一种10kV电容式电压传感器的制作方法

一种10kv电容式电压传感器
技术领域
1.本实用新型属于电压传感器，具体涉及一种10kv电容式电压传感器。


背景技术：

2.目前，10kv柱上断路器测量线路电压时，最常见的方式是采用电磁式电压互感器。但是，大多电磁式电压互感器体积大，重量大，仅输出线电压信号，而能采集零序电压信号的互感器体积和重量会进一步增加。另外，电磁式电压互感器的故障率也较高。


技术实现要素：

3.本实用新型为解决目前10kv柱上断路器测量线路电压时采用的电磁式电压互感器，存在体积大、重量大，且故障率较高的技术问题，提供一种10kv电容式电压传感器。
4.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
5.一种10kv电容式电压传感器，其特殊之处在于，包括a相相序电压传感部件、b相相序电压传感部件、c相相序电压传感部件、第一电容分压部件、第二电容分压部件、第三电容分压部件和零序电压传感部件；
6.所述零序电压传感部件包括变压器t4，变压器t4的一次侧串联电感l4，且并联低压电容c7，低压电容c7的负极接地；
7.所述第一电容分压部件包括相串联的电容高压臂c1和电容低压臂c2，电容高压臂c1的另一端与a相电源相连，电容低压臂c2的另一端与低压电容c7的正极相连；所述第二电容分压部件包括相串联的电容高压臂c3和电容低压臂c4，电容高压臂c3的另一端与b相电源相连，电容低压臂c4的另一端与低压电容c7的正极相连；所述第三电容分压部件包括相串联的电容高压臂c5和电容低压臂c6，电容高压臂c5的另一端与c相电源相连，电容低压臂c6的另一端与低压电容c7的正极相连；
8.所述a相相序电压传感部件包括变压器t1，变压器t1一次侧串联电感l1，变压器t1一次侧与电容低压臂c2并联；
9.所述b相相序电压传感部件包括变压器t2，变压器t2一次侧串联电感l2，变压器t2一次侧与电容低压臂c4并联；
10.所述c相相序电压传感部件包括变压器t3，变压器t3一次侧串联电感l3，变压器t3一次侧与电容低压臂c6并联；
11.电容高压臂c1、电容高压臂c3和电容高压臂c5的容值相同，电容低压臂c2、电容低压臂c4和电容低压臂c6的容值相同，变压器t1、变压器t2和变压器t3的电学参数相同，电感l1、电感l2和电感l3的电感量相同；
12.变压器t1、变压器t2、变压器t3和变压器t4的二次侧用于与外部终端连接。
13.进一步地，所述变压器t1、变压器t2和变压器t3均为采用坡莫合金铁芯的变压器。
14.进一步地，所述变压器t1、变压器t2和变压器t3的二次侧输出信号线性工作范围为2％-200％。
15.进一步地，所述电容高压臂c1、电容高压臂c3和电容高压臂c5均分别由五只电容串联组成。
16.进一步地，所述电容低压臂c2、电容低压臂c4和电容低压臂c6均分别由一只电容组成。
17.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
18.1.本实用新型10kv电容式电压传感器，主要包括三个单相相序电压传感部件和一个零序电压传感部件，通过三个相序电压传感部件采集零序电压信号，零序电压传感部件正常运行情况下无信号输出，在三个相序电压传感部件出现单相接地，或者三相电压不平衡的情况，零序电压传感部件输出电压信号，故障率较低。另外，本实用新型的传感器实现了相序、零序电压信号一体化输出，体积小且重量轻，便于使用。
19.2.本实用新型中每个电压传感部件中均采用了变压器，变压器一次侧和二次侧信号隔离，二次侧输出信号极性端不接地，有效提高了二次侧输出信号准确度，同时，解决了各电压传感部件的二次接地问题。
20.3.本实用新型各电压传感部件内的变压器可以均采用坡莫合金铁芯，输出信号线性工作范围达到2％-200％，充分满足了目前电压传感器的测量精度要求。
附图说明
21.图1为本实用新型10kv电容式电压传感器的电路连接示意图。
具体实施方式
22.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例并非对本实用新型的限制。
23.如图1所示，本实用新型提供了一种能够测量10kv柱上断路器线路电压的电容式电压传感器，实现了相序、零序电压信号的一体化输出，同时，该电压传感器可以制成体积小、重量轻的电压互感器，使用更加便捷，另外，经验证，本实用新型的电容式电压传感器故障率较低，使用成本低。
24.如图1所示，一种10kv电容式电压传感器，包括a相相序电压传感部件、b相相序电压传感部件、c相相序电压传感部件、第一电容分压部件、第二电容分压部件、第三电容分压部件和零序电压传感部件。
25.零序电压传感部件包括变压器t4，变压器t4的一次侧串联电感l4，且并联低压电容c7，低压电容c7的负极接地。第一电容分压部件包括相串联的电容高压臂c1和电容低压臂c2，电容高压臂c1的另一端与a相电源相连，电容低压臂c2的另一端与低压电容c7的正极相连。第二电容分压部件包括相串联的电容高压臂c3和电容低压臂c4，电容高压臂c3的另一端与b相电源相连，电容低压臂c4的另一端与低压电容c7的正极相连。第三电容分压部件包括相串联的电容高压臂c5和电容低压臂c6，电容高压臂c5的另一端与c相电源相连，电容低压臂c6的另一端与低压电容c7的正极相连。
26.a相相序电压传感部件包括变压器t1，变压器t1一次侧串联电感l1，变压器t1一次侧与电容低压臂c2并联。b相相序电压传感部件包括变压器t2，变压器t2一次侧串联电感l2，变压器t2一次侧与电容低压臂c4并联。c相相序电压传感部件包括变压器t3，变压器t3
一次侧串联电感l3，变压器t3一次侧与电容低压臂c6并联。
27.本实用新型通过三个相序电压传感部件采集零序电压信号，零序电压传感部件正常运行情况下无信号输出，在三个相序电压传感部件出现单相接地，或者三相电压不平衡的情况，零序电压传感部件输出电压信号。
28.作为一种优选方案，各相序电压传感部件中的变压器均采用坡莫合金铁芯，输出信号的线性度范围为2％-200％，能够满足目前电压传感器的测量精度要求。各相序电压传感部件中的变压器和零序电压传感部件中的变压器，一次侧和二次侧信号隔离，二次侧输出信号极性端不接地，能够提高二次侧输出信号的准确度，同时，还能够解决传感器的二次接地问题。
29.在本实用新型的一个实施例中，电容高压臂c1、电容高压臂c3和电容高压臂c5均分别由五只电容串联组成，电容低压臂c2、电容低压臂c4和电容低压臂c6均分别由一只电容组成，组成电容高压臂的各单只电容容值约为20nf，组成电容低压臂的单只电容容值约为4000nf，第一电容分压部件、第二电容分压部件和第三电容分压部件的输出电压为5.774v。
30.以变压器t1为例，变压器t1采用坡莫合金铁芯材料，进入线性工作区域电压在0.05v左右，输出信号在0v～7v，支持测量2％-200％点的母线电压，用于采样保护。可将变压器t1与断路器一体化融合，内置于断路器极柱内部，测量精度高，测量信号采用模拟量信号输出的方式传输给终端。
31.本实用新型10kv电容式电压传感器的测量原理为：
32.当线路通电时，三相高压输入到各电容分压部分的输入端电容高压臂c1、电容高压臂c3和电容高压臂c5，通过各电容分压部件中的电容高压臂和各电容低压臂分压，在电容低压臂c2、电容低压臂c4和电容低压臂c6两端输出电压信号，电感l1、电感l2和电感l3用于补偿回路电流，使变压器t1、变压器t2和变压器t3工作于线性区域内，变压器t1、变压器t2和变压器t3将电容低压臂信号转换为标准相电压小信号输出，供给终端。
33.以上所述仅为本实用新型的实施例，并非对本实用新型保护范围的限制，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均包括在本实用新型的专利保护范围内。