[實用新型]一種數字化光纖電壓互感器

有效

• 申請號: 201220214404.7
• 申請日: 2012-05-14
• 公開（公告）號: CN202649276U
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 徐雁;張光群;肖霞;朱明鈞;徐墾;孫文;胡書紅
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01R15/18
• 分類號: G01R15/18
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 曹葆青

技術領域

本實用新型涉及電力機車電網電壓測量技術，具體涉及一種數字化光纖電壓互感器，它尤其適合于電力機車（包括城市軌道機車）使用。?

技術背景

當前電力機車對電網電壓的測量主要是使用傳統的電磁式電壓互感器。受傳感機理的限制,傳統的電壓互感器動態范圍小、頻帶較窄，具有易發生鐵磁諧振而引起過電壓和輸出不能短路等缺點。另一方面傳統的電磁式電壓互感器輸出端直接與車載裝置相連，當互感器一次繞組放電或者絕緣擊穿時，高電壓可能進入二次側危及人員和儀表設備的安全。傳統互感器二次輸出功率較大，內部有發熱，故障率較高。我國高速鐵路（包括城市軌道交通）發展迅猛，電力機車供電電網具有動態范圍大(17-31kV),頻帶寬，環境條件變化劇烈等特點，這些對電壓互感器提出了更高的要求。?

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種數字化光纖電壓互感器，該互感器抗干擾能力強，且能夠保證安全隔離。?

本實用新型提供的一種數字化光纖電壓互感器，其特征在于，它包括位于車頂的電壓傳感器、A/D轉換器、控制處理單元和電源模塊，以及位于車內的信號接收單元，控制處理單元通過通訊光纖與信號接收單元連接；?

電壓傳感器用于從電網取出信號，它為分壓式電壓傳感器，由高壓阻抗和低壓阻抗串聯而成；Ａ/Ｄ轉換器與低壓阻抗并聯，將低壓阻抗上的模擬電壓轉換成數字信號；控制處理單元的一端與Ａ/Ｄ轉換器相連，另一端通過通訊光纖與信號接收單元相連；控制處理單元用于對Ａ/Ｄ轉換器進行?控制，并將輸出數字信號轉換成光信號，并通過光纖提供給信號接收單元；電源模塊為Ａ/Ｄ轉換器和控制處理單元供電，該電源的輸入端與低壓阻抗并聯；信號接收單元接受通訊光纖傳送到的光信號轉化為電信號。?

本實用新型所使用的傳感器和相關器件，微功耗和小型化，基本不發熱。該測量互感器的輸出與車載裝置只通過光纖進行聯系，信號可遠傳，抗干擾能力強，且可靠保證安全隔離。所采用的傳感器頻帶寬，動態范圍大。高壓電路所需要的工作電源，通過分壓器直接從電網獲取，無需另接電源或電池。?

本實用新型能適應機車系統數字化、智能化和網絡化的需求，其動態范圍大，頻帶寬；互感器本身電路所需要的工作電源，通過分壓器直接從電網獲取。測量裝置與車載裝置只通過光纖進行聯系，完全保證安全隔離。數字化光纖電壓互感器的輸出信號可直接用于保護、控制和電子式計量設備，不存在電磁諧振，無輸出不能短路等缺點。該互感器絕緣結構簡單，無需絕緣油，無需鐵芯，便于運輸和安裝且無爆炸的危險。與傳統互感器相比優勢明顯。尤其是采用光纖傳送信號，保證了車載裝置和工作人員的安全。?

附圖說明

圖1為本實用新型設計的一種數字化光纖電壓互感器的結構示意圖，圖1中，1是電壓傳感器，2是A/D轉換器，3是控制處理單元，4是電源模塊，5是通訊光纖，6是信號接收單元。?

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。?

如圖1所示，本實用新型提供的數字化光纖電壓互感器包括位于車頂?的電壓傳感器1、A/D轉換器2、控制處理單元3和電源模塊4，以及位于車內的信號接收單元6，控制處理單元3通過通訊光纖5與信號接收單元6連接。?

信號接收單元6可以單獨設置，也可置于車內的測量、控制及保護裝置之中。?

電壓傳感器1用于從電網取出信號，它為分壓式電壓傳感器，由高壓阻抗Z1和低壓阻抗Z2串聯而成；Ａ/Ｄ轉換器2與低壓阻抗Z2并聯，將低壓阻抗Z2上的模擬電壓轉換成數字信號；?

控制處理單元3的一端與Ａ/Ｄ轉換器2相連，另一端通過通訊光纖5與信號接收單元6相連?？刂铺幚韱卧?用于對Ａ/Ｄ轉換器進行控制，并將輸出數字信號轉換成光信號，并通過光纖提供給信號接收單元6；電源模塊4為Ａ/Ｄ轉換器2和控制處理單元3供電，該電源的輸入端與低壓阻抗Z2并聯；信號接收單元6接受通訊光纖5傳送到的光信號轉化為電壓信號進入車載裝置中的數字電能表，同時提供多路數字或模擬信號供車內的計量、控制和保護等裝置使用，用于測量、控制及保護。?

上述光纖電壓互感器中傳感器1的分壓器可以是電阻式分壓器，也可以是電容式分壓器，還可以是阻容式分壓器。?

上述光纖電壓互感器中信號接收單元6提供給車載裝置的電信號可以是數字信號，也可以是模擬電壓信號。?