[发明专利]智能电气快装式可带电操作电压传感器

说明书

本发明提出了一种智能电气快装式可带电操作电压传感器，属于智能电气设备技术领域。包括U型结构、导体框架、S形取电针、电压互感器、限流电阻盒、压板、绝缘垫片等。将电压互感器、限流电阻盒以及导体框架整体封装，简化了现场操作，实现了快速带电装卸。S形取电针的设计提高了破皮取电效率，阶梯形或狼牙齿设计，在进行破皮取电时，能够很好地固定导线，绝缘垫片的设计保护了导线的破皮口。限流电阻盒能够使电压互感器适应不同电压等级的导线。实现智能电气所需传感器的集成化、小型化以及兼容性、方便性、灵活性、可靠性、安全性等。整个传感器结构简单、成本低廉、体积小，可广泛适用于各类导线电压参数的智能监测中。

技术领域

本发明涉及一种电压传感器，特别是一种用于实现智能电气的、快装式可带电操作的电压传感器。属于智能电气设备技术领域。

背景技术

随着信息技术的发展和最近智能制造的提出，电气设备的智能化是未来发展的主流趋势，相应的进行电气设备智能化在线监测的传感器部分起着越来越重要的作用。在电气设备运行中，包括电能质量的监测、设备的智能运行故障诊断、电气设备的智能控制等，都依托于电气设备运行参数的在线实时采集和运行大数据的积累，而目前的主流技术一是采用分立式传感器、二是不同的系统都有独立的传感器，存在体积大、成本高、装卸困难、兼容性差、需断电安装等多种缺陷，极大的制约了电气领域智能制造的实施和发展。

目前，电气设备监测中应用的电压互感器需要将被测电压通过导线引至测量仪表，断电后将接线端子接入，通过电压互感器将电压信号取出。无论短时或长时间的停电都会给生产、运行造成影响，而且由于对供电可靠性的要求越来越高，停电施工越来越难，对传感器的带电装卸的要求十分迫切。此外，电压互感器的限流电阻一般设置在测量设备端，而且阻值恒定，不能适应被测对象的变化，测量设备的灵活性差，从而也带来较高的成本。

在现有技术中，采用穿刺的方式直接获取导线电压的专利较多，例如中国专利“一种低压配电柜电力数据采集模块”（申请号： 201610782346.0）、中国专利“一种利用穿刺方法对包皮导线取电压的穿心式电流互感器”（申请号： 2008100742561）、中国专利“一种开合式电流电压互感器”（申请号： 201110237882X）、中国专利“一种可安装在电缆上的电能计量装置（申请号： 2015106804237）、中国专利“一种穿刺式取电压的集成电流互感器（申请号： 2016109645928）等等，其共性特点都是采用将取电针刺或者锯齿以外力压迫的方式刺入导线，并采用开合式结构。中国专利“一种多功能传感器”（申请号： 2018211415312）虽然采用旋转刺入导线的方式，但是使用的螺旋取电针仍然是普通针状结构，本质上与上述的技术没有区别。

目前的现有技术，仍然存在诸多的问题：

1）采用外力压迫的方式，导电金属刺与导线内芯容易发生顶牛，接触效果变差、易损伤导线和导电金属刺的尖头；如果导线外皮较硬时，尤其是为保证连通效果还采用了多个金属刺或锯齿，需施加很大的外力，破皮效果不佳，破皮效率低下，还有可能对整个取电机构造成损坏；

2）采用开合式结构操作相对复杂，容易损坏，对不同直径的导线适应性差；

3）没有对导线破皮处进行保护，尤其是采用多个金属刺或锯齿方式破皮面积较大情况，长时间运行时，破皮处导线导体容易受环境影响而氧化或腐蚀，造成数据采集误差大，甚至导致导线的发热使连接的设备故障而影响生产；

4）电压互感器的电阻固定，测量范围小，若测量不同等级电压需重选互感器，变相地增加成本，经济性较差；

5）无导线对中和固定结构，待测物体易窜动或滚动，容易刺偏，操作困难、电接触稳定性差。