一种配电一二次融合用三相电阻电抗分压式电压传感器的制作方法

本发明涉及配网自动化采样控制领域，尤其涉及一种配电一二次融合用三相电阻电抗分压式电压传感器。

背景技术

为适应国家电网线损精细化管理的要求，实现配电网分线线损计量，需要对一次设备电流电压传感器提出新的要求，以满足计量精度的要求。随着电子技术的飞速发展，微机型继电保护装置逐步占据了主导地位，在继电保护和测量中，控制部分的能量流和信息流分离，因而监测设备不再需要高功率输出的互感器采样。同时由于电力工业的快速发展、电网情况也更加复杂，提高功率因数，改善电网质量的智能电流电压互感器被广泛应用。由于zw20柱上开关的特殊性，因此，开发一种为配电终端ftu/dtu提供电压采集信号，具有电压测量(保护)、零序信号的三相电压传感器迫在眉睫，特设计了一种配电一二次融合用三相电阻电抗分压式电压传感器。

技术实现要素：

本发明的目的是为了提供一种配电一二次融合用三相电阻电抗分压式电压传感器。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种配电一二次融合用三相电阻电抗分压式电压传感器，包括高压电阻，所述高压电阻与屏蔽罩固定连接，所述高压电阻与所述屏蔽罩连接后固定于apg外壳内，所述apg外壳墙体内注有环氧树脂，所述apg外壳内固定有电抗线圈，所述高压电阻、电抗线圈、屏蔽罩和所述apg外壳组成电压传感器，组成的所述电压传感器固定在apg接线盒上，所述电压传感器的信号通过五芯双屏蔽线引出。

进一步的，所述电压传感器配置有a相、b相、c相、及零序电压电路，所述a相、b相、c相中的任一相均包括高压电阻、电抗线圈、分压电阻、补偿电容器，所述高压电阻与电抗线圈串联连接，所述电抗线圈的副边绕组与分压电阻并联连接，所述电抗线圈与补偿电容器并联连接，所述零序电压电路为a相、b相、c相三相的副边绕组的输出端首尾相连。

进一步的，所述高压电阻采用阻值为30mω的无感高精度厚膜电阻。

进一步的，所述电压传感器分压模式为电阻加电抗式。

进一步的，所述a相、b相、c相电路中的电压均采用无感高精度厚膜电阻输出电流信号。

进一步的，所述电抗线圈采用多层叠绕。

进一步的，所述apg外壳顶部内嵌一个铜嵌件，所述铜嵌件上有作为高压引线接线用的螺纹孔。

进一步的，所述五芯双屏蔽线的五芯的标志为：ua+,ub+,uc+,u0+,n。

本发明通过电抗线圈将能量集中，将电流放大，分压电阻阻值选用500ω。使得电压传感器带负载能力很强，一百米以内的屏蔽传输线对精度的影响可以控制在误差范围内。本发明重量轻、体积小、安装节省空间，可以在zw20型柱上开关内部安装，减少现场接线，结构简洁，性能优越。是将现有技术中纯电阻分压模式的传感器进行改进、在主回路里增加电抗线圈，优化传感器性能。通过内部线路的设计，屏蔽电磁场，在保证采样数据的精度和可靠的同时，完成所有测量、保护信号的传输。同时在不增加高压电阻的前提下增加独立的零序电压信号输出。本发明是一种低压、新型测量、保护用电压传感器，适用于户外zw20型柱上开关配套使用。该传感器功能强大，小信号输出无须二次转换，可直接通过a/d转换接入二次设备，符合“电网电气设备的控制和保护及状态检修、电能计量、电能质量测量”等电力工业领域“数字化、智能化、网络化”发展的需要。有效测量范围宽，克服了传统电磁式取样装置的频带窄、响应慢等缺点，也克服了纯电阻式带负载能力差，传输线缆长度不可裁剪的缺点。小电压信号取样从根本上消除了电力系统运行中的重大故障隐患，最大程度地保障了人员和设备的安全.

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的剖视图；

图3是本发明电阻电抗分压器内部总接线示意图。

图中：1、apg外壳，2、高压电阻，3、电抗线圈，4、apg接线盒，5、屏蔽罩，6、五芯双屏蔽线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参照图1-3，一种配电一二次融合用三相电阻电抗分压式电压传感器，包括高压电阻2(r)、电抗线圈3(l)、分压电阻(r)，补偿电容器(c)，其特征在于：此传感器配置有a相、b相、c相、及零序电压电路。每相电路先通过高压电阻2(r)，在一次高电压(ua)的作用下取得主回路电流(i)。将电流(i)串入电抗器的电抗线圈3(l)，通过电抗线圈3的副边绕组变换，取得副边绕组(l1)电流(i1),在副边绕组(l1)上并联分压电阻(r)取得副边绕组输出电压(ua),通过比例计算，在副边绕组(l2)上取得等比例同角度的副边绕组输出电压(ua0)。将a,b,c三相副边绕组输出电压首尾相连，得到三相零序电压(u0)，电压精度微调通过补偿电容器(c)实现。高压电阻2(r)采用低温飘无感金属厚膜电阻器，电抗线圈3采用超微晶线圈，通过常温环氧浇注于apg外壳1之中，外壳顶部内嵌一个铜嵌件，铜嵌件上有一个m8*1.5深14mm的螺纹孔，作为高压引线接线用。传感器内顶部有屏蔽罩5，既起到屏蔽杂散电容，也起到均匀电场作用。传感器下方通过apg连接盒将三相传感器信号引线汇集，将传感器信号通过五芯双屏蔽电缆从出线孔引出至配电开关监控终端。连接盒上有两个直径11mm的通孔，用于固定传感器用，传感器的信号末端也通过孔上的螺杆接地。

所述的电压传感器分压模式为电阻加电抗式。

所述的所述的a相、b相、c相电路中的电压采用无感高精度厚膜电阻输出电流信号，电阻温漂系数小，在户外—40℃至+70℃工作时，误差范围不变，抗干扰能力强。

所述的电抗线圈3采用多层叠绕，将原边的小电流传变为副边的大电流。既使传变能量集中，也起到一二次电压隔离作用。电抗线圈3外包裹屏蔽层，抗干扰能力强。电压信号输出在整个测量范围内呈线性，保证相序与零序电压小信号分开输出，互不干扰，互不影响。

所述的相序信号采用瓷介高压电容进行相位差微调节，对产品内部的分散电容进行调节，使产品相位差满足精度要求。

本发明所述的电压传感器高压电阻2采用阻值为30mω的无感高精度厚膜电阻。在额定运行电压下取得的主回路电流i为0.19ma。电抗线圈3匝数设计变比n：n1：n2＝20：1：1.15。负载电阻r取500ω,补偿电容c为50pf^～300pf。测的输出小电压信号ua为3.25/测的小电压信号uo为6.5/3v。

具体实施时，本发明每相为一个高压电阻2，一个电抗线圈3。第一步先将高压电阻2与屏蔽罩5连接后固定于apg外壳1内，壳体腔体内注入环氧树脂固化。第二步将电抗线圈3放入apg外壳1内，原副边绕组按图3连接，测试电压传感器信号输出精度，精度误差可通过补偿电容c进行微调。第三步将三个调试好的单相电压传感器组装在apg接线盒4上，将三个零序绕组按图3连接。第四步将传感器信号与五芯双屏蔽线6连接引出。本发明输出信号线为五芯双屏蔽线6，五芯的标志为：ua+,ub+,uc+,u0+,n，外圈整体屏蔽层接地。

本发明通过电阻与电抗线圈3的组合，具备了三相电压测量(保护)、零序的信号输出功能。应用于配电设备一二次融合zw20型柱上开关。

整个产品内部零部件有序排列，避开电磁场干扰，同时输出四路电压小信号，互不干扰。功能与三台相序电压互感器加三台零序电压互感器相同，且体积更小，安装更方便，性能更优越。

本发明达到如下使用性能：

1.环境温度：-40℃∽+70℃。

2.相电压测量用精度等级：0.5级。

3.相电压保护用精度等级：3p级。

4..电压传感器允许在1.2倍的额定电压下长期运行。

5.安装使用：zw20型柱上开关内安装。

本发明通过高精度电阻电抗组合采样，可以测的电压的零序、测量(保护)，环氧树脂真空密封注胶，固体绝缘。二次接线通过开关机构二十六芯航空插头与外部联接，输出信号可以并接100米以内任意长度屏蔽电缆而末端精度不变，便于安装，减少现场接线，节省空间，维护方便。产品输出为小电压信号，不会伤害被控设备，可直接与仪表、继电保护装置等二次综合自动化设备接口，从而实现配电一二次融合的电压测量(保护)、零序的功能。功能齐全，安装使用简单方便，运行降低能耗，无需设备维护。此原理电压传感器通过改变外形结构，也可以在zw32和zw28型柱上开关上使用。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。