CN203054054U - 高压精密直流电流互感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高压精密直流电流互感器，包括：分流器；高电位电路板；低电位电路板；高压隔离变压器；壳体；所述壳体表面设有波纹状的绝缘伞裙；所述壳体顶部通过固定嵌件安装有分流器安装板，所述分流器安装在分流器安装板上；所述壳体底部设有安装嵌件；所述壳体内上部设有顶端开口的开放式电路板安装室Ⅱ；所述高电位电路板置于开放式电路板安装室Ⅱ内；所述高压隔离变压器设置在壳体内中部；所述壳体内下部设有底端开口的开放式电路板安装室Ⅰ；所述低电位电路板置于开放式电路板安装室Ⅰ内；本实用新型具有性能好、体积小、成本低、制造简单、使用方便、安全可靠等特点。

Description

高压精密直流电流互感器

技术领域

本实用新型涉及一种高压精密直流电流互感器。

背景技术

目前，国内外各类高压电流互感器，虽然适合于检测工频高电压电流，但却难以检测直流电流，虽然霍尔电流传感器能够解决这一问题，但它们几乎都是按低电压工作环境要求设计和制造的，其样式和结构也只适合于在低电压环境下使用，由于受结构和设计思路的限制，目前绝大多数霍尔电流传感器并不适合在高压条件下运用，主要存在以下问题：

1、制造霍尔电流传感器壳体的材料是按低电压工作环境设计的，在高电压下使用绝缘强度不足，易被高电压击穿；

2、在结构上，一次高电位部分和二次低电位部分的距离严重不足，特别是在壳体上没有防止爬电和放电的波纹状绝缘伞裙，在高电压环境下使用极易发生爬电和放电；

3、在高电压条件下，无法满足国际或国家有关标准对局放的要求；

4、没有可靠的专用接地措施，在高电压环境下使用安全性差。

随着国民经济的快速发展和技术进步，高压变频器、高压静止无功补偿器STATCOM即SVG、高压直流电源系统、高压轻型直流输电变流器及高压直流融冰电源装置等电力电子设备正在获得广泛运用，为此急需一种能够检测35kV及以下，包括25kV和10kV电压等级的直流电流的新型高压精密直流电流互感器，来满足上述电力电子设备日益增长的迫切需求。

发明内容

本实用新型针对以上问题的提出，而研制一种性能好、体积小、成本低、制造简单、使用方便、安全可靠的高压精密直流电流互感器，其能够可以很好地解决高达35kV电压等级的直流电流的检测问题。

本实用新型的技术方案是：

一种高压精密直流电流互感器，包括：

用于检测直流电流的分流器；

连接分流器和高压隔离变压器，用于对分流器检测到的直流电流检测值进行放大处理、模数转换再进行电光转换后通过光纤传输给低电位电路板，以及将高压隔离变压器输出的高频方波交流电压进行整流滤波后输出直流电压给放大电路、A/D转换电路和电光转换电路供电的高电位电路板；

连接低压直流电或低压工频交流电并通过光纤连接高电位电路板，用于对输入的低压直流电进行传递或对输入的低压工频交流电进行整流后逆变为高频方波交流电压，以及对高电位电路板传输过来的直流电流检测值的光信号进行光电转换再进行数模转换后输出的低电位电路板；

连接低电位电路板，用于将低电位电路板输出的高频方波交流电压经过变换后输出给高电位电路板的高压隔离变压器；

还包括：壳体；所述壳体表面设有波纹状的绝缘伞裙；所述壳体顶部通过固定嵌件安装有分流器安装板，所述分流器安装在分流器安装板上；所述壳体底部设有安装嵌件；

所述壳体内上部设有顶端开口的开放式电路板安装室Ⅱ；所述高电位电路板置于开放式电路板安装室Ⅱ内，通过接线嵌件Ⅱ安装到开放式电路板安装室Ⅱ底面；

所述高压隔离变压器设置在壳体内中部，该高压隔离变压器包括通过对接形成环形铁芯的U型铁芯Ⅰ、U型铁芯Ⅱ；所述U型铁芯Ⅰ上设有绕制在绝缘骨架上的低电位原边线圈；所述U型铁芯Ⅱ上设有绕制在绝缘骨架上的高电位副边线圈；

所述壳体内下部设有底端开口的开放式电路板安装室Ⅰ；所述低电位电路板置于开放式电路板安装室Ⅰ内，通过接线嵌件Ⅰ安装到开放式电路板安装室Ⅰ顶面；

所述光纤分别穿过开放式电路板安装室Ⅰ和开放式电路板安装室Ⅱ与低电位电路板、高电位电路板相连接；

进一步地，所述开放式电路板安装室Ⅰ、高压隔离变压器、开放式电路板安装室Ⅱ、光纤置于开放式电路板安装室Ⅰ和开放式电路板安装室Ⅱ之外的部分、固定嵌件、安装嵌件通过环氧树脂浇注封装在壳体内形成一个密封实体；

进一步地，所述高压隔离变压器的U型铁芯Ⅰ和U型铁芯Ⅱ由铁氧体或非晶合金构成；

进一步地，所述安装嵌件为通过导线连通的设有内螺纹的铜嵌件。

由于采用了上述技术方案，本实用新型提供的高压精密直流电流互感器，通过一种分流器检测直流电流，直流电流检测值经过高电位电路板进行放大处理、模数转换再进行电光转换后通过光纤传输给低电位电路板，低电位电路板再进行光电转换再进行数模转换后输出，实现了对高压一次直流电流的检测；通过低电位电路板对输入的低压直流电进行传递或对输入的低压工频交流电进行整流后逆变为高频方波交流电压，再由高电位电路板对高频方波交流电压进行整流滤波后输出直流电压给放大处理电路、模数转换电路和电光转换电路供电，采用高压隔离变压器耦合，实现了电能由低电位侧向高电位侧的高效隔离转换；通过环氧树脂浇注壳体，将安装有低电位电路板和高电位电路板的开放式电路板安装室、高压隔离变压器、光纤的一部分、安装嵌件和固定嵌件一次浇注成型封装在壳体内，保证了足够的绝缘强度和机械强度；采用壳体表面设有波纹状的绝缘伞裙，增加爬电距离，能够有效防止爬电或放电，提高可靠性和安全性；通过壳体底部和顶部设有的通过导线连通的铜嵌件用于本装置的安装与固定，其中壳体底部的铜嵌件还兼有安全接地功能；本实用新型能够直接运用于高达35kV及以下电压等级的直流电流的检测，具有性能好、体积小、成本低、制造简单、使用方便、安全可靠等特点。

附图说明

图1是本实用新型的主视图；

图2是本实用新型的侧视图；

图3是本实用新型的俯视图；

图4是本实用新型的仰视图；

图5是本实用新型的A-A剖面图；

图6是本实用新型的电气原理方框图。

图中：1、壳体，2、绝缘伞裙，3、分流器，4、分流器安装板，5、高电位电路板，6、光纤，7、高压隔离变压器，8、低电位电路板，9、接线嵌件Ⅱ，10、接线嵌件Ⅰ，11、固定嵌件，12、安装嵌件，13、开放式电路板安装室Ⅱ，14、开放式电路板安装室Ⅰ，15、U型铁芯Ⅰ，16、低电位原边线圈，17、高电位副边线圈，18、U型铁芯Ⅱ。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示的一种高压精密直流电流互感器，包括：用于检测直流电流的分流器3；连接分流器3和高压隔离变压器7，用于对分流器3检测到的直流电流检测值进行放大处理、模数转换再进行电光转换后通过光纤6传输给低电位电路板8，以及将高压隔离变压器7输出的高频方波交流电压进行整流滤波后输出直流电压给放大电路、A/D转换电路和电光转换电路供电的高电位电路板5；连接低压直流电或低压工频交流电并通过光纤6连接高电位电路板5，用于对输入的低压直流电进行传递或对输入的低压工频交流电进行整流后逆变为高频方波交流电压，以及对高电位电路板5传输过来的直流电流检测值的光信号进行光电转换再进行数模转换后输出的低电位电路板8；连接低电位电路板8，用于将低电位电路板8输出的高频方波交流电压经过变换后输出给高电位电路板5的高压隔离变压器7；还包括：壳体1；所述壳体1表面设有波纹状的绝缘伞裙2；所述壳体1顶部通过固定嵌件11安装有分流器安装板4，所述分流器3安装在分流器安装板4上；所述壳体1底部设有安装嵌件12；所述壳体1内上部设有顶端开口的开放式电路板安装室Ⅱ13；所述高电位电路板5置于开放式电路板安装室Ⅱ13内，通过接线嵌件Ⅱ9安装到开放式电路板安装室Ⅱ13底面；所述高压隔离变压器7设置在壳体1内中部，该高压隔离变压器7包括通过对接形成环形铁芯的U型铁芯Ⅰ15、U型铁芯Ⅱ18；所述U型铁芯Ⅰ15上设有绕制在绝缘骨架上的低电位原边线圈16；所述U型铁芯Ⅱ18上设有绕制在绝缘骨架上的高电位副边线圈17；所述壳体1内下部设有底端开口的开放式电路板安装室Ⅰ14；所述低电位电路板8置于开放式电路板安装室Ⅰ14内，通过接线嵌件Ⅰ10安装到开放式电路板安装室Ⅰ14顶面；所述光纤6分别穿过开放式电路板安装室Ⅰ14和开放式电路板安装室Ⅱ13与低电位电路板8、高电位电路板5相连接；进一步地，所述开放式电路板安装室Ⅰ14、高压隔离变压器7、开放式电路板安装室Ⅱ13、光纤6置于开放式电路板安装室Ⅰ14和开放式电路板安装室Ⅱ13之外的部分、固定嵌件11、安装嵌件12通过环氧树脂浇注封装在壳体1内形成一个密封实体；所述高压隔离变压器7的U型铁芯Ⅰ15和U型铁芯Ⅱ18由铁氧体或非晶合金构成；所述安装嵌件12为通过导线连通的设有内螺纹的铜嵌件。

本实用新型提供的高压精密直流电流互感器，通过一种分流器检测直流电流，直流电流检测值经过高电位电路板进行放大处理、模数转换再进行电光转换后通过光纤传输给低电位电路板，低电位电路板再进行光电转换再进行数模转换后输出，实现了对高压一次直流电流的检测；通过低电位电路板对输入的低压直流电进行传递或对输入的低压工频交流电进行整流后逆变为高频方波交流电压，再由高电位电路板对高频方波交流电压进行整流滤波后输出直流电压给放大处理电路、模数转换电路和电光转换电路供电，采用高压隔离变压器耦合，实现了电能由低电位侧向高电位侧的高效隔离转换；通过环氧树脂浇注壳体，将安装有低电位电路板和高电位电路板的开放式电路板安装室、高压隔离变压器、光纤的一部分、安装嵌件和固定嵌件一次浇注成型封装在壳体内，保证了足够的绝缘强度和机械强度；采用壳体表面设有波纹状的绝缘伞裙，增加爬电距离，能够有效防止爬电或放电，提高可靠性和安全性；通过壳体底部和顶部设有的通过导线连通的铜嵌件用于本装置的安装与固定，其中壳体底部的铜嵌件还兼有安全接地功能；本实用新型能够直接运用于高达35kV及以下电压等级的直流电流的检测，具有性能好、体积小、成本低、制造简单、使用方便、安全可靠等特点。

使用这种高压精密直流电流互感器时，所述安装嵌件有4个，分别置于壳体底部的4个角上，用于安装和固定高压精密直流电流互感器，同时用作接地极；接线嵌件Ⅰ有6个，分别为设有内螺纹的铜嵌件，用于低电位电路板的安装和电气连接；接线嵌件Ⅱ有4个，分别为设有内螺纹的铜嵌件，用于高电位电路板的安装和电气连接；低电位电路板对输入的低压直流电进行传递或对输入的低压工频交流电进行整流后的直流电压提供给低电位电路板上的光电转换电路和D/A转换电路作为供电电源；高电位电路板对高压隔离变压器传输过来的高频方波交流电压进行整流滤波后输出直流电压提供给高电位电路板上的放大电路、A/D转换电路和电光转换电路作为供电电源；本实用新型将高电位的一次直流电流转换为与其成比例的二次电流信号输出。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种高压精密直流电流互感器，其特征在于包括：

用于检测直流电流的分流器（3）；

连接分流器（3）和高压隔离变压器（7），用于对分流器（3）检测到的直流电流检测值进行放大处理、模数转换再进行电光转换后通过光纤（6）传输给低电位电路板（8），以及将高压隔离变压器（7）输出的高频方波交流电压进行整流滤波后输出直流电压给放大电路、A/D转换电路和电光转换电路供电的高电位电路板（5）；

连接低压直流电或低压工频交流电并通过光纤（6）连接高电位电路板（5），用于对输入的低压直流电进行传递或对输入的低压工频交流电进行整流后逆变为高频方波交流电压，以及对高电位电路板（5）传输过来的直流电流检测值的光信号进行光电转换再进行数模转换后输出的低电位电路板（8）；

连接低电位电路板（8），用于将低电位电路板（8）输出的高频方波交流电压经过变换后输出给高电位电路板（5）的高压隔离变压器（7）；

还包括：壳体（1）；所述壳体（1）表面设有波纹状的绝缘伞裙（2）；所述壳体（1）顶部通过固定嵌件（11）安装有分流器安装板（4），所述分流器（3）安装在分流器安装板（4）上；所述壳体（1）底部设有安装嵌件（12）；

所述壳体（1）内上部设有顶端开口的开放式电路板安装室Ⅱ（13）；所述高电位电路板（5）置于开放式电路板安装室Ⅱ（13）内，通过接线嵌件Ⅱ（9）安装到开放式电路板安装室Ⅱ（13）底面；

所述高压隔离变压器（7）设置在壳体（1）内中部，该高压隔离变压器（7）包括通过对接形成环形铁芯的U型铁芯Ⅰ（15）、U型铁芯Ⅱ（18）；所述U型铁芯Ⅰ（15）上设有绕制在绝缘骨架上的低电位原边线圈（16）；所述U型铁芯Ⅱ（18）上设有绕制在绝缘骨架上的高电位副边线圈（17）；

所述壳体（1）内下部设有底端开口的开放式电路板安装室Ⅰ（14）；所述低电位电路板（8）置于开放式电路板安装室Ⅰ（14）内，通过接线嵌件Ⅰ（10）安装到开放式电路板安装室Ⅰ（14）顶面；

所述光纤（6）分别穿过开放式电路板安装室Ⅰ（14）和开放式电路板安装室Ⅱ（13）与低电位电路板（8）、高电位电路板（5）相连接。

2.根据权利要求1所述的一种高压精密直流电流互感器，其特征在于所述开放式电路板安装室Ⅰ（14）、高压隔离变压器（7）、开放式电路板安装室Ⅱ（13）、光纤（6）置于开放式电路板安装室Ⅰ（14）和开放式电路板安装室Ⅱ（13）之外的部分、固定嵌件（11）、安装嵌件（12）通过环氧树脂浇注封装在壳体（1）内形成一个密封实体。

3.根据权利要求1所述的一种高压精密直流电流互感器，其特征在于所述高压隔离变压器（7）的U型铁芯Ⅰ（15）和U型铁芯Ⅱ（18）由铁氧体或非晶合金构成。

4.根据权利要求1所述的一种高压精密直流电流互感器，其特征在于所述安装嵌件（12）为通过导线连通的设有内螺纹的铜嵌件。

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