CN203310450U - Gis用多功能组合传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种GIS用多功能组合传感器，包括依次联接的传感器、数据采集单元和信号传输单元，所述的传感器为电流传感器、电压传感器、温度传感器、气压传感器中任意不少于两种的组合，所述的传感器组合装配在GIS筒体的同一小段中，所述传感器组合后共用一组数据采集单元实现传感信号的数字化采集，并经信号传输单元远距离传输。本实用新型将电压、电流、温度、气压等多种信号集中在一个结构中，压缩了GIS测量装置的占用空间，节省制造材料，简化装配工艺；同时采用同一个采集电路盒，可以共享一路电源，减少电源线布设；合并通信可以简化通信线缆布设，节约投资。
Description
技术领域
本实用新型属于高压电力测量和电器状态监测领域，涉及一种气体绝缘变电站配套的电流、电压、温度、气压多功能组合的传感器。
背景技术
GIS(Gas Insulated Substation气体绝缘变电站)是气体绝缘的一种全封闭组合高压电器。通常需要在密封的气室内安装电流(I)、电压(U)、气温(T)、气压(P)等多种传感器，用以测量电量参数和监测气体的绝缘状态。近几年，逐渐改用电子式电流、电压互感器代替传统的电磁式互感器，温度和压力测量也采用了小型化的电子器件取代传统的电动组合仪表，体积、重量、功率消耗均有大幅度的减小。但传统的安装方法是将电流、电压、温度和压力传感器装在GIS筒体的不同部位，分别单独布设信号传输线、电源引线和后台接收、显示、处理装置，这种分散安装占用空间大、装配工艺复杂、造价高，而且不易实现集成化和智能化的后台处理功能。
实用新型内容
本实用新型提出一种GIS用多功能组合传感器，它可以将电流、电压、气压、温度的任意不少于两种传感器组合在一个结构中，共用一个采集电路盒，转换为数字信号，通过光纤或屏蔽信号线传输至汇控柜或电站控制室进行二次处理。
本实用新型的技术方案为：
一种GIS用多功能组合传感器，包括依次联接的传感器、数据采集单元和信号传输单元，所述的传感器为电流传感器、电压传感器、温度传感器、气压传感器中任意不少于两种的组合，所述的传感器组合装配在GIS筒体的同一小段中，所述传感器组合后共用一组数据采集单元实现传感信号的数字化采集，并经信号传输单元远距离传输。
上述GIS用多功能组合传感器中，传感器为电流传感器、电压传感器、温度传感器、气压传感器中任意两种至四种的组合。
上述GIS用多功能组合传感器中，电压传感器包括串联分压的低压臂电容和高压臂电容，其中的低压臂电容设置在数据采集单元中，低压臂电容的一端接地；高压臂电容为同轴电容器，同轴电容器内电极固定在GIS芯部的一次导电杆上并与一次导电杆电联接；同轴电容器外电极通过绝缘衬环固定在GIS的筒体内；一次导电杆接高电压。
上述GIS用多功能组合传感器中，电流传感器在同轴电容外电极的外侧的一个或一组电流传感线圈。
上述GIS用多功能组合传感器中，温度传感器为半导体温度传感器，固定GIS筒体内的绝缘支架上。
上述GIS用多功能组合传感器中，气压传感器半导体压力传感器，固定GIS筒体内的绝缘支架上。
上述GIS用多功能组合传感器中，信号传输单元包括光电转换单元和传输光缆，数据采集单元采集得到的数据经光电转换单元转换后采用同一条传输光缆远距离传输。
与现有技术相比，本实用新型具有的优点和效果如下：
1、将电压、电流、温度、气压等多种信号集中在一个结构中，压缩了GIS测量装置的占用空间，节省制造材料，简化装配工艺；
2、采用同一个采集电路盒，可以共享一路电源，减少电源线布设；合并通信可以简化通信线缆布设，节约投资。
3、将气压、温度信号同时采集和传输，便于依据同一位置的气压、温度的变化对气体的密度进行计算和校准，对气体的泄露率作出评估和预警。
4、本实用新型的电压传感器由串联分压的高压臂电容和低压臂电容组成，其中高压臂电容包括固定在GIS芯部一次导电杆上的同轴电容器的内电极和固定在GIS的筒体内的同轴电容器外电极，结构紧凑、可靠性强。
5、本实用新型的电流传感器为套在同轴电容外电极的外侧的一个或一组电流传感线圈，充分利用了电压传感器的同轴结构，将二者巧妙组合，使得系统紧凑、可靠性强。
附图说明
图1为本实用新型一个具体实施例——GIS用I、U、T、P四功能组合传感器的原理示意图；
图2为GIS用I、U、T、P四功能组合传感器的结构示意图；
附图标记如下：1－一次导电杆，2－同轴电容内电极，3－同轴电容外电极,4－筒体,5－绝缘衬环，6－温度探头，7－电流传感线圈，8－气压探头，9－数据采集电路盒，10－SF6气体，11－传输光缆，21－高压导线,22－温度传感器，23－气压传感器,24－电流传感器，25－电压传感器，26－数据采集单元，27－光电转换单元，28－传输光缆，29－高压臂电容，30－低压臂电容。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型所述的GIS用多功能组合传感器包括依次联接的传感器、数据采集单元26和信号传输单元，所述的传感器为电流传感器24、电压传感器25、温度传感器22、气压传感器23中任意不少于两种的组合(图1所示实施例采用四种传感器组合，即GIS用I、U、T、P四功能组合传感器)，传感器组合后共用一只数据采集单元26实现传感信号的数字化采集，并经信号传输单元远距离传输。
作为一种优选方式，所述信号传输单元包括光电转换单元27和传输光缆28，数据采集单元26采集得到的数据经光电转换单元27转换后采用同一条传输光缆28远距离传输。
图2为四功能组合传感器结构示意图，它是GIS的整个线路的一个小段，由一次导电杆1、筒体4以及筒内填充的SF6气体10组成GIS的线路基本绝缘结构。
电压传感器25包括串联分压的高压臂电容29和低压臂电容30，低压臂电容30设置在数据采集电路盒9中，低压臂电容30的一端接地。高压臂电容29为同轴电容器，由装在一次导电杆1上的同轴电容内电极2和固定在外筒上的同轴电容外电极3构成一个同轴电容，作为分压器的一部分。同轴电容器内电极2固定在GIS芯部的一次导电杆1上，并与一次导电杆1电联接，一次导电杆1通过高压导线21接高电压；同轴电容器外电极3通过绝缘衬环5固定在GIS的筒体3内。
电流传感器24为套在同轴电容外电极3的外侧的一个或一组电流传感线圈7，利用电压传感器25的同轴结构，与电流测量相结合，使得系统紧凑、可靠性强。温度传感器22为半导体温度传感器，气压传感器22为半导体压力传感器，均固定GIS筒体4内的绝缘支架5上。四种传感器输出的电信号均引入采集电路盒9内，采集电路盒9装在筒体4的外侧，经数据采集后和光电转换后，所有测量数据由传输光缆28向外传送。
这种组合式传感器将电压、电流、温度、气压等多种信号集中在一个结构中，压缩了GIS测量装置的占用空间，节省制造材料，简化装配工艺；由于所有的传感器均采用同一个采集电路盒，可以共享一路电源，减少电源线布设，合并通信可以简化通信线缆布设，节约投资。此外传感器可对GIS内的气压、温度信号同时采集和传输，便于依据同一位置的气压、温度的变化对GIS内充入的SF6气体的密度进行计算和校准，对气体的泄露率做出评估和预警，增强气体绝缘变电站等器件的安全可靠性。
Claims (7)
1.一种GIS用多功能组合传感器，其特征在于：包括依次联接的传感器、数据采集单元(26)和信号传输单元，所述的传感器为电流传感器(24)、电压传感器(25)、温度传感器(22)、气压传感器(23)中任意不少于两种的组合，所述的传感器组合装配在GIS筒体的同一小段中，所述传感器组合后共用一组数据采集单元(26)实现传感信号的数字化采集，并经信号传输单元远距离传输。
2.根据权利要求1所述的GIS用多功能组合传感器，其特征在于：所述的传感器为电流传感器(24)、电压传感器(25)、温度传感器(22)、气压传感器(23)中任意两种至四种的组合。
3.根据权利要求1或2所述的GIS用多功能组合传感器，其特征在于：所述的电压传感器(25)包括串联分压的低压臂电容(30)和高压臂电容(29)，所述的低压臂电容(30)设置在数据采集单元(26)中，低压臂电容(30)的一端接地；所述的高压臂电容(29)为同轴电容器，所述同轴电容器内电极(2)固定在GIS芯部的一次导电杆(1)上并与一次导电杆(1)电联接；所述同轴电容器外电极(3)通过绝缘衬环(5)固定在GIS的筒体(3)内；所述的一次导电杆(1)接高电压。
4.根据权利要求1或2所述的GIS用多功能组合传感器，其特征在于：所述的电流传感器(24)为套在同轴电容外电极(3)的外侧的一个或一组电流传感线圈(7)。
5.根据权利要求1或2所述的GIS用多功能组合传感器，其特征在于：所述的温度传感器(22)为半导体温度传感器，固定GIS筒体内的绝缘支架(5)上。
6.根据权利要求1或2所述的GIS用多功能组合传感器，其特征在于：所述的气压传感器(22)为半导体压力传感器，固定GIS筒体内的绝缘支架(5)上。
7.根据权利要求1所述的GIS用多功能组合传感器，其特征在于：所述信号传输单元包括光电转换单元(27)和传输光缆(28)，数据采集单元(26)采集得到的数据经光电转换单元(27)转换后采用同一条传输光缆(28)远距离传输。
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|---|---|---|---|---|
| CN104568759A (zh) * | 2014-12-24 | 2015-04-29 | 国家电网公司 | 一种sf6电器设备光程传感装置 |
| CN107576836A (zh) * | 2017-10-18 | 2018-01-12 | 叶有福 | 综合传感器 |
| CN108324090A (zh) * | 2018-04-16 | 2018-07-27 | 广东天际电器股份有限公司 | 一种同轴多功能探测的炖煮装置 |
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| CN104568759B (zh) * | 2014-12-24 | 2017-06-23 | 国家电网公司 | 一种sf6电器设备光程传感装置 |
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