專利名稱：電子式互感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電工測(cè)量?jī)x器以及高電壓系統(tǒng)測(cè)量裝備領(lǐng)域，具體涉及一種電子式互 感器。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的電磁式互感器基于電磁感應(yīng)原理，主要由鐵心和線圈組成，這種互感器存 在飽和問(wèn)題，頻帶不寬，隨著電壓等級(jí)的提高，絕緣難度大，成本高。電子式互感器高低壓之 間絕緣性能好、無(wú)飽和、暫態(tài)特性好、易實(shí)現(xiàn)數(shù)字化測(cè)量和保護(hù)，因此受到廣泛重視。電子式互感器分無(wú)源型和有源型，有源型電子式互感器是現(xiàn)在研究的重點(diǎn)。由于 有源型電子式互感器高壓側(cè)存在電子電路，因此存在供能問(wèn)題?，F(xiàn)在所采用的能量獲取方 法一般是利用電流互感器(即小CT)或激光供能。小CT供能的主要困難是在母線電流很 小時(shí)不能提供足夠的能量，在電流很大(如短路)時(shí)對(duì)電路存在沖擊；激光供能的主要問(wèn)題 是成本高、壽命有限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種采用地面光束供能和無(wú)光纖的電子式互感器，包括低壓側(cè)部分、 高壓側(cè)部分以及連接上述兩部分的光通道，其特征在于，所述低壓側(cè)部分具有提供能量的 發(fā)光元件，所述高壓側(cè)部分具有實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的光電池、實(shí)現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換的電光轉(zhuǎn)換裝置、電 壓或電流傳感器、模擬信號(hào)處理電路及模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述發(fā)光元件發(fā)出的光經(jīng)光通道傳送 到高壓側(cè)，由所述光電池將光能轉(zhuǎn)換為電能，為高壓側(cè)電路供能；高壓側(cè)的電壓或電流傳感 器檢測(cè)出母線的電流或電壓，檢測(cè)信號(hào)經(jīng)模擬信號(hào)處理電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換器處理轉(zhuǎn)換成數(shù)字 電信號(hào)后，再由所述電光轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換成數(shù)字光信號(hào)，最后通過(guò)所述光通道傳送到低壓側(cè)， 處理后得到所需信號(hào)。本發(fā)明所述的光通道為空心圓筒。本發(fā)明所述的光通道為環(huán)氧筒，外周套有硅橡膠。本發(fā)明所述的光通道數(shù)量為至少兩個(gè)，其中至少一個(gè)用于傳輸光能量，至少一個(gè)用于傳輸光信號(hào)。本發(fā)明所述的處理指由低壓側(cè)部分的電子電路進(jìn)行信號(hào)處理，或者將光信號(hào)由光 纖傳送到遠(yuǎn)方進(jìn)行信號(hào)處理。本發(fā)明所述的高壓側(cè)部分安裝有光電發(fā)射管，所述的低壓側(cè)部分對(duì)應(yīng)安裝有光電 接收管，高壓側(cè)部分的數(shù)字光信號(hào)由光電發(fā)射管發(fā)出并經(jīng)所述光通道后由低壓側(cè)部分上的 光電接收管接收。本發(fā)明所述的低壓側(cè)部分也安裝有光電發(fā)射管，所述的高壓側(cè)部分也對(duì)應(yīng)安裝有 光電接收管，當(dāng)?shù)蛪簜?cè)向高壓側(cè)發(fā)送信號(hào)時(shí)，由低壓側(cè)的電光轉(zhuǎn)換器將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信 號(hào)，經(jīng)低壓側(cè)部分的光電發(fā)射管發(fā)出并沿光通道傳輸?shù)礁邏簜?cè)，由高壓側(cè)部分上的光電接 收管接收。
本發(fā)明所述的光電發(fā)射管與其對(duì)應(yīng)的光電接收管同軸定位，保證光的耦合和接 收。本發(fā)明所述的發(fā)光元件由直流或220V交流電源供電進(jìn)行工作。本發(fā)明所述的低壓側(cè)部分和高壓側(cè)部分均安裝在金屬殼體內(nèi)。該本發(fā)明的電子式互感器的供能方式與現(xiàn)有的激光供能方式比較具有顯著優(yōu)點(diǎn)
1、可大大節(jié)約成本。所有部件成本不超過(guò)幾百元。2、可提供較大的功率。光源光功率可根 據(jù)需要選擇。3、可靠性高?？啥喙庠床⒙?lián)運(yùn)行，部分光源損壞不影響供能。4、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安 裝方便。5、可與小CT混合供能。


圖1電子式互感器結(jié)構(gòu)示意圖；圖2.光電互感器光信號(hào)傳輸示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示，本發(fā)明的電子式互感器包括低壓側(cè)部分、高壓側(cè)部分以及連接上述 兩部分的光通道，其特征在于，所述低壓側(cè)部分具有發(fā)光元件2，所述高壓側(cè)部分具有將光 能轉(zhuǎn)換為電能的光電池5和用于信號(hào)轉(zhuǎn)換的光電/電光轉(zhuǎn)換器10、電壓或電流傳感器9、模 擬信號(hào)處理電路7及模數(shù)轉(zhuǎn)換器8。直流或220V交流電源1給所述低壓側(cè)部分的發(fā)光元件2供電，發(fā)光元件2發(fā)出的 光經(jīng)拋物面3變成平行光束4，由光通道傳送到高壓側(cè)的光電池5進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，再由穩(wěn)壓 電路6穩(wěn)壓，給高壓側(cè)電子電路供能。高壓側(cè)的電壓或電流傳感器9檢測(cè)出母線11的電 流或電壓信號(hào)經(jīng)模擬信號(hào)處理電路7處理實(shí)現(xiàn)信號(hào)的放大、濾波及相位調(diào)整等，然后由模 數(shù)轉(zhuǎn)換器8將模擬信號(hào)量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，再由電光轉(zhuǎn)換器10將數(shù)字電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字光信 號(hào)，經(jīng)高壓側(cè)部分的光電發(fā)射管12發(fā)出，發(fā)出的光13通過(guò)光通道傳送到低壓側(cè)的光電接收 器14，實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換，再由低壓側(cè)部分的電子電路17進(jìn)行信號(hào)處理，或者將光信號(hào)由光纖 傳送到遠(yuǎn)方進(jìn)行信號(hào)處理。同時(shí)，低壓側(cè)可以向高壓側(cè)發(fā)送信號(hào)，其過(guò)程為由低壓側(cè)的電 光轉(zhuǎn)換器將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，并沿光通道傳輸?shù)礁邏簜?cè)，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換變成電信號(hào)。圖1中，11為母線，與外界電網(wǎng)連接，提供待測(cè)電流或電壓，15為互感器高壓側(cè)金 屬殼體，16為低壓側(cè)金屬底座，18,21均為高低壓之間的光通道，為空心絕緣管筒，其中18 為具有良好電氣絕緣強(qiáng)度和機(jī)械強(qiáng)度的環(huán)氧筒，同時(shí)兼作結(jié)構(gòu)支撐，19為硅橡膠傘群，20 為環(huán)氧筒體。在互感器的高壓側(cè)(頂部)和低壓側(cè)(底部)均安裝光電發(fā)射管12和光電接收管14，二者準(zhǔn)確定位在一條直線上，保證光的耦合和接收。兩對(duì)管之間的通道為空心管道， 便于光線無(wú)障礙通過(guò)。多對(duì)對(duì)管之間的光線傳輸通道可以為多個(gè)獨(dú)立的光通道，也可共用 一個(gè)光傳輸空間，但要保證各路光線之間無(wú)交叉干擾，如圖2所示。這樣可以在高壓和低壓 之間省去光纖，其好處在于1.無(wú)需考慮光纖從高壓側(cè)到低壓側(cè)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和工藝問(wèn)題；
2.克服了由于光纖在互感器內(nèi)部在安裝過(guò)程中可能出現(xiàn)的斷裂問(wèn)題，提高了產(chǎn)品的合格率 和可靠性。
權(quán)利要求
一種電子式互感器，包括低壓側(cè)部分、高壓側(cè)部分以及連接上述兩部分的光通道，其特征在于，所述低壓側(cè)部分具有提供能量的發(fā)光元件(2)，所述高壓側(cè)部分具有實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的光電池(5)、實(shí)現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換的電光轉(zhuǎn)換裝置(10)、以及電壓或電流傳感器(9)、模擬信號(hào)處理電路(7)和模數(shù)轉(zhuǎn)換器(8)，所述發(fā)光元件(2)發(fā)出的光經(jīng)光通道傳送到高壓側(cè)，由所述光電池(5)將光能轉(zhuǎn)換為電能，為高壓側(cè)電路供能；高壓側(cè)的電壓或電流傳感器(9)檢測(cè)出母線(11)的電流或電壓，檢測(cè)信號(hào)經(jīng)模擬信號(hào)處理電路(7)和模數(shù)轉(zhuǎn)換器(8)處理轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號(hào)后，再由所述電光轉(zhuǎn)換裝置(10)轉(zhuǎn)換成數(shù)字光信號(hào)，最后通過(guò)所述光通道傳送到低壓側(cè)，處理后得到所需信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子式互感器，其特征在于，所述的光通道為空心圓筒。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子式互感器，其特征在于，所述的光通道為環(huán)氧筒，外周套 有硅橡膠。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的電子式互感器，其特征在于，所述的光通道數(shù)量為至少兩 個(gè)，其中至少一個(gè)用于傳輸光能量，至少一個(gè)用于傳輸光信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述的電子式互感器，其特征在于，所述的處理指由低壓側(cè) 部分的電子電路(17)進(jìn)行信號(hào)處理，或者將光信號(hào)由光纖傳送到遠(yuǎn)方進(jìn)行信號(hào)處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5之一所述的電子式互感器，其特征在于，所述的高壓側(cè)部分安裝 有光電發(fā)射管(12)，所述的低壓側(cè)部分對(duì)應(yīng)安裝有光電接收管(14)，高壓側(cè)部分的數(shù)字光 信號(hào)由光電發(fā)射管(12)發(fā)出并經(jīng)所述光通道后由低壓側(cè)部分上的光電接收管(14)接收。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6之一所述的電子式互感器，其特征在于，所述的低壓側(cè)部分也安 裝有光電發(fā)射管(12)，所述的高壓側(cè)部分也對(duì)應(yīng)安裝有光電接收管(14)，當(dāng)?shù)蛪簜?cè)向高壓 側(cè)發(fā)送信號(hào)時(shí)，由低壓側(cè)的電光轉(zhuǎn)換器將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，經(jīng)低壓側(cè)部分的光電發(fā)射 管(12)發(fā)出并沿光通道傳輸?shù)礁邏簜?cè)，由高壓側(cè)部分上的光電接收管(14)接收。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的電子式互感器，其特征在于，所述的光電發(fā)射管(12)與 其對(duì)應(yīng)的光電接收管(14)同軸定位，保證光的耦合和接收。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8之一所述的電子式互感器，其特征在于，所述的發(fā)光元件(2)由直 流或220V交流電源⑴供電進(jìn)行工作。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9之一所述的電子式互感器，其特征在于，所述的低壓側(cè)部分和高 壓側(cè)部分均安裝在金屬殼體內(nèi)。
全文摘要
一種電子式互感器，屬電工測(cè)量?jī)x器和高電壓裝備領(lǐng)域，該電子式互感器由地面交流或直流電源讓光源器件發(fā)光，該光傳送到高壓側(cè)并由光伏器件實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換，給電子電路供能。高壓和低壓之間光信號(hào)沿氣隙通道傳輸，無(wú)需光纖，兩側(cè)的發(fā)光管和接收管在一條直線上?？朔斯饫w安裝在過(guò)程中易折斷且安裝工藝復(fù)雜的困難。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，性能穩(wěn)定可靠，性價(jià)比高。
文檔編號(hào)G01R15/18GK101819867SQ20101016590
公開(kāi)日2010年9月1日 申請(qǐng)日期2010年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月10日
發(fā)明者李開(kāi)成 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)