RU192380U1 - High voltage voltage transducer - Google Patents
High voltage voltage transducer Download PDFInfo
- Publication number
- RU192380U1 RU192380U1 RU2019115450U RU2019115450U RU192380U1 RU 192380 U1 RU192380 U1 RU 192380U1 RU 2019115450 U RU2019115450 U RU 2019115450U RU 2019115450 U RU2019115450 U RU 2019115450U RU 192380 U1 RU192380 U1 RU 192380U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage
- electrode
- measuring
- electrodes
- capacitance
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
- G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
- G01R15/16—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using capacitive devices
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области электроизмерительной техники и может найти применение для измерения переменного напряжения в электрических сетях среднего напряжения в системах учета электроэнергии, измерения показателей качества электроэнергии и релейной защиты. Полезная модель решает задачу создания измерительного преобразователя напряжения для сетей среднего напряжения, обладающего высокой точностью измерения, помехозащищенностью, повышенной стойкостью к перенапряжениям, малыми массогабаритными характеристики, низкой материалоемкостью, встраиваемой конструкцией, возможностью измерения без заземления, возможностью реализации цифровых интерфейсов. Высоковольтный измерительный преобразователь напряжения состоит из высоковольтного электрода 1, по меньшей мере, двух электродов 2 и 4, диэлектрического каркаса 3, экранированного проводника 5, нагрузочного сопротивления 6 и модуля обработки 7, размещенных в корпусе из полимерного диэлектрического материала, при этом емкость С12 между электродами 2 и 4 превышает на порядок емкость С1 между высоковольтным электродом 1 и электродом 2 и емкость С2 между высоковольтным электродом 1 и электродом 4. При увеличении емкости С12 между измерительным электродом 2 и 4 передаточная функция преобразования обеспечивает сигнал, не требующий дополнительного интегрирования, а также отсутствует необходимость заземления преобразования. 8 з.п. ф-лы. 10 ил.The utility model relates to the field of electrical engineering and can be used for measuring AC voltage in medium voltage electric networks in electricity metering systems, measuring power quality indicators and relay protection. The utility model solves the problem of creating a voltage measuring transducer for medium voltage networks with high measurement accuracy, noise immunity, increased resistance to overvoltages, small weight and size characteristics, low material consumption, built-in design, the ability to measure without grounding, and the ability to implement digital interfaces. A high-voltage voltage transducer consists of a high-voltage electrode 1, at least two electrodes 2 and 4, a dielectric cage 3, a shielded conductor 5, a load resistance 6 and a processing module 7 placed in a housing made of a polymer dielectric material, with a capacitance C12 between the electrodes 2 and 4 exceed by an order of magnitude the capacitance C1 between the high-voltage electrode 1 and electrode 2 and the capacitance C2 between the high-voltage electrode 1 and electrode 4. With an increase in the capacitance C12 between the measuring elec 2 and 4 come conversion transfer function provides a signal which does not require additional integration, and there is no need to transform the grounding. 8 s.p. f-ly. 10 ill.
Description
Область техникиTechnical field
Полезная модель высоковольтного измерительного преобразователя напряжения относится к области электроизмерительной техники и может найти применение для измерения переменного напряжения в электрических сетях среднего и высокого напряжения в системах учета электроэнергии, измерения показателей качества электроэнергии и релейной защиты. Встраиваемая конструкция преобразователя позволяет использовать на воздушных и кабельных линиях электропередач среднего и высокого напряжения с упрощенной установкой. A useful model of a high-voltage voltage measuring transducer belongs to the field of electrical engineering and can be used for measuring alternating voltage in medium and high voltage electric networks in electric power metering systems, measuring power quality indicators and relay protection. The built-in design of the converter allows the use of medium and high voltage with simplified installation on overhead and cable power lines.
Уровень техникиState of the art
Известны электромагнитные измерительные трансформаторы напряжения, состоящие первичной и вторичной обмоток на магнитопроводе с литой твердой изоляцией. К недостаткам измерительных трансформаторов напряжения относятся: избыточная отбираемая мощность, избыточная материалоемкость, необходимость защиты от перенапряжения и перегрузки, наличие эффекта ферромагнитного резонанса.Known electromagnetic measuring voltage transformers, consisting of primary and secondary windings on a magnetic core with cast solid insulation. The disadvantages of measuring voltage transformers include: excess power taken off, excess material consumption, the need for protection against overvoltage and overload, the presence of ferromagnetic resonance effect.
Известны резистивные и емкостные делители напряжения, состоящие верхнего и нижнего плеча конденсаторов и/или сопротивлений, размещенных в корпусе с литой изоляцией. К особенностям делителей напряжения относятся: сложность изготовления и сборки высоковольтных резисторов и конденсаторов, обязательность заземления, отсутствие полной гальванической развязки, влияние паразитной емкости на точность измерения.Known resistive and capacitive voltage dividers, consisting of the upper and lower arm of capacitors and / or resistances placed in a housing with cast insulation. The features of voltage dividers include: the complexity of manufacturing and assembling high-voltage resistors and capacitors, the obligatory grounding, the absence of complete galvanic isolation, the influence of stray capacitance on the measurement accuracy.
Известна конструкция емкостных измерительных преобразователей напряжения, состоящие из высоковольтных и измерительных электродов (RU2658150). Работа датчиков напряжения основана на эффекте индукции электрического поля в слое поляризованного диэлектрика. К особенностям емкостных измерительных преобразователей относятся: простая конструкция, широкий частотный диапазон измерения, высокая линейность, необходимость заземления, наличие эффектов паразитной емкости, необходимость схемы интегрирования дифференциального сигнала после датчика.A known design of capacitive voltage measuring transducers, consisting of high voltage and measuring electrodes (RU2658150). The operation of voltage sensors is based on the effect of induction of an electric field in a polarized dielectric layer. Features of capacitive measuring transducers include: simple design, wide frequency measurement range, high linearity, the need for grounding, the presence of stray capacitance effects, the need for a differential signal integration circuit after the sensor.
Наиболее близким техническим решением является конструкция измерительных преобразователей напряжения (RU2012157570). Конструкция прототипа включает набор перекрывающихся коаксиальных электродов, размещенных в корпусе из полимерного диэлектрического материала. Недостатками данного прототипа являются сложность изготовления конструкции, отсутствие возможности установки на токопровод без разрыва, наличие эффектов паразитной емкости, необходимость схемы интегрирования дифференциального сигнала после датчика.The closest technical solution is the design of voltage measuring transducers (RU2012157570). The design of the prototype includes a set of overlapping coaxial electrodes placed in a housing made of a polymer dielectric material. The disadvantages of this prototype are the complexity of manufacturing the design, the lack of the ability to install on the conductor without rupture, the presence of stray capacitance effects, the need for a differential signal integration circuit after the sensor.
Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure
Полезная модель решает задачу создания измерительного преобразователя напряжения для сетей среднего и высокого напряжения, обладающего высокой точностью измерения, помехозащищенностью, повышенной стойкостью к перенапряжениям, малыми массогабаритными характеристиками, низкой материалоемкостью, встраиваемой конструкцией, возможностью измерения без заземления.The utility model solves the problem of creating a voltage measuring transducer for medium and high voltage networks with high measurement accuracy, noise immunity, increased resistance to overvoltages, small weight and size characteristics, low material consumption, built-in design, and the possibility of measuring without grounding.
Технический результат обеспечивается применением конструкции высоковольтного измерительного преобразователя напряжения, состоящего из высоковольтного электрода 1, по меньшей мере, двух электродов 2 и 4, диэлектрического каркаса 3, экранированного проводника 5, нагрузочного сопротивления 6 и модуля обработки 7, размещенных в корпусе из полимерного диэлектрического материала, при этом емкость С12 между электродами 2 и 4 превышает на порядок емкость С1 между высоковольтным электродом 1 и электродом 2 и емкость С2 между высоковольтным электродом 1 и электродом 4.The technical result is ensured by the use of the design of a high voltage measuring voltage transducer, consisting of a
При увеличении емкости С12 между измерительными электродами 2 и 4 передаточная функция преобразования обеспечивает сигнал, не требующий дополнительного интегрирования, а также отсутствует необходимость заземления преобразования.With increasing capacitance C12 between the
Заявленное устройство отличается от ближайшего аналога: The claimed device differs from the closest analogue:
Применением конструкции из двух и более измерительных электродов 2 планарной формы.Using the design of two or more measuring
Применением конструкции из двух и более измерительных электродов 2 коаксиальной формы с наличием зазора для встраивания на провод.Using a design of two or more measuring
Применением конструкции с применением активного аналогового модуля обработки сигнала с использованием аналоговой схемы усиления сигнала.By applying a design using an active analog signal processing module using an analog signal amplification circuit.
Применением конструкции с применением цифрового модуля обработки сигнала с использованием цифровой обработки сигнала на базе аналого-цифрового преобразователя и микроконтроллера.Application of the design using a digital signal processing module using digital signal processing based on an analog-to-digital converter and microcontroller.
Описание чертежейDescription of drawings
Далее полезная модель будет подробно описано со ссылками на чертежи с помощью не ограничивающих полезную модель иллюстративных вариантов осуществления, на которых одинаковыми ссылочными позициями обозначаются аналогичные элементы.Next, the utility model will be described in detail with reference to the drawings using non-limiting illustrative embodiments of the invention, in which similar elements are denoted by the same reference numerals.
Фиг.1 - блок-схема заземляемого измерительного преобразователя напряжения.Figure 1 is a block diagram of a grounded voltage measuring transducer.
Фиг.2 - блок-схема не заземляемого измерительного преобразователя напряжения.Figure 2 is a block diagram of a non-grounded voltage measuring transducer.
Фиг.3,4 - конструкция измерительного преобразователя напряжения с не разомкнутыми электродами коаксиальной формы для установки на кабель или провод.Figure 3.4 is a design of a voltage measuring transducer with non-open coaxial electrodes for installation on a cable or wire.
Фиг.5, 6 - конструкция измерительного преобразователя напряжения со встроенным токопроводом в качестве высоковольтного электрода.5, 6 - design of a voltage measuring transducer with a built-in current lead as a high voltage electrode.
Фиг.7 - конструкция измерительного преобразователя напряжения с двумя измерительными электродами коаксиальной формы.7 is a design of a voltage measuring transducer with two coaxial measuring electrodes.
Фиг.8, 9 - конструкция измерительного преобразователя напряжения с разомкнутыми электродами коаксиальной формы для встраивания на провод.Fig, 9 - design of the measuring voltage Converter with open electrodes of a coaxial shape for embedding on a wire.
Фиг.10 - конструкция измерительного преобразователя напряжения с разомкнутыми электродами планарной формы для встраивания на провод.Figure 10 - design of a voltage measuring transducer with open electrodes of planar form for embedding on a wire.
Осуществление полезной модели Utility Model Implementation
Электрическая схема устройства приведена на Фиг. 1-2, где С1 это емкость между электродами 1 и 2, С2 это емкость между электродами 1 и 4, С12 это емкость между электродами 2 и 4, 6 - нагрузочное сопротивление, 7 - аналоговый или цифровой модуль обработки сигнала. Конструкция устройства приведена на фиг. 3-9 и включает высоковольтный электрод 1, и измерительный электрод 2, диэлектрический каркас 3, измерительный и/или экранирующий электрод 4, экранированный провод 5, нагрузочное сопротивление 6 и электронный модуль обработки 7. The electrical circuit of the device is shown in FIG. 1-2, where C1 is the capacitance between
Измерительные электроды коаксиальной формы 2 и 4 выполнены из токопроводящей ленты, и размещены на каркасе из диэлектрического материала с высокой относительной диэлектрической проницаемостью 3. При увеличении емкости С12 между измерительными электродами 2 и 4, измерение напряжения осуществляется дифференциальным методом и позволяет проводить измерение без заземления. В качестве материала каркаса применен композит с высокой диэлектрической проницаемостью и с минимальным температурным коэффициентом. Жила провода 5 соединена с кольцевым электродом 2, оплетка провода соединена с экраном 4. Части 1, 2, 3, 4, 5 залиты в корпусе из полимерного диэлектрического материала. Коаксиальная форма электродов обеспечивает минимизацию влияния паразитных емкостей сторонних проводников на передаточную функцию преобразователя.Coaxial measuring
Конструкция разомкнутого типа выполнена с дополнительным зазором высоковольтного электрода 1, измерительного электрода 2, диэлектрического каркаса 3, экранирующего электрода 4, с шириной достаточной для встраивания на провод или кабель требуемого диаметра. Высоковольтный электрод 1 имеет электрический контакт с проводом воздушной линии или кабелем. The open type design is made with an additional gap of the high-
Планарная конструкция преобразования представляет собой многослойный набор из подложек с нанесенными на них электропроводящими контурами электродов, выполняющих измерение электрического поля вокруг проводника. The planar conversion design is a multilayer set of substrates with electroconductive circuits of electrodes deposited on them, which measure the electric field around the conductor.
Конструктивно корпус преобразования обеспечивает относительную фиксацию высоковольтного электродов 1 и диэлектрического каркаса 3 с электродами 2, 4. Это обеспечивает постоянное значение емкости С1, С2, С12 и, соответственно, стабильность передаточной функции.Structurally, the conversion housing provides relative fixation of the high-
Развитием полезной модели предполагается возможность реализации исполнений устройства: The development of the utility model assumes the possibility of implementing device versions:
Применением конструкции электродов коаксиальной формы, при этом электрод 4 выступает экранирующим и перекрывает электрод 2 по ширине, и высокое значение взаимной емкости С12 достигается применением тонкопленочной изоляции с высокой диэлектрической проницаемостью.Using the design of coaxial-shaped electrodes, the electrode 4 acts as a shielding and overlaps the width of the
Применением конструкции электродов планарной формы, при этом электроды 2 и 4 расположены в одной плоскости в виде параллельной структуры электропроводящего слоя на плоском диэлектрическом каркасе, перпендикулярной оси токопровода, и высокое значение взаимной емкости С12 достигается применением тонкопленочной изоляции с высокой диэлектрической проницаемостью.Using the design of planar-shaped electrodes, while
Применением конструкции с наличием двух и более измерительных электродов 2 планарной формы, размещенных на едином диэлектрическом каркасе 3, соединенных параллельно, и залитых в общем корпусе из полимерного диэлектрического материала.The use of a design with two or more measuring
Применением конструкции с наличием двух и более измерительных электродов 2 коаксиальной формы, размещенных на едином диэлектрическом каркасе 3 с общим экранирующим электродом 4, соединенных с отдельными проводниками 5 и нагрузочными сопротивлениями 6, и залитых в общем корпусе из полимерного диэлектрического материала, обеспечивающих работу каналов измерения с различными динамическими и частотными диапазонами измерения.Using a design with two or more
Применением конструкции с применением встроенного токопровода в качестве высоковольтного электрода 1.Application of the design using the built-in current lead as a high-
Применением конструкции с наличием зазора для встраивания на провод в конструкции высоковольтного электрода 8, электродов 2 и 4, диэлектрического каркаса 3.Using a design with a gap for embedding on a wire in the design of a high-voltage electrode 8,
Применением конструкции с применением активного аналогового модуля обработки сигнала 7 с использованием аналоговой схемы усиления сигнала на базе прецизионных операционных усилителей.By using a design using an active analog
Применением конструкции с применением цифрового модуля обработки сигнала 7 с использованием цифровой обработки сигнала на базе аналого-цифрового преобразователя и микроконтроллера.Using the design using a digital
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019115450U RU192380U1 (en) | 2019-05-20 | 2019-05-20 | High voltage voltage transducer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019115450U RU192380U1 (en) | 2019-05-20 | 2019-05-20 | High voltage voltage transducer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU192380U1 true RU192380U1 (en) | 2019-09-16 |
Family
ID=67990330
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019115450U RU192380U1 (en) | 2019-05-20 | 2019-05-20 | High voltage voltage transducer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU192380U1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4311959A (en) * | 1978-06-20 | 1982-01-19 | Eberhard Riessland | Capacitive measuring sensor |
SU938161A1 (en) * | 1980-06-03 | 1982-06-23 | Предприятие П/Я А-3816 | Vacuum capacitive voltage divider |
SU1449912A1 (en) * | 1987-02-11 | 1989-01-07 | Предприятие П/Я А-7569 | Capacitance-type voltage divider |
RU2567404C2 (en) * | 2010-06-07 | 2015-11-10 | Абб Рисерч Лтд | High-voltage sensor with electrodes overlapping electrodes along axis |
RU157954U1 (en) * | 2015-09-30 | 2015-12-20 | Закрытое акционерное общество "Инженерно-технический центр "Континуум Плюс" | HIGH VOLTAGE SCREEN VOLTAGE DIVIDER |
-
2019
- 2019-05-20 RU RU2019115450U patent/RU192380U1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4311959A (en) * | 1978-06-20 | 1982-01-19 | Eberhard Riessland | Capacitive measuring sensor |
SU938161A1 (en) * | 1980-06-03 | 1982-06-23 | Предприятие П/Я А-3816 | Vacuum capacitive voltage divider |
SU1449912A1 (en) * | 1987-02-11 | 1989-01-07 | Предприятие П/Я А-7569 | Capacitance-type voltage divider |
RU2567404C2 (en) * | 2010-06-07 | 2015-11-10 | Абб Рисерч Лтд | High-voltage sensor with electrodes overlapping electrodes along axis |
RU157954U1 (en) * | 2015-09-30 | 2015-12-20 | Закрытое акционерное общество "Инженерно-технический центр "Континуум Плюс" | HIGH VOLTAGE SCREEN VOLTAGE DIVIDER |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6050309B2 (en) | High voltage measurement system | |
US8163574B2 (en) | System and method for sensing voltage in medium-to-high voltage applications | |
CN104620114B (en) | Voltage measuring apparatus with insulator | |
US7129693B2 (en) | Modular voltage sensor | |
CN105340026B (en) | Conductor assembly | |
US8487606B2 (en) | Sensor assembly, trip unit including the same, and method of manufacturing a sensor assembly | |
US9739820B2 (en) | Conductor assembly | |
TW201708827A (en) | Voltage sensor | |
CN102944716A (en) | Lightning flow sensor of Rogowski coil based on printed circuit board | |
CN109521265B (en) | Voltage and current combined digital electronic transformer | |
US20050122122A1 (en) | Voltage sensor and dielectric material | |
US20200174042A1 (en) | High-voltage impedance assembly | |
CN206804718U (en) | Solid compound inslation shield type voltage transformer based on coaxial capacitance | |
CN105829898A (en) | Voltage sensing device | |
AU2020384719B2 (en) | Voltage sensor and voltage dividing device | |
CN112997086A (en) | Voltage sensor and device | |
WO2006123320A1 (en) | Shielded current sensor | |
RU192380U1 (en) | High voltage voltage transducer | |
CN102998496B (en) | Series capacitor anti-interference layer structure and manufacturing method thereof | |
RU160222U1 (en) | HIGH VOLTAGE MEASURING CURRENT AND VOLTAGE CONVERTER | |
He et al. | Analysis and improvement of potential distribution of 1000-kV ultra-high-voltage metal–oxide arrester | |
EP3575804A1 (en) | Voltage sensor | |
RU87806U1 (en) | DEVICE FOR CONNECTION TO MEASURING TAPES OF HIGH VOLTAGE INPUTS | |
KR200439625Y1 (en) | Epoxy spacer having electronic transformer and manufacturing method thereof | |
CN220961653U (en) | High-voltage sensor |