[實(shí)用新型]高壓電流/電壓波形一體化光纖精密傳感器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200620137669.6
• 申請(qǐng)日: 2006-10-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201015061Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫梅生
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 孫梅生
• 主分類(lèi)號(hào): G08C19/36
• 分類(lèi)號(hào): G08C19/36
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域?

本實(shí)用新型涉及一種“高壓電流/電壓波形一體化光纖精密傳感器”，屬于高壓電器和電子技術(shù)領(lǐng)域，它能將高壓電流/電壓波形轉(zhuǎn)換為光纖輸出數(shù)字型光信號(hào)。

背景技術(shù)

變頻器等電力電子設(shè)備應(yīng)用日趨廣泛，對(duì)電網(wǎng)造成諧波干擾(電污染)，影響一些設(shè)備的正常工作，甚至?xí)斐奢旊娋€路諧振或其他用電設(shè)備損壞等嚴(yán)重事故。采取“高壓電網(wǎng)在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)和供電質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)”等應(yīng)對(duì)措施已成趨勢(shì)，國(guó)內(nèi)目前尚無(wú)適銷(xiāo)對(duì)路產(chǎn)品上市。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種高壓電流/電壓波形一體化光纖精密傳感器，以適應(yīng)“高壓電網(wǎng)在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)和供電質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)”之需求。

本實(shí)用新型由“電流波形精密取樣模塊”(簡(jiǎn)稱(chēng)“電流取樣模塊”)、“電壓波形精密取樣模塊”(簡(jiǎn)稱(chēng)“電壓取樣模塊”)、雙通道輸入A/D轉(zhuǎn)換器、光纖接口電路、供電電源電路、絕緣材料、2根輸入線、1根地線、1根光纖和外殼組成，2根輸入線接電流取樣模塊，2根輸入線之一和地線接電壓取樣模塊，電流取樣模塊和電壓取樣模塊的輸出接雙通道輸入A/D轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器的輸出接光纖接口電路，光纖接口電路中的發(fā)光二極管或半導(dǎo)體激光器發(fā)出的光射入光纖，經(jīng)光纖輸出數(shù)字型光信號(hào)。

電流取樣模塊可由磁平衡霍爾電流傳感器、絕緣材料和銅棒或銅排組成，銅棒或銅排從磁平衡霍爾電流傳感器的圓形或矩形窗口中穿過(guò)，銅棒或銅排的兩端接2根輸入線，2根輸入線也可以是銅排或鋁排。磁平衡霍爾電流傳感器與從其窗口穿過(guò)的銅棒或銅排之間可以有高壓絕緣材料，二者之間額定耐壓在10kV至1,000kV范圍內(nèi)。

電壓取樣模塊可由2至6,000只電阻器串聯(lián)而成，形成串聯(lián)電阻鏈，電阻鏈的一端接2根輸入線之一，另一端接地線，接地線的電阻器兩端電壓即為電壓取樣模塊的輸出信號(hào)。

電流取樣模塊、電壓取樣模塊、雙通道輸入A/D轉(zhuǎn)換器、光纖接口電路、供電電源電路和絕緣材料可放在外殼內(nèi)，2根輸入線、地線和光纖從外殼內(nèi)引出。外殼內(nèi)可灌絕緣油或充SF₆氣體絕緣。

由于本實(shí)用新型用電子電路實(shí)現(xiàn)高壓電流/電壓波形取樣和傳送，與傳統(tǒng)的高壓電磁式互感器相比，銅材和鋼材的用量很少，推廣應(yīng)用本實(shí)用新型，替代傳統(tǒng)的高壓電磁互感器，可大量減少銅材和鋼材的用量，對(duì)節(jié)能減排和減少資源消耗很有益。而且它的頻帶比傳統(tǒng)的高壓電磁互感器的頻帶寬，即本實(shí)用新型能適應(yīng)“高壓電網(wǎng)在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)和供電質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)”之趨勢(shì)。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的一種框圖，圖中方框A代表本實(shí)用新型，方框A的上方畫(huà)出了2根輸入線，它們串入被測(cè)高壓(例如220kV)輸電線；方框A的左方畫(huà)出了接地線，方框A的右方畫(huà)出了輸出光纖。圖中左側(cè)描述了本實(shí)用新型的輸入波形(即高壓電流和電壓波形)幅值縮小后的一種情況，圖中右側(cè)描述了本實(shí)用新型的光纖輸出數(shù)字型光信號(hào)復(fù)原后的波形。顯然，“光纖輸出數(shù)字型光信號(hào)復(fù)原”需要光纖接收接口電路和雙通道輸出D/A變換器，它們由圖中方框B(不屬于本實(shí)用新型)代表。

圖2是本實(shí)用新型的一種電路原理框圖，圖中“SAM”是“電流波形精密取樣模塊”，可由磁平衡霍爾電流傳感器、絕緣材料和銅棒或銅排組成，銅棒或銅排從磁平衡霍爾電流傳感器的圓形或矩形窗口中穿過(guò)，銅棒或銅排的兩端接2根輸入線，2根輸入線也可以是銅排或鋁排。“SAM”的輸出電流為α，α是一個(gè)小于1的比例系數(shù)，例如α＝0.02％。

圖2中“SAM”是“電壓波形精密取樣模塊”，它由2至6,000只電阻器串聯(lián)而成，圖3描述“SAM”的一種電路原理，它由R₀、R₁、R₂、R₃至R_N組成，R_N的左端接被測(cè)高電壓，R₀的下端接地，它與R₁的連結(jié)點(diǎn)為“SAM”的輸出，即R₀兩端電壓為“SAM”的輸出電壓β，其最大幅值應(yīng)與雙通道輸入A/D轉(zhuǎn)換器相適應(yīng)，因此β是一個(gè)很小的比例系數(shù)，例如β＝0.001％。

圖2中“A/D-VC”是雙通道輸入A/D轉(zhuǎn)換器電路，“ITF”是光纖接口電路。

圖2中“PSC”是供電電源電路，它可由電池或特殊的供電電路和DC-DC開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓電源模塊等組成。供電電源電路可在公開(kāi)發(fā)行的科技文獻(xiàn)中查到，此處不贅述。