CN206876746U - 电力参数测量组件 - Google Patents

Abstract

一种电力参数测量组件，其特征在于，所述电力参数测量组件包括壳体以及被容纳在所述壳体中的无线测量模块、至少一个导电体、至少一个罗氏线圈；其中所述导电体穿过所述罗氏线圈，所述罗氏线圈测量流经所述导电体的电流；所述罗氏线圈通过电缆线与所述无线测量模块连接；所述导电体的一个端部与负载连接，所述导电体的另一个端部与断路器的下级接线端连接。

Description

电力参数测量组件

技术领域

本公开内容涉及一种用于测量断路器的测量装置，特别涉及一种用于测量断路器的电力参数的测量组件。

背景技术

目前每个配电回路的电气参数测量(电能计量)主要有两种方案：

(1)带电子式脱扣单元的断路器提供测量功能，通过有线方式将测量数据传输至网关。

(2)外接电能表或电力参数测量仪，附加电流互感器进行信号采集和测量，通过有线方式将测量数据传输至网关。

方案(1)的成本很高，不适用于用热磁脱扣单元或磁脱扣单元的断路器，且小电流不工作，不能保证电能计量的准确度。方案(2)的接线复杂，需要额外的电压电流采样线、电源供电线、通讯线，并增加外部电流互感器。外部电流互感器带来的相移以及因此导致的功率电能测量误差目前并没有标准，无法进行评定。所以可能会因为电流互感器选择不当，造成额外的测量误差。另外，不当走线，比如CT二次线与电压线捆束在一起、通讯线无良好接地等都可能造成EMC干扰下的测量误差或者通讯故障。走线规范程度主要取决于盘厂工人的习惯及技术能力，难以控制。

实用新型内容

针对上述现有技术中的缺陷，根据本公开内容的一个方面提供了一种电力参数测量组件，所述电力参数测量组件包括壳体以及被容纳在所述壳体中的无线测量模块、至少一个导电体、至少一个罗氏线圈(Rogowski coil)；其中所述导电体穿过所述罗氏线圈，所述罗氏线圈测量流经所述导电体的电流；所述罗氏线圈通过电缆线与所述无线测量模块连接；所述导电体的一个端部与负载连接，所述导电体的另一个端部与断路器的下级接线端连接。

不含铁磁性材料的罗氏线圈无磁滞效应，几乎为零的相位误差，无磁饱和现象，因而测量范围可从数安培到数百千安的电流；结构简单。根据本公开内容的电力参数测量组件提供了至少3倍额定电流的精确测量(Class1)，防止过载情况下的电流测量和电能计量错误。

根据本公开内容的另一个方面，所述无线测量模块上设置有无线传输模块，其用于将经由所述无线测量模块处理后的来自于所述罗氏线圈的信号以无线方式传输。所述无线测量模块的供电直接从所述导电体上获得，从而无需外部辅助电源供电。由于采用了无线传输模块，所以无需采用接线复杂的通讯连线。

所述无线测量模块还设置有电源模块、电压信号采样模块、电流信号采样模块以及中央处理器。

所述电源模块与所述导电体电连接，用于给所述无线测量模块提供电力。

所述电压信号采样模块采集来自于所述导电体的电压信号并将其转化成电压采样数据；所述电流信号采样模块采集来自于所述罗氏线圈的电流信号并将其转化成电流采样数据。

所述中央处理器对所述电压采样数据以及所述电流采样数据进行处理。

所述无线传输模块以无线方式传输经由所述中央处理器处理的数据。

所述无线测量模块无线连接到一无线网关；所述无线网关用于连接到数据采集与监视控制系统、云服务器，或者用于本地监测。

根据本公开内容的以上各个方面，所述壳体包括第一壳体和第二壳体；

所述第一壳体和所述第二壳体共同形成用于容纳所述无线测量模块、所述导电体和所述罗氏线圈的空间；所述壳体的外表面形成有用于连接到所述断路器的定位部件，从而保证所述电力参数测量组件与所述断路器的连接安装准确到位。

根据本公开内容的以上各个方面，所述罗氏线圈包括线圈壳体和固定安装在所述线圈壳体中的线圈本体；所述线圈本体设置有线圈本体端口和线圈本体开口，所述导电体穿过所述线圈本体开口。

根据本公开内容的以上各个方面，所述电缆线连接在所述线圈本体端口和设置在所述无线测量模块上的模块端口之间。

根据本公开内容的以上各个方面，所述导电体在水平方向被固定设置在所述第二壳体内，所述导电体在垂直方向由与所述第二壳体安装在一起的所述第一壳体固定。

根据本公开内容的以上各个方面，所述第二壳体还设置有相对于彼此平行设置且间隔开的筋板，所述筋板上设置有槽口，所述导电体设置在所述槽口中。所述罗氏线圈设置在所述筋板之间的空间中。

根据本公开内容的以上各个方面，所述第二壳体还设置有相对于彼此平行设置且间隔开的隔板，相邻设置的所述导电体之间被所述隔板间隔开来，所述隔板垂直于所述筋板。所述隔板的设置是为了避免各个导电体之间的串扰。

根据本公开内容的以上各个方面，所述第二壳体还设置有第二壳体插座和第二壳体插片，所述第二壳体在面向所述负载的一侧的底部上设置有泄弧通道；所述第二壳体插座插入在所述泄弧通道之间，所述泄弧通道保证电弧能够正常泄放，不会对电力参数测量组件和断路器产生不良影响。

所述导电体的所述一个端部位于所述第二壳体插座上。所述第二壳体插片部分封闭所述第二壳体的面向所述负载的一侧。

根据本公开内容的以上各个方面，所述导电体的两个端部之间形成有弓形部分，该弓形部分卡合在所述槽口中，从而防止所述导电体在水平方向相对于所述第二壳体移动。该弓形部分还穿过所述线圈本体开口。

所述电力参数测量组件通过一介电旋钮来实现组件的通电/断电，同时兼顾介电实验的要求。

根据本公开内容的电力参数测量组件作为断路器的附件串在主回路里，不需要额外的二次接线，并且适用于固定柜插拔底座的改造项目，不需要修改盘柜，只需要通过现有的附件连接产品串联进回路，从而降低了改造成本。

根据本公开内容采用了不含铁磁性材料的罗氏线圈，其无磁滞效应，几乎为零的相位误差，无磁饱和现象，因而测量范围可从数安培到数百千安的电流；结构简单，并且和被测电流之间没有直接的电路联系；响应频带宽。与采用带铁芯的传统互感器相比，罗氏线圈具有测量范围宽，精度高，稳定可靠，响应频带宽，同时具有测量和继电保护功能，体积小、重量轻、安全且符合环保要求。

基于罗氏线圈的本公开内容具有电流可实时测量、响应速度快、不会饱和、几乎没有相位误差的特点，故其可应用于继电保护，可控硅整流，变频调速，电阻焊等信号严重畸变的场合。根据本公开内容的电力参数测量组件可以提供至少3倍额定电流的精确测量(Class1)，防止过载情况下的电流测量和电能计量错误。

至此，为了本公开内容在此的详细描述可以得到更好的理解，以及为了本公开内容对现有技术的贡献可以更好地被认识到，本公开已经相当广泛地概述了本公开内容的内容。当然，本公开内容的实施方式将在下面进行描述并且将形成所附权利要求的主题。

同样地，本领域技术人员将认识到，本公开所基于的构思可以容易地用作设计其它结构、方法和系统的基础，用于实施本公开内容的数个目的。因此，重要的是，所附权利要求应当认为包括这样的等效结构，只要它们没有超出本公开内容的实质和范围。

附图说明

通过下面的附图本领域技术人员将对本公开内容有更好的理解，并且更能清楚地体现出本公开内容的优点。这里描述的附图仅为了所选实施例的说明目的，而不是全部可能的实施方式并且旨在不限定本公开内容的范围。

图1是从一个角度观察到的根据本公开内容实施例的电力参数测量组件的分解图；

图2是从另一个角度观察到的根据本公开内容实施例的电力参数测量组件的分解图；

图3是根据本公开内容实施例的罗氏线圈的分解图；

图4是根据本公开内容实施例的罗氏线圈的装配图；

图5是根据本公开内容实施例的第二壳体的立体图；

图6是根据本公开内容实施例的无线测量模块的电路原理图；

图7是根据本公开内容实施例的系统应用架构。

具体实施方式

以下结合附图来详细说明根据本公开内容实施例的电力参数测量组件的结构。

如图1和图2所示，它们分别从两个角度示出根据本公开内容实施例的电力参数测量组件的分解图。

根据本公开内容的一个实施例，所述电力参数测量组件包括壳体以及被容纳在所述壳体中的无线测量模块3、至少一个导电体4、至少一个罗氏线圈5(Rogowski coil)；其中所述导电体4穿过所述罗氏线圈5，所述罗氏线圈5测量流经所述导电体4的电流；所述罗氏线圈5通过电缆线6与所述无线测量模块3连接；所述导电体4的一个端部4-1与负载(未示出)连接，所述导电体4的另一个端部4-2与断路器的下级接线端(未示出)连接。

图1和图2示出了3个罗氏线圈、与3个罗氏线圈相对应的3个导电体和3个电缆线，它们与电力参数测量组件所连接在断路器的3个极相对应。

所述电力参数测量组件还可以包括连接中性线的接线端子(未示出)，从而同时兼顾3极和4极断路器的连接要求。所述电力参数测量组件通过介电旋钮来实现组件的通电/断电，同时兼顾介电实验的要求。

根据本公开内容的另一个实施例，所述无线测量模块3上设置有无线传输模块3-1，其用于将经由所述无线测量模块处理后的来自于所述罗氏线圈 5的信号以无线方式传输。所述无线测量模块3的供电直接从所述导电体4 上获得，从而无需外部辅助电源供电。由于采用了无线传输模块，所以无需采用接线复杂的通讯连线。

如图6所示，所述无线测量模块还设置有电源模块3-3、电压信号采样模块3-4、电流信号采样模块3-5以及中央处理器3-6，N代表中性线，L1/L2/L3 代表与罗氏线圈相对应的导电体。

所述电源模块3-3与所述导电体4电连接，用于给所述无线测量模块3 提供电力。

所述电压信号采样模块3-4采集来自于所述导电体4的电压信号并将其转化成电压采样数据。

所述电流信号采样模块3-5采集来自于所述罗氏线圈5的电流信号(输出以电压方式呈现，但代表的是电流信号)并将其转化成电流采样数据。

所述中央处理器3-6对所述电压采样数据以及所述电流采样数据进行处理；所述无线传输模块3-1以无线方式传输经由所述中央处理器3-6处理的数据。

如图7所示，所述无线测量模块3无线连接到一无线网关8；所述无线网关8用于连接到数据采集与监视控制系统(SCADA)、云服务器，或者用于本地监测。

相比于现有技术中的方案，本公开内容的实施例节省了外部CT，节省了电压、电流的接线以及用于通讯的接线。相比现有技术中的方案，本公开内容的实施例的成本低并且符合IEC61557-12 Class1的高精度测量。

根据本公开内容的以上各个实施例，所述壳体包括第一壳体1和第二壳体2。

所述第一壳体1和所述第二壳体2共同形成用于容纳所述无线测量模块 3、所述导电体4和所述罗氏线圈5的空间；所述壳体的外表面形成有用于连接到所述断路器的定位部件2-1，从而保证所述电力参数测量组件与所述断路器的连接安装准确到位。

根据本公开内容的以上各个实施例，如图3的分解图和图4的装配图所示，所述罗氏线圈5包括线圈壳体5-1和固定安装在所述线圈壳体5-1中的线圈本体5-2；所述线圈本体5-2设置有线圈本体端口5-2-2和线圈本体开口 5-2-1，所述导电体4穿过所述线圈本体开口5-2-1。

根据本公开内容的以上各个实施例，所述电缆线6连接在所述线圈本体端口5-2-2和设置在所述无线测量模块3上的模块端口3-2之间。

根据本公开内容的以上各个实施例，所述导电体4在水平方向被固定设置在所述第二壳体2内，所述导电体4在垂直方向由与所述第二壳体2安装在一起的所述第一壳体1固定。

根据本公开内容的以上各个实施例，如图5所示，所述第二壳体2还设置有相对于彼此平行设置且间隔开的筋板2-2，所述筋板上设置有槽口2-2-1，所述导电体4设置在所述槽口中，所述罗氏线圈5设置在所述筋板2-2之间的空间中。

根据本公开内容的以上各个实施例，所述第二壳体2还设置有相对于彼此平行设置且间隔开的隔板2-3，相邻设置的所述导电体4之间被所述隔板 2-3间隔开来，所述隔板2-3垂直于所述筋板2-2布置。所述隔板2-3的设置是为了避免各个导电体4之间的串扰。

根据本公开内容的以上各个实施例，如图1和图2所示，所述第二壳体 2还设置有第二壳体插座2-4和第二壳体插片2-5，所述第二壳体2在面向所述负载的一侧的底部上设置有泄弧通道2-6，其保证电弧能够正常泄放，不会对电力参数测量组件和断路器产生不良影响。所述第二壳体插座2-4插入在所述泄弧通道2-6之间。

所述导电体4的所述一个端部位于所述第二壳体插座2-4上；所述第二壳体插片2-5部分封闭所述第二壳体2的面向所述负载的一侧。

根据本公开内容的以上各个实施例，所述导电体4的两个端部4-1、4-2 之间形成有弓形部分4-3，该弓形部分4-3卡合在所述槽口2-2-1中，从而防止所述导电体4在水平方向相对于所述第二壳体2移动。该弓形部分4-3还穿过所述线圈本体开口5-2-1。所述导电体4例如由铜制成，其两个端部4-1、 4-2宽度较大，所以采用了焊接或者铆接的工艺与所述弓形部分4-3连接在一起，从而确保载流面积的大小。当然，所述导电体4的两个端部4-1、4-2和所述弓形部分4-3也可以是一体形成的。

根据本公开内容的电力参数测量组件作为断路器的附件串在主回路里，不需要额外的二次接线，并且适用于固定柜插拔底座的改造项目，不需要修改盘柜，只需要通过现有的附件连接产品串联进回路，从而降低了改造成本。

根据本公开内容采用了不含铁磁性材料的罗氏线圈，其无磁滞效应，几乎为零的相位误差，无磁饱和现象，因而测量范围可从数安培到数百千安的电流；结构简单并且和被测电流之间没有直接的电路联系；响应频带宽。与采用带铁芯的传统互感器相比，罗氏线圈具有测量范围宽，精度高，稳定可靠，响应频带宽，同时具有测量和继电保护功能，体积小、重量轻、安全且符合环保要求。

基于罗氏线圈的本公开内容具有电流可实时测量、响应速度快、不会饱和、几乎没有相位误差的特点，故其可应用于继电保护，可控硅整流，变频调速，电阻焊等信号严重畸变的场合。根据本公开内容的电力参数测量组件可以提供至少3倍额定电流的精确测量(Class1)，防止过载情况下的电流测量和电能计量错误。

参考具体实施例，尽管本公开内容已经在说明书和附图中进行了说明，但应当理解，在不脱离权利要求中所限定的本公开内容范围的情况下，所属技术领域人员可做出多种改变以及多种等同物可替代其中多种元件。而且，本文中具体实施例之间的技术特征、元件和/或功能的组合和搭配是清楚明晰的，因此根据这些所公开的内容，所属技术领域人员能够领会到实施例中的技术特征、元件和/或功能可以视情况被结合到另一个具体实施例中，除非上述内容有另外的描述。此外，根据本公开内容的教导，在不脱离本公开内容本质的范围，适应特殊的情形或材料可以做出许多改变。因此，本公开内容并不限于附图所图解的个别的具体实施例，以及说明书中所描述的作为目前为实施本公开内容所设想的最佳实施方式的具体实施例，而本公开内容意旨包括落入上述说明书和所附的权利要求范围内的所有的实施方式。

Claims (12)

1.一种电力参数测量组件，其特征在于，所述电力参数测量组件包括壳体以及被容纳在所述壳体中的无线测量模块、至少一个导电体、至少一个罗氏线圈；其中

所述导电体穿过所述罗氏线圈，所述罗氏线圈测量流经所述导电体的电流；

所述罗氏线圈通过电缆线与所述无线测量模块连接；

所述导电体的一个端部与负载连接，所述导电体的另一个端部与断路器的下级接线端连接。

2.根据权利要求1所述的电力参数测量组件，其特征在于，

所述无线测量模块设置有无线传输模块，其用于将经由所述无线测量模块处理后的来自于所述罗氏线圈的信号以无线方式传输。

3.根据权利要求1所述的电力参数测量组件，其特征在于，

所述壳体包括第一壳体和第二壳体；

所述第一壳体和所述第二壳体共同形成用于容纳所述无线测量模块、所述导电体和所述罗氏线圈的空间；

所述壳体的外表面形成有用于连接到所述断路器的定位部件，从而保证所述电力参数测量组件与所述断路器的连接安装准确到位。

4.根据权利要求1所述的电力参数测量组件，其特征在于，

所述罗氏线圈包括线圈壳体和固定安装在所述线圈壳体中的线圈本体；

所述线圈本体设置有线圈本体端口和线圈本体开口，所述导电体穿过所述线圈本体开口。

5.根据权利要求4所述的电力参数测量组件，其特征在于，

所述电缆线连接在所述线圈本体端口和设置在所述无线测量模块的模块端口之间。

6.根据权利要求3所述的电力参数测量组件，其特征在于，所述导电体在水平方向被固定设置在所述第二壳体内，所述导电体在垂直方向由与所述第二壳体安装在一起的所述第一壳体固定。

7.根据权利要求6所述的电力参数测量组件，其特征在于，

所述第二壳体还设置有相对于彼此平行设置且间隔开的筋板，所述筋板上设置有槽口，所述导电体设置在所述槽口中，所述罗氏线圈设置在所述筋板之间的空间中。

8.根据权利要求7所述的电力参数测量组件，其特征在于，

所述第二壳体还设置有相对于彼此平行设置且间隔开的隔板，相邻设置的所述导电体之间被所述隔板间隔开来，所述隔板垂直于所述筋板。

9.根据权利要求8所述的电力参数测量组件，其特征在于，

所述第二壳体还设置有第二壳体插座和第二壳体插片，所述第二壳体在面向所述负载的一侧的底部上设置有泄弧通道；

所述第二壳体插座插入在所述泄弧通道之间，所述导电体的所述一个端部位于所述第二壳体插座上；

所述第二壳体插片部分封闭所述第二壳体的面向所述负载的一侧。

10.根据权利要求7所述的电力参数测量组件，其特征在于，

所述导电体的两个端部之间形成有弓形部分，该弓形部分卡合在所述槽口中，从而防止所述导电体在水平方向相对于所述第二壳体移动。

11.根据权利要求2所述的电力参数测量组件，其特征在于，

所述无线测量模块还设置有电源模块、电压信号采样模块、电流信号采样模块以及中央处理器；

所述电源模块与所述导电体电连接，用于给所述无线测量模块提供电力；

所述电压信号采样模块采集来自于所述导电体的电压信号并将其转化成电压采样数据；

所述电流信号采样模块采集来自于所述罗氏线圈的电流信号并将其转化成电流采样数据；

所述中央处理器对所述电压采样数据以及所述电流采样数据进行处理；

所述无线传输模块以无线方式传输经由所述中央处理器处理的数据。

12.根据权利要求11所述的电力参数测量组件，其特征在于，

所述无线测量模块无线连接到一无线网关；

所述无线网关用于连接到数据采集与监视控制系统、云服务器，或者用于本地监测。