CN112735793B - 一种双流制式机车用电压互感器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双流制式机车用电压互感器，包括电压互感器器身，所述电压互感器器身包括铁芯、温度传感器、二次绕组、一次绕组、高压端子；二次绕组均匀的绕制在绝缘骨架上，一次绕组均匀的绕制在二次绕组上，绝缘骨架套装在铁芯上；安装底座上固定有频率识别单元，二次绕组的首端与末端接入频率识别单元。频率识别单元经过采集分析二次绕组的电压幅值及频率信息，进行傅里叶变换，判断接触网的频率，给出相应的频率指示信息。能同时满足25kV/50Hz、15kV/16.7Hz两种电压制式，并且实时输出电压互感器内部铁芯、绕组温度等特征量，提供给机车控制单元。具有频率识别单元，实时判断接触网的频率状态，提供相应的频率指示信号，监控电压互感器的运行状态。

Description

一种双流制式机车用电压互感器
技术领域
本发明涉及一种机车用电压互感器，尤其涉及一种双流制式机车用电压互感器。
背景技术
随着电气化铁路的发展，双流制式机车越来越普及，其中需要25kV/50Hz以及15kV/16.7Hz两种电压制式。目前，电力机车均采用电磁式电压互感器来监测接触网电压，但现有的电压互感器存在以下缺点：
电压互感器均按照25kV/50Hz设计，在低频16.7Hz下互感器铁芯容易磁通饱和，导致电压互感器铁芯发热，破坏绕组绝缘，继而引发炸裂等事故；
电压互感器自安装运用，只能等到规定的周期进行检修，来判断电压互感器的性能，无特征量来实时显示电压互感器的运行状况及服役状态。
发明内容
本发明的目的是提供一种双流制式机车用电压互感器。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的双流制式机车用电压互感器，包括电压互感器器身，所述电压互感器器身包括铁芯1、温度传感器2、二次绕组3、一次绕组4、高压端子5；
所述二次绕组3均匀的绕制在绝缘骨架上，所述一次绕组4均匀的绕制在所述二次绕组3上，所述铁芯1为R型铁芯，所述绝缘骨架套装在所述铁芯1上；
所述安装底座7上固定有频率识别单元8，所述二次绕组3的首端与末端接入频率识别单元8。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的双流制式机车用电压互感器，能同时满足25kV/50Hz、15kV/16.7Hz两种电压制式，并且实时输出电压互感器内部铁芯、绕组温度等特征量，提供给机车控制单元。具有频率识别单元，实时判断接触网的频率状态，提供相应的频率指示信号，监控电压互感器的运行状态。
附图说明
图1为本发明实施例提供的电压互感器的器身主视图；
图2为本发明实施例提供的电压互感器的器身侧视图；
图3为本发明实施例提供电压互感器的整体外形示意图；
图4为本发明实施例提供频率识别单元原理框图；
图中：
1、铁芯，2、温度传感器，3、二次绕组，4、一次绕组，5、高压端子，6、环氧树脂浇注成型，7、安装底座，8、频率识别单元。
具体实施方式
下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
本发明的双流制式机车用电压互感器，其较佳的具体实施方式是：
包括电压互感器器身，所述电压互感器器身包括铁芯1、温度传感器2、二次绕组3、一次绕组4、高压端子5；
所述二次绕组3均匀的绕制在绝缘骨架上，所述一次绕组4均匀的绕制在所述二次绕组3上，所述铁芯1为R型铁芯，所述绝缘骨架套装在所述铁芯1上；
所述安装底座7上固定有频率识别单元8，所述二次绕组3的首端与末端接入频率识别单元8。
所述二次绕组3的首端及末端固定在安装底座7上，所述温度传感器2的光纤探头安装于铁芯1与绝缘骨架之间，所述温度传感器2的传输端固定在所述安装底座7上；
所述一次绕组4的首端与所述高压端子5连接，所述一次绕组4的末端固定在所述安装底座7上；
所述一次绕组4与铁芯1之间由环氧树脂填充，所述电压互感器器身由环氧树脂浇注成型6，并与所述安装底座7通过螺栓连接。
所述频率识别单元经过采集分析二次绕组的电压幅值及频率信息，进行傅里叶变换，判断接触网的频率，给出相应的频率指示信息。
所述频率识别单元需要采集到的电压幅值及频率：20kV≤U1≤36kV及48Hz≤f1≤52Hz或10kV≤U2≤20kV及13Hz≤f2≤20Hz，才判定为电压有效，否则视为干扰无效值。
本发明的双流制式机车用电压互感器，同时满足25kV/50Hz、15kV/16.7Hz两种电压制式，并且实时输出电压互感器内部铁芯、绕组温度等特征量，提供给机车控制单元。具有频率识别单元，实时判断接触网的频率状态，提供相应的频率指示信号，监控电压互感器的运行状态。
不仅能够适用于交流不同频率电力系统，输出接触网频率信息，而且还可以实时输出电压互感器内部铁芯及绕组温度等特征量，便于对电压互感器的服役状况进行实时监测，一旦超出阈值出现异常情况，立刻采取隔离措施，确保电压互感器的安全运行，降低故障率。本发明结构简单、可靠性高、通用性强、便于安装。
具体实施例：
首先需要说明的是，本发明实施例所提供的电压互感器，可以适用于高压母线传输AC25kV/50Hz的场合，也可以适用于高压母线传输AC15kV/16.7Hz的场合；当高压母线传输AC25kV的电压时，该电压互感器的二次绕组输出AC100V；当高压母线传输AC15kV的电压时，该电压互感器的二次绕组输出AC60V；。
下面对本发明实施例所提供的25kV/50Hz、15kV/16.7Hz两种电压制式电压互感器进行详细描述。
如图1至图4所示，一种双流制式机车用电压互感器，包括电压互感器器身；电压互感器器身由铁芯1、温度传感器2、二次绕组3、一次绕组4、高压端子5组成。
所述铁芯，选取高磁感取向硅钢片，经真空充氮保护退火工艺处理，每公斤损耗0.85w，与目前每损耗0.95w的硅钢片相比，其磁化损耗小，饱和磁密度高；
所述铁芯，采用高真空加压浸渍环氧树脂漆，并经曲线温控工艺固化，严格控制并提高铁芯机械性能，满足机车的冲击振动运用环境；
所述铁芯，截面为椭圆形窗口为方形，并经过后期精细研磨处理，实现磁路完全闭合，无漏磁；
所述铁芯，其结构为一条连续不断的曲线带，顺磁路方向绕制而成，可以在严酷电压状况下：如低频16.7Hz时，1.5倍过电压下，铁芯磁通密度不饱和；
所述一次绕组、二次绕组共同绕制在铁芯上，通过电磁感应原理，将一次绕组电压按一定比例通过二次绕组输出，输出精度0.5级的高精度要求；
所述温度传感器位于铁芯与二次绕组之间，特别在铁芯磁通饱和时，实时输出产品内部温度等特征量，温度监测范围-40℃至+180℃；
所述温度传感器光纤探头采用半绝缘纸进行包扎，进行电场均压处理，优化一次绕组对温度传感器处电场场强，降低局部放电量；
所述一次绕组与铁芯之间通过环氧树脂填充，起到高压绝缘；
所述频率识别单元，经过采集分析二次绕组的电压幅值及频率信息，进行傅里叶变换，判断接触网的频率，给出相应的频率指示信息；
所述频率识别单元，需要采集到的电压幅值及频率：20kV≤U1≤36kV及48Hz≤f1≤52Hz或10kV≤U2≤20kV及13Hz≤f2≤20Hz；才判定为电压有效，否则视为干扰无效值；
由此可以看出，本发明实施例不仅能够适用于交流25kV/50Hz、15kV/16.7Hz两种频率电力系统，而且还可实时输出产品内部温度特征量，结构简单、可靠性高、通用性强、便于安装。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，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该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种双流制式机车用电压互感器，其特征在于，包括电压互感器器身，所述电压互感器器身包括铁芯(1)、温度传感器(2)、二次绕组(3)、一次绕组(4)、高压端子(5)、安装底座(7)；
所述二次绕组(3)均匀的绕制在绝缘骨架上，所述一次绕组(4)均匀的绕制在所述二次绕组(3)上，所述铁芯(1)为R型铁芯，所述绝缘骨架套装在所述铁芯(1)上；
所述安装底座(7)上固定有频率识别单元(8)，所述二次绕组(3)的首端与末端接入频率识别单元(8)；
所述二次绕组(3)的首端及末端固定在安装底座(7)上，所述温度传感器(2)的光纤探头安装于铁芯(1)与绝缘骨架之间，所述温度传感器(2)的传输端固定在所述安装底座(7)上；
所述一次绕组(4)的首端与所述高压端子(5)连接，所述一次绕组(4)的末端固定在所述安装底座(7)上；
所述一次绕组(4)与铁芯(1)之间由环氧树脂填充，所述电压互感器器身由环氧树脂浇注成型(6)，并与所述安装底座(7)通过螺栓连接；
所述频率识别单元经过采集分析二次绕组的电压幅值及频率信息，进行傅里叶变换，判断接触网的频率，给出相应的频率指示信息；
所述频率识别单元需要采集到的电压幅值及频率：20kV≤U1≤36kV及48Hz≤f1≤52Hz或10kV≤U2≤20kV及13Hz≤f2≤20Hz，才判定为电压有效，否则视为干扰无效值。
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