专利名称：双层钟罩式电压电流传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及高电压大电流测量用传感器，具体地说涉及一种双层钟罩式电压电流传感器，用于高电压电流的测量，供10kV及以上电力系统计量、保护、监测使用。
背景技术：
随着国内电力系统的高速发展，代表变电站自动化技术最高水平的数字化变电站已
开始大量进入工程应用。实现数字化变电站的一个主要条件就是 一次设备智能化，而用来测量电压电流的互感器是其中的关键部分。目前国内外主要采用电子式互感器或光纤互感器，己有的电子式互感器大多数都采用多级电容串联分压测量电压，采用
Rogows ki线圈测量电流。多级电容串联的电子式电压互感器使用的电容量小，就容易
受到外界分布电容的干扰，受温度、湿度、电磁场、污秽等外在因素影响大，存在分压
比容易发生漂移的现象；使用的电容量大，响应速度就上不去，同时电荷贮存问题严重影响重合闸。电流互感器由于Rogowski线圈是套在高压母线上的，导致绝缘处理难度大，低压测量电路容易受高压影响。
目前国内部分互感器均采用电容分压原理测量电压，有些用改进的柱状电容环套在导电线路外面来实现，Rogowski线圈测量电流，这类结构的组合式电子电压电流互感
器依旧存在以下问题高压载流导体穿过整体结构，严重影响到低压电路，组合结构复
杂，高压绝缘处理难度大，测量稳定性较差，制造成本也更高，不利于电子电压电流互感器的工业应用。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种双层钟罩式电压电流传感器，其结构简单、制造容易，且双层金属罩屏蔽的特殊结构，使置于内金属罩内部的低压测量电路受外界影响小，测量电路能够可靠稳定地工作，分压比、电流比的改变方便，可以适应较大范围的电流和电压等级。
本实用新型的技术方案是 一种双层钟罩式电压电流传感器，包括绝缘支座、内金属罩、外金属罩、 一次载流导线和二次电流线圈，所述两金属罩轴向相同安装于绝缘支座上，且外金属罩套设于内金属罩外，所述外金属罩的外表面环绕固定有一次载流导线，所述内金属罩接地，其内部与一次载流导线等高的位置设有二次电流线圈，且该二次电流线圈与位于内金属罩的一条引出电缆连接，所述内金属罩还接有一测量输出电压的导线。
所述绝缘支座从中部分离为两部分，所述外金属罩安装与两部分的顶部，所述内金属罩安装于绝缘支座分离部分的底部，并与分离的部分形成一收容腔。所述内金属罩内部设有两个绝缘圈，将所述收容腔分成三部分。所述内金属罩和外金属罩为非磁铁材料制成。所述内金属罩与外金属罩之间填充有绝缘物质。
所述绝缘支座底部设有一支架，支架固定一个与内金属罩轴向相同的线圈骨架，所述二次电流线圈绕在该线圈骨架上。
所述二次电流线圈和一次载流导线组成一电磁感应原理的变压器，其可以为有铁心或空心。


图1是本实用新型实施例的结构图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一歩说明。
图l的标记说明绝缘支座l，内金属罩2，外金属罩3， SF6气体4， 一次载流导线5，收容腔6，绝缘圈7，线圈骨架8， 二次电流线圈9，支架IO，引出电缆ll，导线12。
如图1所示，本实用新型的双层钟罩式电压电流传感器由下列部件组成，其连接关系是.-
绝缘支座1从中部分离成两部分，外金属罩3安装在该绝缘支座1的顶部，内金属罩2沿着两部分相对的侧面，安装于绝缘支座l的底部，并与分离部分形成一收容腔6。内金属罩2与所述外金属罩3轴向相同套设于其内部，且高于外金属罩3，两金属罩之间填充有绝缘物质，可以为气体、液体、固体等，本实施例中，两金属罩均为钟罩形设置，二者之间充有SF6气体，使高压大电流回路对置于内金属罩2的测量电路影响很小，保证了测量电路的稳定工作。所述外金属罩3的外表面环绕固定有一次载流导线5，其与外金属罩3绝缘。内金属罩2的收容腔6内，设有将收容腔6分为三部分的两个绝缘圈7，且三个部分容积相差不大，在所述三部分的中部设有一个线圈骨架8，其由一个支架10固定在所述绝缘支座1的底部正中，且与内金属罩2以及外金属罩3的轴向相同。二次电流线圈9绕制在线圈骨架8上，并与位于内金属罩2的引出电缆11连接，根据电磁感应原理，二次电流线圈9输出电流将与一次电流保持线性关系，因此引出电缆12输出电流测量信号。内金属罩2接地，其上还连接一导线12，根据电容分压原理经由导线12输出电压测量信号。由电磁感应原理可知， 一次电流的磁场必须穿过二次电流线圈9，因此内金属罩2和外金属罩3必须用非铁磁材料制作(如铝合金)。
本实用新型的测量原理是采用基本的电容分压来测量电压、采用电磁感应原理的变压器来测量电流。该双层钟罩式电压电流传感器的内、外金属罩组成柱状电容环套，柱状电容环的等效电容构成了电容分压的基本回路，柱状电容环的等效电容计算公式如下
2丌￡ ￡ L
f■ _ _r €1
—1n(D/d〕
式中L—电容环长度；
D——电容环的直径；d——导电杆的直径。
可以通过采用公式先进行初步计算，根据不同的电压等级来调整内金属罩2和外金属罩3的直径和长度，以满足不同的分压比和不同电压登记的绝缘要求。
另外，二次低压电流线圈9与一次载流导线5组成电磁感应原理的变压器，此变压
器可以用铁心也可以不用铁心(空心变压器)，其耦合系数可以根据一次电流的大小进行调整，以适应不同应用条件。
本实用新型的双层钟罩式电压电流传感器，可以同时测量高压电压和电流，并且一
次高压大电流在外金属罩3， 二次低压电压电流测量在内金属罩2，独特的钟罩形设置，使高低压之间是均匀电场，绝缘很好处理；另外，本实用新型可以适应各种电压等级和
各种电流变比，只需要调整内、外金属罩之间的距离即可适应不同电压等级、调整二次线圈的匝数(必要时可调整一次载流导线的匝数)即可适应不同电流变比，而这些调整
是比较方便的；本实用新型结构简单，加工制造容易，因此制造成本较低、整体体积小、
重量轻。
权利要求1、一种双层钟罩式电压电流传感器，包括绝缘支座、内金属罩、外金属罩、一次载流导线和二次电流线圈，其特征在于所述两金属罩轴向相同安装于绝缘支座上，且外金属罩套设于内金属罩外，所述外金属罩的外表面环绕固定有一次载流导线，所述内金属罩接地，其内部与一次载流导线等高的位置设有二次电流线圈，且该二次电流线圈与位于内金属罩的一条引出电缆连接，所述内金属罩还接有一测量输出电压的导线。
2、 如权利要求1所述的双层钟罩式电压电流传感器，其特征在于所述绝缘支座从中 部分离为两部分，所述外金属罩安装与两部分的顶部，所述内金属罩安装于绝缘支 座分离部分的底部，并与分离的部分形成一收容腔。
3、 如权利要求2所述的双层钟罩式电压电流传感器，其特征在于所述内金属罩内部 设有两个绝缘圈，将所述收容腔分成三部分。
4、 如权利要求1所述的双层钟罩式电压电流传感器，其特征在于所述内金属罩和外 金属罩为非磁铁材料制成。
5、 如权利要求1所述的双层钟罩式电压电流传感器，其特征在于所述内金属罩与外 金属罩之间填充有绝缘物质。
6、 如权利要求1所述的双层钟罩式电压电流传感器，其特征在于所述绝缘支座底部 设有一支架，支架固定一个与内金属罩轴向相同的线圈骨架，所述二次电流线圈绕 在该线圈骨架上。
7、 如权利要求1所述的双层钟罩式电压电流传感器，其特征在于所述二次电流线圈 和一次载流导线组成一电磁感应原理的变压器，其可以为有铁心或空心。
专利摘要一种双层钟罩式电压电流传感器，包括绝缘支座、内金属罩、外金属罩、一次载流导线和二次电流线圈，所述两金属罩轴向相同安装于绝缘支座上，且外金属罩套设于内金属罩外，所述外金属罩的外表面环绕固定有一次载流导线，所述内金属罩接地，其内部与一次载流导线等高的位置设有二次电流线圈，且该二次电流线圈与位于内金属罩的一条引出电缆连接，所述内金属罩还接有一测量输出电压的导线，其双层金属罩屏蔽的特殊结构，使置于内金属罩内部的低压测量电路受外界影响小，测量电路能够可靠稳定地工作，分压比、电流比的改变方便，可以适应较大范围的电流和电压等级。
文档编号G01R19/00GK201402285SQ20092008564
公开日2010年2月10日 申请日期2009年5月7日 优先权日2009年5月7日
发明者诣 刘, 友 宋, 杜正波, 毛安澜, 炎 王, 王立超, 林 程, 罗先中, 聂德鑫, 邓建钢 申请人:国网电力科学研究院