传感器包括：电压转换电路板、低压调整电路、输出端；电压转换电路板用于与一次设备的进线端连接，以将一次设备中的高电压转换为低电压；电压转换电路板包括：高压臂和低压臂，高压臂包括多个高压电容，低压臂包括多个低压电容；低压调整电路与低压臂并联，低压调整电路调整低压臂中的电压，并通过输出端输出调整后的电压，本发明将一二次深度融合电压传感器嵌入在一次设备内部，与一次设备深度融合，避免了电压传感器遭受到外部环境的破坏，提升了对一次设备检测的精度。

可选的，高压臂12中的多个高压电容串联，多个高压电容形成高压相序排列和高压零序排列。

可选的，低压臂13中的多个低压电容串联，多个低压电容形成低压相序排列和低压零序排列。

可选的，低压调整电路14由多个阻容器件并联组成。

作为一个示例，结合图2所示，当高压臂12包括多个电容，低压臂13包括一个电容，低压调整电路14由三个电容并联组成，如图2的工作原理为：高压臂12和低压臂13根据电容分压原理，将被测高电压转换为可用仪表直接测量的低电压，变比为(10kV/√3)/(3.25V/√3)；调节低压调整电路14，使一二次深度融合电压传感器满足相序0.5级、零序测量1级、保护3P级准确度的要求。本发明提供的一二次深度融合电压传感器提供三相对地电压、零序电压信号，精度高，测量范围宽，可靠性高，满足一二次深度融合电压传感器的相序0.5级、零序测量1级、保护3P级准确度要求。

结合图3所示，一二次深度融合电压传感器还包括：浇注体16，电压转换电路板位于浇注体16的外层形成的腔体中。

可选的，浇注体的外层采用户外型脂环类环氧树脂材料构成；腔体采用硅橡胶材料构成。

请参阅图4，示出了一二次深度融合电压传感器深度融合于ZW20断路器。由于ZW20断路器为箱体式断路器，所以，将本发明实施例提出的一二次深度融合电压传感器均放置在箱体内部，高压臂12由高压相序电容1和高压零序电容2组成，将高压相序电容1和高压零序电容2传接起来，同时，将电压转换电路板中的连接高压臂的出线端连接ZW20断路器的进线端，整个电压转换电路板包含于浇注体16内。浇注体16分为浇注体的腔体17和浇注体的外壳18，浇注体的腔体17为硅橡胶材料，浇注体的外壳18采用户外型脂环类环氧树脂材料。其中，高压相序电容1由多个高压电容形成高压相序排列而成，高压零序电容2由多个高压电容形成高压零序排列而成。

请参阅图5，示出了一二次深度融合电压传感器深度融合于ZW32断路器。由于ZW32断路器为支柱型的断路器，所以，将本发明实施例提出的一二次深度融合电压传感器可以将电压转换电路板放置在支柱的脊背上，高压臂12由高压相序电容1和高压零序电容2组成，将高压相序电容1和高压零序电容2传接起来，同时，将电压转换电路板中的连接高压臂的出线端连接ZW32断路器的进线端，整个电压转换电路板包含于浇注体16内。浇注体16分为浇注体的腔体17和浇注体的外壳18，浇注体的腔体17为硅橡胶材料，浇注体的外壳18采用户外型脂环类环氧树脂材料。

基于此，本发明实施例还提供了一种一二次深度融合电压传感器设计工艺方法，包括：

印刷电压转换电路板；

采用户外型脂环类环氧树脂材料结合APG浇注工艺，高温浇注，高温固化，形成浇注体的外层；电压转换电路板设置在浇注体的外层形成的腔体中；

采用硅橡胶材料常温浇注所述腔体，浇注完成后进行常温固化，形成具有浇注体的电压转换电路板；

将具有浇注体的电压转换电路板与低压调整电路相连。

具体来说，将高压臂和低压臂印刷为一块电路板，采用户外型脂环类环氧树脂材料结合APG浇注工艺，高温浇注，高温固化，形成浇注体的外壳；将具有高压臂和低压臂的电路板放置在浇注体的外壳形成的腔体内，然后，采用硅橡胶材料填充由所述腔体，浇注完成后进行常温固化，形成具有浇注体的电压转换电路板，最后，将具有浇注体的电压转换电路板与低压调整电路相连。其中，将具有浇注体的电压转换电路板中的低压臂的两个接口，将两根导线一端连接接口，导线另一端连接与低压调整电路，使低压臂与低压调整电路呈并联方式。

另外，低压调整电路可以设置一个外壳，将低压调整电路放置在外壳里。

通过上述的设计工艺方法，外壳浇注体采用户外型脂环类环氧树脂材料，有效保证电气绝缘，内部填充硅橡胶材料，常温固化，解决电容器件的温漂问题，避免传感器内部出现缝隙、气泡等缺陷，改善局部放电性能，并且使一二次深度融合电压传感器的结构更紧凑，体积小，便于安装。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对步骤、数字表达式和数值并不限制本发明的范围。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

另外，在本发明实施例的描述中，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。

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。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述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：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种一二次深度融合电压传感器，其特征在于，嵌入在电力系统的一次设备内部，包括：电压转换电路板、低压调整电路、输出端；

所述电压转换电路板用于与所述一次设备的进线端连接，以将所述一次设备中的高电压转换为低电压；所述电压转换电路板包括：高压臂和低压臂，所述高压臂包括多个高压电容，所述低压臂包括多个低压电容；

所述低压调整电路与所述低压臂并联，所述低压调整电路用于调整所述低压臂中的电压，并通过所述输出端输出调整后的电压。

2.根据权利要求1所述的一二次深度融合电压传感器，其特征在于，所述高压臂中的所述多个高压电容形成高压相序排列和高压零序排列。

3.根据权利要求2所述的一二次深度融合电压传感器，其特征在于，所述一二次深度融合电压传感器还包括：浇注体，所述电压转换电路板位于所述浇注体的外层形成的腔体中。

4.根据权利要求3所述的一二次深度融合电压传感器，其特征在于，所述浇注体的外层采用户外型脂环类环氧树脂材料构成；所述腔体采用硅橡胶材料构成。

5.根据权利要求1所述的一二次深度融合电压传感器，其特征在于，所述低压臂中的所述多个低压电容形成低压相序排列和低压零序排列。

6.根据权利要求1所述的一二次深度融合电压传感器，其特征在于，所述低压调整电路包括阻容器件。

7.一种一二次深度融合电压传感器设计工艺方法，其特征在于，包括：

印刷电压转换电路板；

采用户外型脂环类环氧树脂材料结合APG浇注工艺，高温浇注，高温固化，形成浇注体的外层；所述电压转换电路板设置在所述浇注体的外层形成的腔体中；

采用硅橡胶材料常温浇注所述腔体，浇注完成后进行常温固化，形成具有浇注体的电压转换电路板；

将所述具有浇注体的电压转换电路板与低压调整电路相连。