CN1215473A - 测量受力电线中电流的测量装置 - Google Patents

Abstract

一种用于测量在受力作用的输电线中的电流的测量装置。其中,受力作用的高压输电线(2)经一隔离器(3)被电气中断,该隔离器(3)吸收作用于输电线中的力。一电流传感装置(4)与隔离器(3)并联联接。测量信号经一光导纤维(9)被光学传送,该光导纤维(9)被导入一位于地电位的柔性绝缘子(6)中。本发明的优点在于高度抗地震性,电位隔离。

Description

测量受力电线中 电流的测量装置

本发明涉及一种用于测量至少一根承受机械力作用的电线中电流的测量装置。

在输电和配电技术中，必须测量在一根位于高压电位的输电线中的电流和电压并将该测量信号传输至地电位。为进行电位隔离(电绝缘)，一般要将用于电流测量的电流互感器或用于电压测量的电压互感器放置进一瓷绝缘子中，该绝缘子牢靠地与地相联。近年来发生在地震灾害地区的地震中已经显示：这种瓷绝缘子本身在轻度地震中便已经受到破坏。另一个问题是在高压输电线中因输电线重量及其热膨胀伸长而引起的通常占支配地位的十分显著的机械力、尤其是拉力。这种机械力在上述系统中必须为瓷绝缘子所吸收。

从商业杂志ABB Technik 3/1994第12～18页尤其是从图2已知有一电流测量系统，它带一处于高电位的传感头，该传感头被张紧于输电线中且因此来接收输电线中的力，该传感头还包括一测量电流用的带负载的空气芯线圈、一模/数转换器以及一带发光二极管的发送器，用于将测量信号经光纤通过数字光学的方式传输至地电位。传感头通过光学方式经该同一根光纤被供以能量。该光纤被引入一柔性绝缘子。

本发明的目的是提供一种用于测量至少一根承受机械力作用的输电线中电流的测量装置。

本发明的目的是通过权利要求1的特征来实现的。用于测量至少一根承受机械力作用的输电线中电流的测量装置包括至少一个电流传感装置和一个隔离器，该隔离器电绝缘地接入输电线中，亦即电中断输电线，且进一步接受输电线中所承受的力。电流传感装置被接入一与隔离器并联的电流分支(线路分支)中。由于隔离器接受在至少一根输电线中的力，因此电流传感装置不再承受该力且因而能使其机械结构变得简单。

上述装置的优选实施例和其它的结构形式可从权利要求1的从属权利要求中加以了解。

因此，在第一实施形式中，隔离器经一柔性绝缘子被固定在一位于地电位的锚定装置上。在第二实施形式中，至少一根输电线经一柔性绝缘子被固定在一位于地电位的锚定装置上。上两种实施形式的优点是具有提高的抗地震安全性，因为锚定装置的运动在实际中不会从柔性绝缘子被传递至隔离器和输电线上。

在柔性绝缘子中优选地引入至少一根光导纤维，用于光学传递电流传感装置的测量信号及光学传输供电功率(供电电能)给电源传感装置。

电流传感装置的重力通常为输电线所吸收。

隔离器进一步可同时使多根受力的输电线电气中断并吸收作用在这些输电线中的力。

以下参照附图来进一步说明本发明，附图中：

图1示出用于测量输电线中电流的带一测量电阻的测量装置，

图2示出用于测量一管形输电线中电流的带一测量电阻的测量装置，

图3示出用于测量输电线中电流的带一电感式电流互感器的测量装置。

附图中相互对应的部件具有相同的附图标记。

图1中示出多根输电线2、一隔离器(插入件)3、一测量电阻4、一波导管5、一柔性(运动)绝缘子6、引线7和8、一光纤9、一锚定装置10和一紧固装置11。输电线2一般悬于两根图中未示出的电线杆子之间，它们被固结于该电线杆子上。由于输电线2的自重以及发生于输电线2中的热伸长，在输电线2中作用有机械力，尤其是在输电线纵向上作用有拉力。输电线2现在用隔离器3来作电气分断。该隔离器3就其尺寸和材料这样来设计：使其能有效地使输电线2电气中断，即无电流流经隔离器3，且同时吸收输电线2中的机械力。在所示的实施形式中，隔离件3包括两个基本上平行于输电线2纵向延伸的长形部件30和31，它们经一绝缘玻璃罩32相互联接在一起。在该第一个部件30上对每根输电线2均机械固定有一引线7，该引线7和与之相关的输电线2电气联接。另一方面，在隔离器3的另一部件31上同样对每根输电线2也固定有一引线8，该引线8和与之相关的输电线2电气联接。

在引线7和8之间串联有测量电阻4和波导管5。其中引线7与波导管5电联接而引线8则与测量电阻4电气联接。在该测量电阻4上量取出的一电压作为流经该测量电阻4的电流的度量将作为测量信号经图中未示出的电测电缆被引至波导管5中，在该波导管5中配置有一图中未示出的用于该测量信号的测量电子电路。在电路设计方面，测量电阻4和波导管5的串联电路与隔离器3并联联接且被流入输电线2的电流所流过。由于测量电子器件在波导管5中的配置方式使其实际上不受流过输电线2的电流所产生的电磁场所影响。测量电子电路进一步处理测量电阻4的电测量信号。尤其是该测量电子电路将电测量信号转换成可经光导纤维9传输的光测量信号。光纤9经一孔被引入波导管5中。测量电阻4和波导管5以及配置于波导管5中的测量电子电路组成了一电流传感装置14，该装置为流经输电线2的电流提供一(光学)测量信号。

波导管5中的测量电子电路经光导纤维9或也经一另外的、图中未示出的光导纤维优选地也被提供有能量。为此提供有一图中未示出的、为人们所熟知的带光源(例如一激光器)的光能供应系统和一光电转换器。

隔离器3的两部件30和31至少可以部分地由绝缘材料组成或者也可由比如一种金属这样的导体材料组成。输电线2通过隔离器3的电气绝缘一般由一玻璃罩32或多个这样的玻璃罩来承担。

柔性绝缘子6现在是经紧固装置11被固定在隔离器3上。紧固装置11例如可以是一带一绳索和必要时带一拉簧的拉紧装置。在该柔性绝缘子6中有光导纤维9通过且一直延伸到位于地电位的锚定装置10。柔性绝缘子6固定在锚定装置10上，紧固装置11也可被设置在锚定装置10上的绝缘子6的足部。此外，绝缘子6也可是上部或下部被张紧。光学测量信号可从锚定装置10经光纤光缆被导至一测量观测站。经过这种光学传输可保证测量信号能电位隔离地被传送。柔性绝缘子6减少了位于高电压电位的输电线2和位于地电位的锚定装置10之间的漏电流。

测量电阻4和波导管5及其配量于其中的测量电子电路的自重将由隔离器3的引线7和8并且由此也由输电线2所承受。柔性绝缘子6因此除了通过紧固装置11的可能的张紧力之外不承受任何其它的机械力，尤其是不承受作为电流传感器所提供的测量电阻4以及波导管5的自重或在输电线2中的机械力。这种结构保证了一种高的抗地震性。在发生地震且由此产生的锚定装置10的运动和摇动时，柔性绝缘子6以及同样为柔性的输电线2外加自由伸展的光导纤维9则简单地追随锚定装置10的运动，由此则可避免对测量装置的破坏。

图2显示用于测量在一管形输电线2′中电流的测量装置的实施形式。隔离器3最好简单地配置有一绝缘片或绝缘环，该绝缘片或绝缘环具有电绝缘所需的足够厚度以及吸收输电线2′中的力所需的足够强度。为测量电流，再次提供有一电流传感装置14，它具有一测量电阻4和一相关的波导管5，该波导管内含测量电子电路，该电流传感装置14经引线7和8依附于输电线2′且与由隔离器3电气隔断的输电线2′的部分区域电气并联。柔性绝缘子6经紧固装置11固定在输电线2′上且优选也被张紧。在该实施形式中，柔性绝缘子6必须电隔离位于输电线2′的电位和锚定装置10上的地电位间的总电位差。

在图3的实施例中重又提供有悬挂的输电线2，该输电线2重新经图1所示的隔离器3被电隔离。与图1的实施形式不同的地方是：此处不是提供一测量电阻4，而是提供一电感式电流互感器4′。带有电流互感器4′和波导管5的电流传感装置在这里用14′表示。电感式电流互感器4′的测量信号则经一测量电缆12被引入与之相关的波导管5，在该波导管中配置有相关的测量电子电路。重又将一光学测量信号经一光导纤维9和运动绝缘子6引至地电位。

作为与隔离器3并联的电流传感装置，原则上可采用任何一种合适的电流传感装置，尤其是一种能提供电测量信号的电气电流传感装置，但也可应用一种磁光式法拉弟电流互感器，它直接提供光学测量信号。采用磁光式电流互感器时则不再需要采用波导管5。

Claims (6)

1．一种用于测量在至少一根受机械力作用的输电线(2,2′)中的电流的装置，它包括：

a)至少一个电流传感装置(14,14′)，以及

b)一隔离器(3)，它使输电线(2,2′)电气中断且吸收输电线(2,2′)中的力，

其中：

c)该电流传感装置(14,14′)被接入与隔离器(3)并联的电流分支中。

2．如权利要求1所述的装置，其中，所述隔离器(3)经一柔性绝缘子(6)被固定在一位于地电位的锚定装置(10)上。

3．如权利要求1所述的装置，其中，至少一根输电线(2′)经一柔性绝缘子(6)被固定连接在一位于地电位的锚定装置(10)上。

4．如权利要求2或3所述的装置，其中，在柔性绝缘子(6)中至少引入一根光导纤维(9)用于光学传输电流传感装置(14,14′)的测量信号以及为电流传感装置(14,14′)光学传输电源能量。

5．如上述任一项权利要求所述的装置，其中，所述隔离器(3)使多根受力作用的输电线(2)电气中断且吸收在这些输电线(2)中作用的力。

6．如上述任一项权利要求所述的装置，其中，所述输电线(2,2′)吸收电流传感装置(14,14′)的重力。

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