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用于 电能表检定装置的层次电源设计的高压隔离系统

阅读：101发布：2024-02-10

专利汇可以提供用于电能表检定装置的层次电源设计的高压隔离系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种用于电能表检定装置的层次电源设计的高压隔离系统，包括：高压输出装置的高压输出端子与电容分压板高电位输入端子相连接，其低压输出端子与电容分压板低电位输入端子相连接；所述高压输出装置与开关电源A连接；所述隔离变压器一端与高压输出装置连接，另一端与开关电源 B连接。本实用新型采用同一个系统中，不同层次的多个电源系统来给不同的电源网络提供电源，不同电源系统采用分压原理，把不同电源系统分别定义到不同的电位点，从而减少高压电路与隔离电路的压降，且隔离后不影响正常的电能表检定。，下面是用于电能表检定装置的层次电源设计的高压隔离系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.用于电能表检定装置的层次电源设计的高压隔离系统，其特征是，包括：高压输出装置、高压电容分压板、隔离变压器、开关电源A和开关电源B；
所述高压输出装置的高压输出端子与电容分压板高电位输入端子相连接，其低压输出端子与电容分压板低电位输入端子相连接；所述高压输出装置与开关电源A连接；所述隔离变压器一端与高压输出装置连接，另一端与开关电源B连接。
2.如权利要求1所述的用于电能表检定装置的层次电源设计的高压隔离系统，其特征是，所述高压电容分压板将高压输出装置输出的电压分为若干电压等级并输出。
3.如权利要求2所述的用于电能表检定装置的层次电源设计的高压隔离系统，其特征是，所述高压电容分压板将高压输出装置输出的电压分为4KV、2KV和0V。
4.如权利要求3所述的用于电能表检定装置的层次电源设计的高压隔离系统，其特征是，所述电容分压板的4KV高电位端子通过高压切换继电器与电能表电压电流接线柱相连接；电容分压板的2KV电位端子与开关电源B的GL-GND端相连接，电容分压板的0KV低电位端子与电能表辅助端子相连接。
5.如权利要求3所述的用于电能表检定装置的层次电源设计的高压隔离系统，其特征是，所述高压电容分压包括：依次串联连接的6个相同的CBB电容；将4KV和0V分别接在串联电容的两端，在串联电容中间产生一个2KV的电压。
6.如权利要求1所述的用于电能表检定装置的层次电源设计的高压隔离系统，其特征是，所述开关电源A为AC-DC的一个24V开关电源，通过AC-DC转换输出一个恒定的24V直流电源。
7.如权利要求1所述的用于电能表检定装置的层次电源设计的高压隔离系统，其特征是，所述开关电源A为电能表检定装置中工作在低压状态的设备提供供电电源。
8.如权利要求1所述的用于电能表检定装置的层次电源设计的高压隔离系统，其特征是，所述开关电源B为电能表检定装置中工作在2KV电平上的模块进行供电。
9.如权利要求1所述的用于电能表检定装置的层次电源设计的高压隔离系统，其特征是，所述隔离变压器为工频电压隔离互感器，其初级和次级之间的耐压等级为4KV。

说明书全文

用于电能表检定装置的层次电源设计的高压隔离系统

技术领域

[0001] 本实用新型涉及一种高压隔离系统，尤其涉及一种用于单相、三相电能表检定装置的层次电源设计的高压隔离系统。

背景技术

[0002] 随着国家电网公司对电能表的要求提高，需要对电能表进行交流耐压试验，目前单三相电能表耐压试验检定装置中，由于要通过4KV的高压，使得电能表检定装置需要很大的隔离空间，且由于电能表检定装置内部布线较为复杂，高低压的隔离距离太大会使得布线工艺的难度极大，若全部使用高压隔离材料，会导致成本及其高昂，且制造难度极大。

[0003] 现有的耐压隔离技术为距离和耐压填充物隔离，由于4KV在空气中的放电隔离距离至少为4mm，且由于设备和环境的影响，隔离一定要超过5mm才会有效。还要考虑巨大的尖端放电的风险。若大量使用高压填充物，如塑料、青稞纸等材料的话，会大幅增加成本，且内部工艺极差。若全部线缆使用高压隔离线缆，会增加无法承受的成本，且安装及其困难。实用新型内容

[0004] 为了解决上述问题，本实用新型提出了一种用于电能表检定装置的层次电源设计的高压隔离系统，采用同一个系统中，不同层次的多个电源系统来给不同的电源网络提供电源，不同电源系统采用分压原理，把不同电源系统分别定义到不同的电位点，从而减少高压电路与隔离电路的压降，从而降低设计成本，提高系统稳定性。且隔离后不影响正常的电能表检定。

[0005] 为实现上述目的，本实用新型的具体方案如下：

[0006] 用于电能表检定装置的层次电源设计的高压隔离系统，包括：高压输出装置、高压电容分压板、隔离变压器、开关电源A和开关电源B；

[0007] 所述高压输出装置的高压输出端子与电容分压板高电位输入端子相连接，其低压输出端子与电容分压板低电位输入端子相连接；所述高压输出装置与开关电源A连接；所述隔离变压器一端与高压输出装置连接，另一端与开关电源B连接。

[0008] 所述高压电容分压板将高压输出装置输出的电压分为若干电压等级并输出。

[0009] 优选地，所述高压电容分压板将高压输出装置输出的电压分为4KV、2KV和0V。

[0010] 所述电容分压板的4KV高电位端子通过高压切换继电器与电能表电压电流接线柱相连接；电容分压板的2KV电位端子与开关电源B的GL-GND端相连接，电容分压板的0KV低电位端子与电能表辅助端子相连接。

[0011] 所述高压电容分压包括：依次串联连接的6个相同的CBB电容；将4KV和0V分别接在串联电容的两端，在串联电容中间产生一个2KV的电压。

[0012] 进一步地，所述开关电源A为AC-DC的一个24V开关电源，通过AC-DC转换输出一个恒定的24V直流电源。

[0013] 所述开关电源A为电能表检定装置中工作在低压状态的设备提供供电电源。

[0014] 进一步地，所述开关电源B为电能表检定装置中工作在2KV电平上的模块进行供电。

[0015] 进一步地，所述隔离变压器为工频电压隔离互感器，其初级和次级之间的耐压等级为4KV。

[0016] 本实用新型的有益效果：

[0017] 单三相电能表检定装置的层次电源设计的高压隔离系统是采用同一个系统中，不同层次的多个电源系统来给不同的电源网络提供电源，不同电源系统采用分压原理，把不同电源系统分别定义到不同的电位点，从而减少高压电路与隔离电路的压降，从而降低设计成本，提高系统稳定性。且隔离后不影响正常的电能表检定。附图说明

[0018] 图1是整体分层电源示意图；

[0019] 图2是电容分压原理图；

[0020] 图3是本设计方案高压分压板分压原理图；

[0021] 其中，1.电源输入插头，2.高压输出装置，3.高压电容分压板，4.24V开关电源A，5.1:1电压隔离互感器，6.24V开关电源B，7.高压输出装置的高电位输出端子HV，8.高压输出装置的低电位输出端子HO，9.高压电容分压板的4KV电位端子，10.高压电容分压板的2KV电位端子，11.高压电容分压板的0V低电位端子，12.电容C1，13.电容C2，14.CBB电容。
具体实施方式：

[0022] 下面结合附图对本实用新型进行详细说明：

[0023] 如图1所示，一种单三相电能表检定装置的层次电源设计的高压隔离系统，由高压输出装置2、高压电容分压板3、1:1隔离变压器5和两组开关电源等构成。所述的高压输出装置2的电源线与电压输入插头1相连接，为其提供工作电源，其输出端子HV7连接到高压电容分压板的4KV电位端子9，其输出端子HO8连接到高压电容分压板的0V低电位端子11，为整个系统提供试验用的高压。

[0024] 所述的24V开关电源A4的电源线与电压输入插头1相连接，为其提供工作电源，24V开关电源A4为AC-DC的一个24V开关电源，通过AC-DC转换输出一个恒定的DC24V，为单三相电能表检定装置的误差板、电机控制板和多功能板等工作在低压状态的设备提供稳定的供电。

[0025] 所述的24V开关电源B6为AC-DC的一个24V开关电源，通过AC-DC转换输出一个恒定的DC24V，为温度采样板、显示板和继电器控制板等工作在2KV电平上的模块进行供电，但是在耐压试验时工作在2KV电平端，该开关电源的GL-GND端和电容分压模块的2KV端相连，该开关电源的输入端与1:1隔离电压器5相连接。

[0026] 所述的1:1隔离变压器5为一个500VA，工频电压隔离互感器，互感器的额定工作电压为AC220V，初级和次级之间的耐压等级为4KV，由于24V开关电源B6在耐压时需要在2KV的电平上，然而AC和DC端能承受这么大耐压的电源成本太高，所以设计此隔离变压器，将高压隔离使DC24V B的要求降低。

[0027] 所述的高压电容分压板3可将电能表检定装置台体的高压分为4KV、2KV和0V，3个等级。其中误差板电机控制板等的高压等级为0V；温度板、显示板等的电压等级为2KV；电能表内电压电流端子高压等级为4KV；因此高压电容分压板的4KV高电位端子9通过高压切换继电器与电能表电压电流接线柱相连接，高压电容分压板的2KV电位端子10与24V开关电源B的GL-GND端相连接，高压电容分压板的0V低电位端子11最终与电能表辅助端子相连接。

[0028] 电阻器可以构成交直流分压电路，但是由于电阻器自身会消耗大量的电能，而电容器在分压衰减电压的同时能量损耗较小，如图2所示为电容分压的原理图，分析可知U1＝UC1+UC2(即两个电容电压之和)。且在电容器串联时各电容器上所分配的电压与其电容量成反比。即Un＝Q/Cn。当电容C1、电容C2两个电容相同时，两个电容上的电压相同，即输出电压为输入电压的一半。

[0029] 本实用新型的高压分压板原理如图3所示，2KV的高压等级的产生是由高压电容分压板取得，分压板由6个相同的CBB电容14串联组成，将4KV和0V接在高压电容串联两端，在电容串联中间就可以产生一个2KV的电压。

[0030] 上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

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