专利名称：一种应用于变频电动机保护的智能传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于继电保护用传感器领域，尤其涉及一种应用于变频电动机保护的智能传感器。
背景技术：
变频调速器因其高效的调速性能及其在泵和风机的节能降耗中的突出作用，在发电公司及工矿企业中得到了广泛应用。如图3所示，普通电动机保护安装于电动机供电侧开关柜上，其电流取自开关柜内三相传统电流互感器，如果要实现电动机差动保护，还需要在电动机中性点侧装设一组三相传统电流互感器。电动机加装变频调速器后，电动机有两种运行方式，当主开关Kl闭合，旁路开关K2打开时，电动机运行于变频工作状态；当主开关Kl闭合，旁路开关K2也闭合时，电动机运行于工频工作状态。为了实现电动机在变频工作状态下运行的保护，需要在变频器出线侧加装一组三相传统互感器，如图3所示。电动机在变频工作状态下运行时，在变频器出线侧和电动机中性点侧一次电流的频率范围为I 60Hz，传统电流互感器在低运行频率和故障电流达到20倍额定电流的情况下，很容易出现饱和；在电动机变频运行状态下也无法正确传变负荷电流。如果使用传统电流互感器，电动机差动保护与过流保护、接地保护、过负荷等电动机后备保护(电动机变频运行状态下，电动机供电侧后备保护只能做为变频器的后备保护，无法做为电动机的后备保护)就无法正常工作。因此为了获得变频器出线侧和电动机中性点侧电流的正确信号，保证电动机差动保护与后备保护的正常工作，需要在变频器出线侧和电动机中性点侧采用在电动机工频运行状态及变频运行状态下均能正确传变故障电流信号和负荷电流信号的专用电流互感器或传感器。专利CN101996763A提出了一种在变频电动机频率工作范围内能够正确工作的传统电流互感器，该互感器采用超微晶铁芯，能够正确传变I 60Hz的频率范围内的电流，并在一些工程现场得到了应用。但是由于存在外形尺寸和体积大、重量较大等问题，使得该互感器安装困难，而且该互感器内径较小，也无法套装在一些外径较粗的电动机动力电缆上。这些问题限制了该互感器的应用范围。传统电流互感器除了尺寸大和重量大，安装困难等问题外，还容易产生二次回路断线故障，互感器的二次回路断线故障不仅容易导致差动保护误动作，还有可能引起瞬间的高电压，造成人身和财产的损失。
发明内容本实用新型的目的在于提出一种应用于变频电动机保护的智能传感器，体积小、重量轻，易于安装，传感线圈内径大，具有广泛的应用范围。[0010]为达此目的，本实用新型采用以下技术方案一种应用于变频电动机保护的智能传感器，其特征在于所述智能传感器包括A相传感线圈、B相传感线圈、C相传感线圈以及采集合并器；其中，A相传感线圈套装在电动机A相电缆上，与采集合并器连接，输出A相电流模拟信号至采集合并器；B相传感线圈套装在电动机B相电缆上，与采集合并器连接，输出B相电流模拟信号至采集合并器；C相传感线圈套装在电动机C相电缆上，与采集合并器连接，输出C相电流模拟信号至采集合并器；采集合并器对所述A、B、C相传感线圈输出的A、B、C相电流模拟信号进行同步采样后，通过通信接口将三相采样数据输出给电动机保护。 以上所述的一种应用于变频电动机保护的智能传感器，采集合并器与A、B、C相传感线圈的引出线采用插拔式自锁连接器连接。以上所述的一种应用于变频电动机保护的智能传感器，A、B、C相传感线圈均采用罗氏线圈。以上所述的一种应用于变频电动机保护的智能传感器，A、B、C相传感线圈采用一体化开模成型的外形结构。以上所述的一种应用于变频电动机保护的智能传感器，A、B、C相传感线圈外形结构的内径为90mm。以上所述的一种应用于变频电动机保护的智能传感器，A、B、C相传感线圈外形结构的高度不超过210mm,安装底板宽度不超过210mm,安装底板厚度不超过50mm。以上所述的一种应用于变频电动机保护的智能传感器，A、B、C相传感线圈外形结构采用“ Q ”形结构，并在安装底板与线圈外壳的两翼之间设计60度倾角的三角形肋板。采用本发明的技术方案，具有以下效果I.传感线圈体积小、重量轻，易于安装；2.传感线圈内径大，具有广泛的应用范围；3.三相传感线圈采用罗氏线圈，可以正确传变I 60Hz频率范围的电流信号。4.三相传感线圈采用罗氏线圈，可有效避免二次回路断线故障，因而更为安全可
O5.采集合并器与传感线圈的引出线采用插拔式自锁连接器连接，便于传感器的安装维护和检测调试。

图I是本实用新型变频电动机保护智能传感器的结构示意图；图2是本实用新型变频电动机保护智能传感器传感线圈的外形尺寸图，其中图2a为智能传感器传感线圈的外形尺寸正视图，图2b为图智能传感器传感线圈的外形尺寸仰视图；图3是电动机保护配置示意图。
具体实施方式

以下结合附图并通过具体实施方式
来进一步说明本实用新型的技术方案。图I是本实用新型变频电动机保护智能传感器的结构示意图。如图I所示，本实用新型智能传感器，包括A相传感线圈I、B相传感线圈2、C相传感线圈3以及采集合并器4 ;三相传感线圈套装在电动机三相电缆8、9、10上，传变三相电缆的电流信号，并输出三相电流模拟信号至采集合并器；采集合并器与三相传感线圈连接，对三相传感线圈输出的电流模拟信号进行同步采样和整理，通过通信接口 11将三相采样数据输出给电动机保护。 如图I所示，本实用新型智能传感器的采集合并器的A、B、C相连接插座5、6、7与智能传感器的A、B、C相传感线圈的引出线采用两针式插拔自锁连接器连接。插拔式自锁连接器的应用领域包括医疗设备、机械设备、音频/视频、检测/测量、通讯、汽车、航空、军事、安防、能源等。该连接器具备以下特点快速连接与锁定，快速分离，易于盲插拔，可高密度安装，有锁定提示，低插拔力，适于机械操作，清洁方便等。使用插拔式自锁连接器，使得智能传感器更容易安装、维护、检测、调试。此外，如图I所示，本实用新型智能传感器可以通过通信接口 12接受电动机保护或外部同步源发送的同步采样信号，实现电动及保护各侧智能传感器(互感器)的同步采样。由于罗氏线圈的二次输出为毫伏级电压信号，可有效避免传统电磁型互感器常见的二次回路断线故障，因此提高了传感器的安全可靠性。此外，罗氏传感线圈的测量系统频带为10_2 IO5Hz,完全可以正确传变频电动机I 60Hz频率范围的电流信号。因此本实用新型智能传感器的传感线圈采用罗氏线圈。本实用新型智能传感器的罗氏传感线圈采用一体化开模成型的整体外形结构，如图2所示，由于包含罗氏线圈外框和安装底板的外形结构从正面看上去与希腊字母Q相似(附图2a所示)，故将该结构命名为“ Q ”形结构，并在安装底板与线圈外壳的两翼之间设计60度倾角的三角形肋板进行加固，整个结构无其它安装附件。该结构的内径尺寸为90mm，这使得传感线圈可以套装在大多数现场使用的电动机动力电缆上，也使本实用新型的智能传感器具备较为广泛的应用范围。该结构高度不超过210_，安装底板宽度不超过210mm，安装底板厚度不超过50mm，在本实施例中，优选该结构的高度为210mm，安装底板宽度为210mm，安装底板厚度为50mm (附图2b所示)，体积较小，比较容易在电动机供电侧的开关柜和变频器柜上安装。此外，由于该结构采用树脂材料，配合罗氏空心线圈的使用，使得传感线圈的整体重量远低于常规互感器。本实用新型的智能传感器的采集合并器采用完全密封的嵌入式金属机箱，可选导轨安装和墙面安装方式，可在机箱、机柜、工厂户内槽钢和钢柱等场合安装。采集合并器的电磁兼容性能满足IEC60255规定的四级标准，工作环境温度为_25°C +70°C，采用光纤数据接口输出，具有较高的可靠性。本实用新型的智能传感器既可应用于电动机差动保护，也可应用于过流保护、接地保护、过负荷等电动机后备保护；既可应用于电动机变频工况，也可应用于电动机工频工况。以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式
，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本实用新型所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要 求的保护范围为准。
权利要求1.一种应用于变频电动机保护的智能传感器，其特征在于所述智能传感器包括A相传感线圈、B相传感线圈、C相传感线圈以及采集合并器；其中， A相传感线圈套装在电动机A相电缆上，与采集合并器连接，输出A相电流模拟信号至采集合并器； B相传感线圈套装在电动机B相电缆上，与采集合并器连接，输出B相电流模拟信号至采集合并器； C相传感线圈套装在电动机C相电缆上，与采集合并器连接，输出C相电流模拟信号至采集合并器； 采集合并器对所述A、B、C相传感线圈输出的A、B、C相电流模拟信号进行同步采样后，通过通信接口将三相采样数据输出给电动机保护。
2.根据权利要求I所述的应用于变频电动机保护的智能传感器，其特征在于所述采集合并器与所述A、B、C相传感线圈的引出线采用插拔式自锁连接器连接。
3.根据权利要求I所述的应用于变频电动机保护的智能传感器，其特征在于所述A、B、C相传感线圈均采用罗氏线圈。
4.根据权利要求I所述的应用于变频电动机保护的智能传感器，其特征在于所述A、B、C相传感线圈采用一体化开模成型的外形结构。
5.根据权利要求4所述的应用于变频电动机保护的智能传感器，其特征在于所述A、B、C相传感线圈外形结构的内径为90mm。
6.根据权利要求4所述的应用于变频电动机保护的智能传感器，其特征在于所述A、B、C相传感线圈外形结构的高度不超过210mm，安装底板宽度不超过210mm，安装底板厚度不超过50mm。
7.根据权利要求4所述的应用于变频电动机保护的智能传感器，其特征在于所述A、B、C相传感线圈外形结构采用“ Ω ”形结构，并在安装底板与线圈外壳的两翼之间设计三角形肋板。
专利摘要一种应用于变频电动机保护的智能传感器，包括A相传感线圈、B相传感线圈、C相传感线圈以及采集合并器；A、B、C相传感线圈套装在电动机A、B、C相电缆上，输出A、B、C相电流模拟信号至采集合并器；采集合并器对A、B、C相电流模拟信号进行同步采样后，通过通信接口将三相采样数据输出给电动机保护。本实用新型的技术方案的智能传感器，体积小、重量轻，易于安装，传感线圈内径大，具有广泛的应用范围，并且便于安装维护和检测调试。
文档编号G01R31/34GK202583423SQ20122015127
公开日2012年12月5日 申请日期2012年4月11日 优先权日2012年4月11日
发明者袁伯诚, 朱启晨, 聂娟红, 刘勇, 秦应力, 张玲华 申请人:北京四方继保自动化股份有限公司