CN201037852Y - 高压电子式电压传感器 - Google Patents

Abstract

一种高压电子式电压传感器，包括一个壳体和安装在壳体两端的接线端子，还包括位于壳体内、两接线端子之间的若干大功率精密电阻和一个隔离互感器，若干大功率精密电阻和隔离互感器依次串联形成一个串联电路，隔离变压器的二次侧引出两出线接入测量装置或保护装置。在隔离互感器的一次侧并联一个瞬态抑制二极管，可以在隔离变压器二次侧并联一个转换电阻，该转换电阻输出≤1.5V电压信号。在转换电阻与隔离变压器二次侧之间串联一射随器，本实用新型综合了低压电磁式互感器和高压电阻分压传感器的优点，即解决了电磁式互感器有磁饱和，体积大，二次不可短路的缺点，又解决了电阻分压由于杂散电容带来的误差，而且解决了阻容分压的频响范围窄等缺点。

Description

高压电子式电压传感器

技术领域

本实用新型涉及光机电一体化下的电力系统信息化与自动化中采用数字化及现场总线技术的状态测量技术领域，具体的来说涉及一种高压电子式电压传感器。

背景技术

电压互感器是电力系统中取得计量数据和对电力系统作业保护不可缺少的设备，在电力系统中，电压测量以往主要依靠电磁感应式电压互感器(简称PT)或电容分压式电压互感器(简称CVT)。但随着生产的发展，对电力的需求量越来越大、电压等级越来越高，使得PT的体积越来越大、造价越来越高，同时也给PT的防爆和电力系统的安全带来很大的困难。在高压输电系统中，绝缘和抗电磁干扰是两个重要课题，多年来人们一直在寻求可以替代传统电压互感器的电压测量设备。

低压电磁式互感器，由于铁芯的引入，会产生磁饱和的现象，不能测量很高的电压等级，如果要做到满足高压测量的电磁式互感器，其体积将相当巨大，并且大量的金属材料，价格也十分昂贵。电磁式互感器在测量过程中，如果二次短路，将产生大电流，会对设备造成损坏，对人身安全也会有影响。

传统的电阻分压传感器是直接取一串电阻的下端最后一个电阻上所分的低电压作为二次侧的输出电压。这样的装置虽然二次侧的输出电压为低电压，但是与高压并没有隔离，高压上的无用的杂散信号可以直接传输到装置内，对连接的装置EMC提出了更高的要求。而且由于电阻的串联，和外部的环氧树脂的杂散电容的影响，在传感器一次侧断电后，电容的电量必须要有一段时间才能释放完，所以如果在传感器一次侧断电后马上重新上电，会发现二次侧的输出不与一次侧成线性关系，造成测量不准。

传统的阻容分压器件构成的电压传感器，虽然能消除杂散电容，但是同时带来了移相的问题，影响了测量和保护精度。而且由于电容的引入，传感器的频响范围受到了限制，不能很好的反映整个故障波的高次谐波分量。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种高压电子式电压传感器，该高压电子式电压传感器解决了电磁式互感器有磁饱和，体积大，二次不可短路的缺点，又解决了电阻分压由于杂散电容带来的误差，而且解决了阻容分压的频响范围窄等缺点。

本实用新型所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：

一种高压电子式电压传感器，包括一个壳体和安装在壳体两端的接线端子，其特征在于，还包括位于所述壳体内、两接线端子之间的若干大功率精密电阻和一个隔离互感器，所述若干大功率精密电阻依次串联形成一个串联电路，该串联电路的始端连接接线端子，末端接隔离互感器的一次侧端，所述隔离互感器的一次侧的另一端接另一接线端子：所述隔离变压器的二次侧引出两条屏蔽出线接入测量装置或保护装置。

本实用新型的隔离互感器可以采用2mA/2mA的隔离互感器。线性范围有应用场合决定。

由于在隔离互感器一次开路时，如果没有电流回路，将在开路的两端产生等于测量电压的高压，因此本实用新型在隔离互感器的一次侧并联一个瞬态抑制二极管(TVS)，这样如果隔离互感器一次侧开路，瞬态抑制二极管(TVS)会瞬间导通，使电流有新的回路，不会产生高压。

本实用新型还可以在隔离变压器二次侧并联一个精密转换电阻，以输出≤1.5V电压信号。

本实用新型还可以在转换电阻与隔离变压器二次侧之间串联一个射随器，这样既可以扩大其负载能力，又起到隔离作用。

本实用新型若干个大功率精密电阻的个数可以根据被测电压的额定值来决定。

本实用新型的壳体采用绝缘材料制成，在其外部设置有伞群。

本实用新型综合了低压电磁式互感器和高压电阻分压传感器的优点，即解决了电磁式互感器有磁饱和，体积大，二次不可短路的缺点，又解决了电阻分压由于杂散电容带来的误差，而且解决了阻容分压的频响范围窄等缺点。

本实用新型高压电子式电压传感器的测量范围为额定电压1％-10倍，而且额定电压可以调整，测量精度可以达到0.2级，频率响应范围在20Hz-2MHz，一次和二次的耐压等级在1万伏，二次短路不会产生大电流，二次开路不会产生高压，内部拥有保护电路，如果互感器一次侧开路，也不会产生高压。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型；

图1为本实用新型电压传感器的内部示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

参看图1，一种高压电子式电压传感器，包括一个壳体4和安装在壳体4两端的接线端子5、6，壳体4采用绝缘材料制成，在其外部设置有伞群7。在壳体4内、两接线端子5、6之间设置有20个高精度的大功率精密电阻1(电阻个数可以由被测电压的额定值决定)和一个2mA/2mA的隔离互感器2，20个大功率精密电阻1依次串联形成一个串联电路，该串联电路的始端接一接线端子5，末端接隔离互感器2的一次侧一端，隔离互感器2的一次侧的另一端接另一接线端子6；隔离变压器2的二次侧引出两出线8、9接入测量装置或保护装置。

在隔离互感器2的一次侧两端，并联了一个瞬态抑制二极管(TVS)3。在隔离互感器2一次侧开路时，如果没有电流回路，将在开路的两端产生等于测量电压的高压，当并联了瞬态抑制二极管(TVS)3后，如果隔离互感器2一次侧开路，瞬态抑制二极管(TVS)3会瞬间导通，使电流有新的回路，不会产生高压。

本实用新型是把电压信号转变为电流信号进行传输。在高压母线电压对地之间接入本高压电子式电压传感器，通过大功率精密电阻1，在额定电压下产生2mA左右的电流，电阻末端通过一个2mA/2mA的隔离互感器，使二次输出为与电压成正比的小电流信号。

二次侧通过隔离互感器2的耦合，产生一个毫安信号，接入测量装置或保护装置(图中未示出)。二次信号也可以并联一个转换电阻转换为电压信号接入测量装置或保护装置，但是并联的电阻不可以太大，应满足二次电压小于1.5V。推荐在转换电压信号前可以先接入一个射随器，既可以扩大其负载能力，又起到了隔离作用。

与现有技术相比，本实用新型综合了低压电磁式互感器和高压电阻分压传感器的优点，即解决了电磁式互感器有磁饱和，体积大，二次不可短路的缺点，又解决了电阻分压由于杂散电容带来的误差，而且解决了阻容分压的频响范围窄等缺点。

本实用新型高压电子式电压传感器的测量范围为额定电压1％-10倍，而且额定电压可以调整，测量精度可以达到0.2级，频率响应范围在20Hz-2MHz，一次和二次的耐压等级在1万伏，二次短路不会产生大电流，二次开路不会产生高压，内部拥有保护电路，如果互感器一次侧开路，也不会产生高压。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (6)

1.一种高压电子式电压传感器，包括一个壳体和安装在壳体两端的接线端子，其特征在于，还包括位于所述壳体内、两接线端子之间的若干大功率精密电阻和一个隔离互感器，所述若干大功率精密电阻依次串联形成一串联电路，该串联电路的始端连接接线端子，末端接隔离互感器的一次侧一端，所述隔离互感器的一次侧的另一端连接另一接线端子；所述隔离变压器的二次侧引出两出线接入测量装置或保护装置。

2.根据权利要求1所述的高压电子式电压传感器，其特征在于，所述隔离互感器采用2mA/2mA的隔离互感器。

3.根据权利要求1所述的高压电子式电压传感器，其特征在于，在所述隔离互感器的一次侧并联一个瞬态抑制二极管。

4.根据权利要求1至3任一项权利要求所述的高压电子式电压传感器，其特征在于，在隔离变压器二次侧并联一个精密转换电阻，该转换电阻输出≤1.5V电压信号。

5.根据权利要求4任一项权利要求所述的高压电子式电压传感器，其特征在于，在所述隔离变压器二次侧之后串联一个射随器，

6.根据权利要求1所述的高压电子式电压传感器，其特征在于，所述壳体采用绝缘材料制成，在其外部设置有伞群。

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