一种固体绝缘极柱内置一体式电压电流传感器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及中压配电开关，具体涉及一种应用在架空线上开关的固体绝缘极柱内 置一体式电压电流传感器。
【背景技术】
[0002] 随着配电自动化应用程度在国内越来越广泛、市场对柱上应用自动化保护断路器 的需求越来越高。同时出于环境保护的要求，市场更加倾向于固体绝缘等环保材料制造的 产品。一体式电压电流传感器，直接浇铸在固体绝缘开关的极柱内，是一高精度的电压监测 装置，同时集成了电流传感器，可同时监测电流和电压，使用方便，节约成本。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种固体绝缘极柱内置一体式电压电流传感器装置。
[0004] 本发明涉及一体式电压电流传感器，应用于中压等级的固态绝缘体内，穿心式一 体化浇注，实现对于电压，相位角，温度补偿的测量，同时还集成保护级电流互感器。电压测 量精度不大于3%。一体式电压电流传感器，有别于现有的电压指示器，它能够精确的读出电 压和电流的参数，可完全替代传统的电压互感器来测量系统电压，无需使用额外的计量电 压互感器。
[0005] 将电压电流互感器浇注在断路器固封极柱内，计量通过导体内电流和电压值，通 过电容分压输出一个1~5V的分压电流，然后经过放大电路板补偿和放大，最终输出一个 67V?120V的标准电压。此电压与线路上的电压成线性正比，并用于电力控制器的电压计 量。同时设备提供了一个高精度的保护级双变比CT，其精度为1%，用于电力控制器的电流 计量。
[0006] -种固体绝缘极柱内置一体式电压电流传感器，其特征在于：包括将3KV? 40. 5KV的VI转换为IV?5V的V2信号的电容电路1，转换电路2,将转换电路2发来的电 信号变压的变压电路3,控制器4和感知外界温度的温感电阻5,所述转换电路2依次包括 功率放大电路21，处理模块22和输出模块23,所述电容电路1输入端为VI，输出端为V2， 所述输出模块23的输出端分别同变压电路3和控制器4连接，所述处理模块22同控制器 4连接，所述温感电阻5和控制器4连接。
[0007] 所述电容电路1的VI输入端串联电容C1后，并联电容C2和电容C3后接地，V2输 出点在串联和并联电路之间。
[0008] 所述放大电路21中的一相包括U4A，U4B和U6A三个功率放大器，所述U4A的接口 3依次串接电阻RN1B，电阻RN1A后接V2,接口 3、电阻RN1B之间并联电阻RN1C和电容C17 后接电位地，所述U4A的接口 4接-5V电源，接口 4和-5V电源之间接电容C14后接电位地， 所述U4A的接口 8接+5V电源，接口 8和+5V电源之间接电容C12后接电位地，所述U4A的 接口 1依次串接电阻R10、电阻R11后接U4B的接口 5,所述U4A的接口 2串接电阻R14后 接电位地，U4A的接口 2、电阻R14之间串接电阻R15后接到U4A和R10之间；所述U4B的接 口 4接-5V电源，所述U4B的接口 8接+5V电源，所述U4B的接口 6串接电阻RN1H后接电 位地，U4B的接口 6、电阻RN1H之间依次串接电阻RN1G、电阻RN1F后接U6A的接口 3,所述 U4B的接口 5和电阻R11之间串接C18后接电位地，电阻R10和电阻R11之间接电容C19后 一路接U4B的接口 7, 一路接到电阻RN1G和电阻RN1F之间；所述U6A的接口 3和电阻RN1F 之间接电阻RN1E后接电位地，所述U6A的接口 4接-5V电源，U6A的接口 4和-5V电源之 间接电容C16后接电位地，U6A的接口 8接+5V电源，U6A的接口 8和+5V电源之间接电容 C15后接电位地，U6A的接口 2和U6A的接口 1串接，U6A的接口 2和U6A的接口 1之间接 处理模块22。
[0009] 所述输出模块23中的一相包括功率放大器U6B，所述处理模块22依次串接电容 C24和电阻R1后接电位地，电容C24和电阻R1之间接U6B的接口 5,所述U6B的接口 4接-5V 电源，U6B的接口 8接+5V电源，U6B的接口 7接电阻R28后连接接口VBASE，U6B的接口 6 接电阻R26后接电位地，U6B的接口 6和电阻R26之间串接R27后连接接口V0UT。
[0010] 所述变压电路3中一相电路包括03、Q4两个三极管和一个T1互感线圈，所述互感 线圈正极连接接口V0UT，负极连接电位地，所述两个三极管的基极连接后，在两基极之间连 接接口VBASE，所述Q3的集电极接+5V电源，Q3的发射极接Q4的集电极，Q3的发射极接Q4 的集电极连接互感线圈T1的正极，所述Q4的集电极接-5V电源；所述互感线圈的输出端接 传感器，正极接V0UT+，负极接V0UT-。
[0011] 所述一种固体绝缘极柱内置一体式电压电流传感器还包括过压或低压时的保护 电路6,所述信号电路6同控制器4连接。
[0012] 所述控制器4的L0WV接口连接绝缘栅场效应管Q1的G端，Q1的B端和S端连接，， Q1的B端和S端之间连接电位地，Q1的D端一路连接放光二极管LED2后，连接电阻R20， R20连接+5V电源，LED2的导通端与R20连接，一路连接电磁开关K1的接口 9, 一路连接二 极管Dl，D1连接二极管D2,D1和D2之间有监测点，D1的导通端和Q1的D端的连接，D2导 通端与D1连接，K1的接口 2连接D2,K1的接口 2和D2之间连接+5V电源，K1的接口 1连 接接口L0WV_NC，K1的接口 10连接接口L0WV_C，K1的接口 5连接接口L0WV_N0。
[0013] 所述一种固体绝缘极柱内置一体式电压电流传感器还包括用于通讯的信号电路 7,所述信号电路7同控制器4连接。
[0014] 所述信号电路7包括U3和九脚插针J5,所述U3为DS232A，所述控制器4的接口 TX连接U3的接口 11，控制器4的接口RX连接U3的接口 12,U3的接口 9和U3的接口 10 连接，U3的接口 15连接电容C3后连接U3的接口 16,U3的接口 15和C15之间接电位地， U3的接口 16和C3之间连接+5V电源，U3的接口 14连接J5的接口 2,U3的接口 13连接 J5的接口 3,U3的接口 7连接J5的接口 8，U3的接口 8连接J5的接口 7,U3的接口 6连 接电容C7后接电位地，U3的接口 2连接电容C5后接电位地，U3的接口 4连接电容C6后接 U3的接口 5,U3的接口 1连接电容C4后接U3的接口 3,所述J5的接口 1，接口 4和接口 6 连接，J5的接口 5接电位地。
[0015] 本发明的优点在于：结构精巧，体积相比普通电压互感器小90%，整合性高，用于 配合温度补偿，可以对电力系统进行高精度电压电流计量。
【附图说明】
[0016]图1为一种固体绝缘极柱内置一体式电压电流传感器的原理图； 图2为电容电路1的原理图； 图3为放大电路21的电路图； 图4为输出模块23的电路图； 图5为变压电路3的电路图； 图6为保护电路6的电路图； 图7为信号电路7的电路图； 图8为实验温度和时间关系图； 图9为实验温度和错误率关系图。
【具体实施方式】
[0017] 下面对本发明实施方式作进一步详细说明： 一种固体绝缘极柱内置一体式电压电流传感器，包括将3KV?40. 5KV的VI转换为IV?5V的V2信号的电容电路1，转换电路2,将转换电路2发来的电信号变压的变压电路 3,控制器4,感知外界温度的温感电阻5,过压或低压时的保护电路6,用于通讯的信号电路 7。转换电路2依次包括功率放大电路21，处理模块22和输出模块23,电容电路1输入端 为VI，输出端为V2,输出模块23的输出端分别同变压电路3和控制器4连接，处理模块22 同控制器4连接，所述温感电阻5和控制器4连接。
[0018] 电容电路（1)的VI输入端串联电容C1后，并联电容C2和电容C3后接地，V2输出 点在串联和并联电路之间。C1电容值为40PF，C2电容值为500PF，C3电容值为0. 22UF。
[0019] 放大电路21中的一相包括U4A，U4B和U6A三个功率放大器，所述U4A的接口 3依 次串接电阻RN1B，电阻RN1A后接V2,接口 3、电阻RN1B之间并联电阻RN1C和电容C17后 接电位地，所述U4A的接口 4接-5V电源，接口 4和-5V电源之间接电容C14后接电位地， 所述U4A的接口 8接+5V电源，接口 8和+5V电源之间接电容C12后接电位地，所述U4A的 接口 1依次串接电阻R10、电阻R11后接U4B的接口 5,所述U4A的接口 2串接电阻R14后 接电位地，U4A的接口 2、电阻R14之间串接电阻R15后接到U4A和R10之间；所述U4B的接 口 4接-5V电源，所述U4B的接口 8接+5V电源，所述U4B的接口 6串接电阻RN1H后接电 位地，U4B的接口 6、电阻RN1H之间依次串接电阻RN1G、电阻RN1F后接U6A的接口 3,所述 U4B的接口 5和电阻R11之间串接C18后接电位地，电阻R10和电阻R11之间接电容C19后 一路接U4B的接口 7, 一路接到电阻RN1G和电阻RN1F之间；所述U6A的接口 3和电阻RN1F 之间接电阻RN1E后接电位地，所述U6A的接口 4接-5V电源，U6A的接口 4和-5V电源之 间接电容C16后接电位地，U6A的接口 8接+5V电源，U6A的接口 8和+5V电源之间接电容 C15后接电位地，U6A的接口 2和U6A的接口 1串接，U6A的接口 2和U6A的接口 1之间接 处理模块22。
[0020] 输出模块23中的一相包括功率放大器U6B，所述处理模块22依次串接电容C24和 电阻R1后接电位地，电容C24和电阻R1之间接U6B的接口 5,所述U6B的接口 4接-5V电 源，U6B的接口 8接+5V电源，U6B的接