CN209728024U - 二次电压输出角差可调节的阻容分压传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了二次电压输出角差可调节的阻容分压传感器，涉及传感器技术领域，解决了常见电阻分压结构具有一项缺陷，高压对地的容性电流会影响二次电压输出的角度，导致二次电压输出角度偏差较大，最终影响精确度的问题，其技术方案要点是，二次电压输出角差可调节的阻容分压传感器，包括二次电阻接线组件以及高压电阻器组件，二次电阻接线组件包括二次电阻输入端、并联连接的低压电阻和低压补偿电容、以及二次电阻输出端，高压电阻器组件包括高压输入端、三组并联连接的高压电阻器、以及低压输出端，达到可以补偿高压对地的容性电流的影响，确保二次电压输出角度偏差在可接受的范围内，具有良好的线性度以及精度的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及传感器技术领域，特别涉及二次电压输出角差可调节的阻容分压传感器。
背景技术
电磁式互感器的内部采用铁芯结构，但是现有的电磁式互感器体积较大，且其铁芯材料为硅钢片，极易因铁芯饱和产生谐振，引起线路过电压，同时互感器因谐振导致内部铁芯温度升高，引发火灾事故。另一种常用方案为使用电阻分压传感器，此方案采用电阻分压结构，内部无铁芯，避免了因铁芯饱和导致的谐振和温度升高引起的火灾事故，但是电阻分压结构具有一项缺陷，高压对地的容性电流会影响二次电压输出的角度，导致二次电压输出角度偏差较大，最终影响精确度。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供二次电压输出角差可调节的阻容分压传感器，具有可以补偿高压对地的容性电流的影响，确保二次电压输出角度偏差在可接受的范围内，具有良好的线性度以及精度的优点。
本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：二次电压输出角差可调节的阻容分压传感器，包括二次电阻接线组件以及高压电阻器组件，所述二次电阻接线组件按电连通的顺序依次包括二次电阻输入端、并联连接的低压电阻和低压补偿电容、以及二次电阻输出端，所述高压电阻器组件按电连通的顺序依次包括高压输入端、三组并联连接的高压电阻器、以及低压输出端；所述二次电阻输入端与低压输出端电性连接，所述二次电阻输出端与外部的接地端相连接。
通过采用上述技术方案，首先，通过矢量三角形公式计算一次电压输出角度，控制一次电压输出角度和二次电压输出角度偏差在20分范围内，进而用矢量三角形公式反算得出补偿电容值的计算方法。然后，在二次电压输出端并联一个低压补偿电容，以便于通过改变低压补偿电容的大小可以补偿高压对地的容性电流的影响，确保二次电压输出角度偏差在可接受的范围内。另外，本技术方案具有良好的线性度，高压电阻丝和低压电阻温度特性一致，使得二次电压输出角度精度高的特点，并且本技术方案与现有的电磁式互感器相比，本技术方案的内部为无铁芯结构，从根本上杜绝产生谐波的因素和避免导致互感器温度升高的可能。低压补偿电容可以有效的对零序电压的角度偏差进行调整，满足小于20分的要求。本使用新型还具有体积小，重量轻，成本低，可内置于10kV断路器内部的优点。
本实用新型的进一步设置，所述二次电阻接线组件包括用于安装的外壳体，所述低压电阻与低压补偿电容均设置于外壳体内。
本实用新型的进一步设置，所述外壳体由不锈钢材料而成。
通过采用上述技术方案，外壳可用于低压电阻与低压补偿电容的安装与固定，进而便于电子配件的布线和布局；并且，由不锈钢材料制成的外壳体具有屏蔽外界电磁干扰的作用。
本实用新型的进一步设置，包括用于定位固定的安装底板，所述二次电阻接线组件以及高压电阻器组件均设置于安装底板上。
本实用新型的进一步设置，所述安装底板上设有用于固定高压电阻器组件和二次电阻接线组件的固定孔以及用于接地的接地螺栓。
通过采用上述技术方案，安装底板上的固定孔可用于二次电阻接线组件以及高压电阻器组件的安装定位以及固定，接地螺栓可用于保护电气设备因绝缘损坏而漏电时产生的对地电压不超过安全范围。
本实用新型的进一步设置，每个所述高压电阻器均包括用于接入使用电路中的高压端子、低压端子和高压电阻丝，所述高压端子、低压端子和高压电阻丝之间相电性连接；三组所述高压电阻器的高压端子并联后的连电线形成所述高压输入端，三组所述高压电阻器的低压端子并联后的连电线形成所述低压输出端。
通过采用上述技术方案，三相高压施加在高压电阻器的高压端子上，零序电压即产生在低压电阻的两端。通过合理选取低压补偿电容可保证输出的零序电压的角度偏差在可接受范围内，三组高压电阻器和低压电阻的选取决定了输出的零序电压值的大小，两者结合即可保证输出的零序电压值和角度偏差满足要求。
综上所述，本实用新型具有以下有益效果：
1、通过改变低压补偿电容的大小可以补偿高压对地的容性电流的影响，确保二次电压输出角度偏差在可接受的范围内；
2、体积小，重量轻，成本低，可内置于10kV断路器内部；
3、具有良好的线性度，高压电阻丝和低压电阻温度特性一致，可满足10kV架空线路对于线路故障时产生的零序电压的检测要求；
4、可有效地对零序电压的角度偏差进行调整，以满足调节精度的要求。
总的来说本实用新型，可以补偿高压对地的容性电流的影响，确保二次电压输出角度偏差在可接受的范围内，具有良好的线性度以及精度。
附图说明
图1是本实施例的结构示意图；
图2是本实施例的电路原理图；
图3是本实施例中高压电阻器的结构示意图。
附图标记：1、安装底板；2、二次电阻接线组件；21、外壳体；22、低压电阻；23、低压补偿电容；24、二次电阻输入端；25、二次电阻输出端；3、高压电阻器组件；31、高压输入端；32、低压输出端；34、高压电阻器；341、高压端子；342、低压端子；343、高压电阻丝；4、固定孔；5、接地螺栓；6、接地端。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
实施例：二次电压输出角差可调节的阻容分压传感器，如图1所示，包括一个二次电阻接线组件2、高压电阻器组件3以及用于定位固定的安装底板1，二次电阻接线组件2以及高压电阻器组件3均设置于安装底板1上。安装底板1上设有用于固定高压电阻器组件3和二次电阻接线组件2的固定孔4以及用于接地的接地螺栓5，安装底板1上的固定孔4可用于二次电阻接线组件2以及高压电阻器组件3的安装定位以及固定，接地螺栓5可用于保护电气设备因绝缘损坏而漏电时产生的对地电压不超过安全范围。
如图2所示，高压电阻器组件3按电连通的顺序依次包括高压输入端31、三组并联连接的高压电阻器34、以及低压输出端32。上述三组高压电阻器34并联连接，然后高压电阻器组件3均与二次电阻接线组件2串联连接。二次电阻接线组件2按电连通的顺序依次包括二次电阻输入端24、并联连接的低压电阻22和低压补偿电容23、二次电阻输出端25以及用于安装的外壳体21。二次电阻输入端24与低压输出端32通过屏蔽电缆电性连接，二次电阻输出端25与外部的接地端6相连接。
低压电阻22与低压补偿电容23均设置于外壳体21内。外壳体21由不锈钢材料制成。外壳可用于低压电阻22与低压补偿电容23的安装与固定，进而便于电子配件的布线和布局；由不锈钢材料制成的外壳体21具有屏蔽外界电磁干扰的作用。
如图3所示，每个高压电阻器34均包括用于接入使用电路中的高压端子341、低压端子342和高压电阻丝343，高压端子341、低压端子342和高压电阻丝343之间相电性连接；三组高压电阻器34的高压端子341并联后的连电线形成高压输入端31，三组高压电阻器的低压端子342并联后的连电线形成低压输出端32。二次电阻输入端24为低压电阻22和低压补偿电容23的输入端，二次电阻输出端25为低压电阻22和低压补偿电容23的输出端。
在本实施例中，使用电路选取为本领域常见的高压电路，使用时，将高压端子341接入高压电路中即可。此时，三相高压施加在高压电阻器34的高压端子341上，零序电压即产生在低压电阻22的两端。通过合理选取低压补偿电容23可保证输出的零序电压的角度偏差在可接受范围内，三组高压电阻器34和低压电阻22的选取决定了输出的零序电压值的大小，两者结合即可保证输出的零序电压值和角度偏差满足要求。
使用过程及原理：首先，通过矢量三角形公式计算一次电压输出角度，控制一次电压输出角度和二次电压输出角度偏差在20分范围内，进而用矢量三角形公式反算得出补偿电容值的计算方法。然后，在二次电压输出端并联一个低压补偿电容23，以便于通过改变低压补偿电容23的大小可以补偿高压对地的容性电流的影响，确保二次电压输出角度偏差在可接受的范围内。
另外，本技术方案具有良好的线性度，高压电阻丝343和低压电阻22温度特性一致，使得二次电压输出角度精度高的特点，并且本技术方案与现有的电磁式互感器相比，本技术方案的内部为无铁芯结构，从根本上杜绝产生谐波的因素和避免导致互感器温度升高的可能。低压补偿电容23可以有效的对零序电压的角度偏差进行调整，满足小于20分的要求。本使用新型还具有体积小，重量轻，成本低，可内置于10kV断路器内部的优点。
低压补偿电容23的选型计算方法：高压电阻器34的高压端对地的容值，其实际测试值C1在20-50pF之间，假设此时实测值为30pF，高压电阻丝343的阻值R1为560MΩ，低压电阻22的阻值R2为5kΩ，在工频电压下，w＝2πf＝2*3.14*50＝314。根据矢量三角形公式得出一次电压角度值为tanα＝1/wC1/R1＝0.1896，可计算出一次电压角度值α1为10.7358度，为确保二次电压输出角度与一次电压输出角度的偏差为α2-α1≤20分，取二次电压角度值α2为10.7358度，此时角度偏差为0，根据矢量三角形公式得出二次电压角度值为tanα2＝1/wC2/R2，得出补偿电容值为3.36μF。二次电压输出角度与一次电压输出角度的偏差为α1-α2≤3分，满足二次电压输出角度与一次电压输出的角度偏差小于20分的需求。以上计算过程只是本实施例的其中一个计算示例，但不仅限于此计算方式，由于高压电阻丝343和低压电阻22丝根据不同的分压比例其取值也不相同，因此未超出本实用新型计算方法的，均属于本实用新型的保护范围之内。
本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (6)
1.二次电压输出角差可调节的阻容分压传感器，其特征在于，包括二次电阻接线组件(2)以及高压电阻器组件(3)，所述二次电阻接线组件(2)按电连通的顺序依次包括二次电阻输入端(24)、并联连接的低压电阻(22)和低压补偿电容(23)、以及二次电阻输出端(25)，所述高压电阻器组件(3)按电连通的顺序依次包括高压输入端(31)、三组并联连接的高压电阻器(34)、以及低压输出端(32)；所述二次电阻输入端(24)与低压输出端(32)电性连接，所述二次电阻输出端(25)与外部的接地端(6)相连接。
2.根据权利要求1所述的二次电压输出角差可调节的阻容分压传感器，其特征在于，所述二次电阻接线组件(2)包括用于安装的外壳体(21)，所述低压电阻(22)与低压补偿电容(23)均设置于外壳体(21)内。
3.根据权利要求2所述的二次电压输出角差可调节的阻容分压传感器，其特征在于，所述外壳体(21)由不锈钢材料制成。
4.根据权利要求1所述的二次电压输出角差可调节的阻容分压传感器，其特征在于，包括用于定位固定的安装底板(1)，所述二次电阻接线组件(2)以及高压电阻器组件(3)均设置于安装底板(1)上。
5.根据权利要求4所述的二次电压输出角差可调节的阻容分压传感器，其特征在于，所述安装底板(1)上设有用于固定高压电阻器组件(3)和二次电阻接线组件(2)的固定孔(4)以及用于接地的接地螺栓(5)。
6.根据权利要求1所述的二次电压输出角差可调节的阻容分压传感器，其特征在于，每个所述高压电阻器(34)均包括用于接入使用电路中的高压端子(341)、低压端子(342)和高压电阻丝(343)，所述高压端子(341)、低压端子(342)和高压电阻丝(343)之间相电性连接；三组所述高压电阻器(34)的高压端子(341)并联后的连电线形成所述高压输入端(31)，三组所述高压电阻器的低压端子(342)并联后的连电线形成所述低压输出端(32)。
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