一种组合电压传感器、取能电容器及其构成的开关组件的制作方法

本发明属于配电网开关，具体是涉及一种组合传感器、取能电容器及其构成的开关组件。

背景技术：

1、随着智能配电网技术的持续发展及工程应用领域的持续推进，带有组合传感器的智能型柱上开关受到日益广泛的关注，其中zw32型柱上断路器以其简洁的构造、环境适应性强、免维护等技术优势获得行业青睐。基于zw32型一二次融合技术的智能断路器研制及设计近年来受到广泛关注，一二次融合逐渐从功能融合向设备融合演进，即将一次开断设备(真空断路器)、电流传感器(lpct，等)、电压传感器(电容分压、电阻分压等)、取能设备(取能电容)等包含在一体化浇注的固封极柱内，以替代常规体积重量庞大的电磁式互感器、电磁取电pt(potential transformer，电压互感器)，是实现一二次融合的关键技术，在工程应用、成本控制、可靠性等均具有巨大的优势。

2、随着相关领域的技术进步和工程需求提升，对智能型柱上开关也提出了更高的要求，这种要求体现在以下几个方面，一是智能开关应具备双侧零序及相序电压测量能力，二是开关本体的成本应尽量降低，三是智能型融合开关的可靠性应进一步提高。在此背景下，融合型智能开关的设计选材、制造工艺都面临迭代升级，常规传感器及以其作为融合标的的智能柱上开关将难以满足上述需求。

3、现有技术文件1(公开号为cn106298313b)公开了一种常规非融合的柱上断路器。可以看出，一二次深度设备融合的制约条件为：(1)柱上开关的体积与需要融合的传感器数量之间的矛盾；(2)柱上开关的形状与需要融合的传感器的形状不匹配；3)柱上开关的融合程度、集成方式带来的可靠性问题。例如，为实现柱上开关智能化的需求所承载的各项功能，每相极柱上应尽可能多地搭载电流电压传感器，一种理想的传感器全配置方案为：电压传感器4组，即进线侧零序及相序、出线侧零序及相序电压传感器各1组；电流传感器2组，进线侧(或出线侧)零序及相序电流传感器各1组；取能传感器1组，且具备进线侧(或出线侧)的可选配能力。这对体积已经非常紧凑的柱上断路器来说，难度不言而喻，

4、现有技术文件2(公开号为cn210091973u)公开了一种融合的柱上断路器，其采用长条形的薄膜电容，通过优化设计成功将电流传感器、一体浇注的电压传感器、两个取电电容器，仍然难以满足搭载更多传感器的需求，虽然可以通过增加电容进一步提高融合度，但是，过多的传感器将使极柱的体积重量庞大、制造及施工难度大幅增加，失去融合的意义，还可能造成浇注成型成品率及可靠性下降。

5、现有技术文件3(公开号为cn 110136958 a)也公开了一种高压电容器，其在面对配置多组传感器的深度融合情况时也存在类似问题。

6、综上所述，在智能型柱上开关领域，如何开发出既能搭载足够多数量的传感器，提高一二次设备的融合深度，又兼顾开关本体的体积、重量、可靠性、成本等关键因素，是智能开关深融融合领域的难题。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的不足，本发明提供一种组合电压传感器、取能电容器及其构成的开关组件，实现了柱上开关的融合，能够有效节省空间、减小固封极柱材料的用量，在节约成本的同时实现了更多传感器的配置。

2、本发明采用如下的技术方案。

3、第一方面，本发明提供了一种组合电压传感器，包括：中心导体、至少一组第一电压传感器，及至少一组第二电压传感器，第一电压传感器用于测量相序电压；第二电压传感器用于测量零序电压；每个电压传感器均包括至少一个第一圆片式陶瓷电容器，且多个第一圆片式陶瓷电容器之间并联连接；多个电压传感器以中心导体的轴线为中心线，布设成圆环状。

4、优选地，第一电压传感器由2只相同的第一圆片式陶瓷电容器并联构成；每个第一圆片式陶瓷电容器的内侧电极均与中心导体相连接，通过连接在中心导体上构成高压电极，两个第一圆片式陶瓷电容器的外侧电极通过金属线相互连接构成独立的低压电极。

5、优选地，第二电压传感器由1只第一圆片式陶瓷电容器构成，第一圆片式陶瓷电容器的内侧电极通过连接在中心导体上构成高压电极，第一圆片式陶瓷电容器的外侧构成独立的低压电极。

6、第二方面，本发明提供了一种取能电容器，包括：多个第二圆片式陶瓷电容器和位于每个第二圆片式陶瓷电容器两端的电极；多个第二圆片式陶瓷电容器布设成一列，多个第二圆片式陶瓷电容器之间并联连接。

7、优选地，相互并联的各第二圆片式陶瓷电容器的高压电极共面、低压电极共面。

8、第三方面，本发明提供了一种由组合电压传感器、取能电容器构成的开关组件，包括柱上开关外壳、进线侧导体和出线侧导体，且进线侧导体和出线侧导体之间通过软连接导体相连接，开关组件包括：设置于柱上开关外壳内部的组合电压传感器，以及取能电容器；组合电压传感器包括：进线侧组合式电压传感器和出线侧组合电压传感器，进线侧导体作为进线侧组合式电压传感器的中心导体，出线侧导体作为出线侧组合电压传感器的中心导体；取能传感器与进线侧导体相连接。

9、优选地，开关组件还包括：电流传感器，电流传感器设置于柱上开关外壳的出线侧，且与出线侧导体相连接。

10、优选地，开关组件还包括：真空断路器，真空断路器设置于柱上开关外壳内的进线侧，且与进线侧导体相连接。

11、优选地，开关组件采用一体浇注成型。

12、优选地，开关组件采用环氧树脂材料进行一体浇注成型。本发明的有益效果在于，与现有技术相比，

13、本发明通过采用体积小、成本低、绝缘性能可靠的圆片式高压陶瓷电容作为零序及相序电压传感器，且零序及相序电压传感器以中心导体为轴线排列成环形，能够有效节省了空间、减小固封极柱材料的用量，在节约成本的同时实现了更多传感器配置。

14、此外，零序电压传感器和相序电压传感器，还可以通过增加并联的圆片式陶瓷电容器的数量增大电容量，以适应不同应用场景的需求。

15、本发明中的取能电容器，采用体积小、成本低、绝缘性能可靠的圆片式陶瓷电容作为取能电容器，并通过将其并联构成条形结构能够增大其容量。

16、本发明提供的开关组件，通过在开关组件的进线侧和出线侧均设置组合电压传感器，能够更加合理地利用空间，在更小的空间内，具备进线侧及出线侧相序电压独立输出能力、进线侧及出线侧零序电压独立输出能力、进线侧及出线侧取能电容器配置能力。提高智能柱上开关的集成度、减少了材料和元器件的用量、降低了智能柱上开关的复杂程度，提高可靠性的同时降低成本；本发明采用的组合电压传感器，能够搭载更多的电容器，此外，由于各个电容器布设成环形结构，使得浇注工艺难度以及温度应力降低，提高电气性能；此外，本发明的开关组件采用一体化浇注成型，能够进一步提升开关组件的集成度和可靠性。

技术特征：

1.一种组合电压传感器，包括：中心导体(13)、至少一组第一电压传感器(3-1)，及至少一组第二电压传感器(3-2)，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的组合电压传感器，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的组合电压传感器，其特征在于：

4.一种取能电容器，包括：多个第二圆片式陶瓷电容器(12)和位于每个第二圆片式陶瓷电容器(12)两端的电极(11)，其特征在于：

5.根据权利要求4所述的取能传感器，其特征在于：

6.一种由组合电压传感器、取能电容器构成的开关组件，包括柱上开关外壳(2)、进线侧导体(1)和出线侧导体(10)，且进线侧导体(1)和出线侧导体(10)之间通过软连接导体(7)相连接，其特征在于：所述开关组件包括：设置于柱上开关外壳(2)内部的如权利要求1-3中任一项所述的组合电压传感器，以及如权利要求4或5所述的取能电容器；

7.根据权利要求6所述的开关组件，其特征在于：

8.根据权利要求6所述的开关组件，其特征在于：

9.根据权利要求6所述的开关组件，其特征在于：

10.根据权利要求9所述的开关组件，其特征在于：

技术总结本发明公开了一种组合电压传感器、取能电容器及其构成的开关组件，涉及配电网开关技术领域。其中，开关组件包括：柱上开关外壳、进线侧导体、出线侧导体、设置于柱上开关外壳内部的组合电压传感器，以及取能电容器；进线侧导体和出线侧导体之间通过软连接导体相连接。组合电压传感器包括：进线侧组合式电压传感器和出线侧组合电压传感器，进线侧导体作为进线侧组合式电压传感器的中心导体，出线侧导体作为出线侧组合电压传感器的中心导体；取能传感器与进线侧导体相连接。本发明提供的组合电压传感器、取能电容器及其构成的开关组件，实现了柱上开关的融合，能够有效节省空间，在节约成本的同时实现了更多传感器的配置。技术研发人员：刘彬,吕玮,卢为,曾先锋,孙超,张伟为,惠杰受保护的技术使用者：南京南瑞继保电气有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/14