[实用新型]一种带电源和导电屏蔽的插头式电压传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高压电压传感器，主要用在6kV以上，35kV以下屏蔽电缆输电系统中，与符合IEEE-386或EN50180/EN50181标准的高压电力连接器相连接，进行高压交流电压信号从高压到低压的转换，并为低压电子测量装置提供工作电源。

背景技术

目前，在6～35kV电力系统中，基于屏蔽电缆输电的箱式变电站、环网柜、开关柜、电缆分支箱等一次设备内，多采用具有外部屏蔽的基于IEEE-386（美标）或EN50180/EN50181（欧标）标准的电力连接器互联，这使得设备空间结构可以设计得非常紧凑，从而大幅度地缩小设备的体积，但是，如果在这些设备处进行电压信号的测量则存在下列困难：

第一、如果采用现有的电磁式互感器，虽然解决了电压信号转换和对低压电子设备供电问题，但是由于电磁式互感器体积大，无法在现有柜体内加装，需要单独设计更大的柜体来安装，且需要从屏蔽电缆到非屏蔽电缆的电应力处理，进一步地增加了柜体的体积，增加了较多的应用成本和不便。

第二、有一种方案将电阻式分压器或电容式分压器插入到基于IEEE-386或EN50181标准的电力连接器插头中，如专利号为200820126528.3的中国专利公布了一种电缆插件式电压传感器。这种方案使得传感器的体积可以缩小到能够直接装入到现有设备内，并能进行电压信号的转换，但不能为所连接的电子装置提供低压工作电源，在现场没有低压电源的场合使用时受到限制。

第三、另一种方案是采用光纤传感器技术测量电压信号，光纤传感器安装于IEEE-386或EN50181标准的电力连接器插头中。但这种技术存在温度稳定性低等目前尚未解决的技术难题，无法做到较高的准确度，且同样存在无法提供电子设备低压工作电源的问题。

第四、对于非传统电磁式电压传感器，针对所连接的电子设备低压供电解决方案，目前有采用电流互感器供电方案和采用电容降压方案。其中电流互感器供电方案在高压回路负荷电流小时不能连续工作，限制了应用范围。现有电容降压方案，需要按电子设备最大功耗设计电容电流，按并联稳压原理恒压方式取电，这在电子设备消耗功率变化很大的场合降低了供电效率，增加了设备的功耗，并增加了散热难度。

第五、现有方案中分压器和降压电容器与高压线路之间没有熔断器保护，如果分压器或降压电容器被击穿会造成电力系统的短路故障。而直接在带外导电屏蔽的传感器本体内增加常规高压熔断器，将引起局部放电问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种带电源和导电屏蔽的插头式电压传感器，其适用于IEEE-386或EN50181标准的电力连接器，具有外部可带电触摸屏蔽层、内部高压熔断器保护、、低压电源输出、更高的准确度和更好的稳定性等优点。

本实用新型的技术方案是：

一种带电源和导电屏蔽的插头式电压传感器，其特征在于：它包括高压连接端子，高压连接端子侧面设置有操作界面；操作界面与高压连接端子结合部外侧以及高压连接端子外侧设置有内半导电层；操作界面外侧以及内半导电层外侧设置有绝缘体；绝缘体外表面设置有外半导电层，外半导电层连接有接地端子；绝缘体内部设置有高压熔断器；高压熔断器包括圆筒状陶瓷管形式的熔管，熔管两端分别装有第一导电端盖和第二导电端盖；熔管的外壁上设置有两端分别与第一导电端盖及第二导电端盖相连接的电阻膜；所述的第一导电端盖与高压连接端子相连接；绝缘体内部设置有高压分压器；高压分压器包括互相平行设置的高压分压器第一电极和高压分压器第二电极，还包括高压臂电阻器和低压臂电阻器；其中高压分压器第一电极位于高压熔断器与高压分压器第二电极之间；高压臂电阻器倾斜放置于高压分压器第一电极与高压分压器第二电极之间，高压臂电阻器与高压分压器第一电极及高压分压器第二电极之间的夹角小于30°；低压臂电阻器位于高压分压器第一电极与高压分压器第二电极构成的空间之外；高压臂电阻器靠近高压分压器第一电极一端的引线与高压分压器第一电极相连，高压臂电阻器靠近高压分压器第二电极一端的引线与低压臂电阻器的一端引线连接，低压臂电阻器的另一端引线与接地端子连接；所述的引线还连接有高压分压器的高阻抗信号输出端；绝缘体内部还设置有高压电容器；高压电容器包括高压电容器第一电极和高压电容器第二电极；所述的第二导电端盖连接高压分压器第一电极，所述的第二导电端盖还直接连接高压电容器第一电极或者通过第一高压阻尼电阻器连接高压电容器第一电极；高压电容器第二电极直接连接有电容降压电源输出端或者通过第二高压阻尼电阻器连接有电容降压电源输出端。