專利名稱：一種電子式電容分壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電器設(shè)備，尤其涉及一種電子式電容分壓器。
背景技術(shù)：
目前電力系統(tǒng)中使用的分壓器有多種，如電磁式電壓互感器、電容式電壓互感器、試驗(yàn)室的傳統(tǒng)工頻電壓分壓器和利用光學(xué)器件作為傳感器的光電式電壓傳感器等。這幾種分壓器都存在著如下一些問(wèn)題利用SF6作為主要絕緣材料的電磁式電壓互感器因鐵磁非線性易在電網(wǎng)中發(fā)生鐵磁諧振，并且其絕緣結(jié)構(gòu)復(fù)雜，絕緣性能不好，隨著電壓等級(jí)的提高其制造成本非線性增加；特別是鐵磁諧振問(wèn)題一直是電力系統(tǒng)沒(méi)有解決的問(wèn)題。傳統(tǒng)油浸電容式電壓互感器誤差穩(wěn)定性不好，受溫度、頻率、鄰近物品、高壓引線布置及線路切合的電動(dòng)力等因素影響，國(guó)內(nèi)電網(wǎng)運(yùn)行中的傳統(tǒng)油電容式電壓互感器大多數(shù)處于超差狀態(tài)。同時(shí)，其內(nèi)部多個(gè)儲(chǔ)能元件容易造成內(nèi)部鐵磁諧振，內(nèi)部的阻尼器也容易損壞，污穢也影響其誤差。無(wú)論是油脂絕緣還是氣體絕緣，都不同程度地存在著滲漏、污染環(huán)境、維護(hù)工作量大、事故率較高，且體積大、重量重等問(wèn)題。試驗(yàn)室的傳統(tǒng)工頻電壓分壓器又可以分為耦合電容型、電阻型和阻容型，它們受周圍物品、高壓引線影響大，受環(huán)境條件(特別是相對(duì)濕度、污穢)影響較大。利用光學(xué)器件作為傳感器的光電式電壓傳感器受溫度、振動(dòng)、器件穩(wěn)定性和可靠性、信號(hào)調(diào)制解調(diào)誤差、電場(chǎng)分布(鄰近物品)影響，難以滿足計(jì)量、標(biāo)準(zhǔn)器要求。因此，當(dāng)前需要一種新的電子式電容分壓器結(jié)構(gòu)的技術(shù)方案來(lái)解決上述問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種電子式電容分壓器，解決了當(dāng)前電力系統(tǒng)中使用的分壓器易發(fā)生鐵磁諧振的現(xiàn)象且受環(huán)境條件影響大導(dǎo)致測(cè)量誤差大的問(wèn)題。為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的一種電子式電容分壓器，包括多個(gè)筒狀金屬屏，所述多個(gè)筒狀金屬屏為相互疊套且相互隔離，同時(shí)所述多個(gè)筒狀金屬屏與中心絕緣柱體為同心圓設(shè)置，并沿軸向從上到下依次固定組成筒狀電容屏蔽層，該筒狀電容屏蔽層套裝在中心絕緣柱體的外面，筒狀電容屏蔽層中多個(gè)筒狀金屬屏的橫截面的形狀為沿軸向兩側(cè)對(duì)稱且呈階梯狀分布形態(tài)，其中最內(nèi)側(cè)的金屬屏與倒數(shù)第二層的金屬屏通過(guò)引線構(gòu)成高壓臂電容，倒數(shù)第二層的金屬屏引線和最外側(cè)的金屬屏通過(guò)引線構(gòu)成低壓臂電容。進(jìn)一步地，上述電子式電容分壓器還可包括均壓罩和底板，該均壓罩固定在所述筒狀電容屏蔽層的頂端并與最內(nèi)側(cè)的金屬屏為電連接，該底板固定在所述筒狀電容屏蔽層的底部并與最外側(cè)的金屬屏為電連接。進(jìn)一步地，上述電子式電容分壓器還可包括航空插頭，所述最外側(cè)的金屬屏接地，且最外側(cè)的金屬屏和倒數(shù)第二層的金屬屏分別引線至該航空插頭。[0013]進(jìn)一步地，上述電子式電容分壓器還可包括用于調(diào)節(jié)輸出信號(hào)的大小的阻抗單元，與所述航空插頭連接。進(jìn)一步地，上述電子式電容分壓器還可包括調(diào)節(jié)電路，連接所述阻抗單元，該調(diào)節(jié)電路包括依次連接的積分單元、幅值調(diào)節(jié)單元、移相單元和跟隨單元。進(jìn)一步地，上述電子式電容分壓器還可包括，所述中心絕緣圓柱體與所述筒狀電容屏蔽層之間和外部均填充絕緣介質(zhì)。本實(shí)用新型還提供了一種電子式電容分壓器，包括相互串聯(lián)連接的多個(gè)電子式電容分壓器。與現(xiàn)有技術(shù)相比，應(yīng)用本實(shí)用新型，本實(shí)用新型的電子式電容分壓器采用等效同軸干式電容分壓設(shè)計(jì)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、暫態(tài)特性好、絕緣性能好和在電網(wǎng)上運(yùn)行不會(huì)出現(xiàn)電磁式電壓互感器發(fā)生鐵磁諧振的現(xiàn)象等優(yōu)點(diǎn)；本實(shí)用新型具有最大的靈活設(shè)計(jì)特點(diǎn)，也就是與傳統(tǒng)產(chǎn)品不同的是，不同電壓等級(jí)的產(chǎn)品可以在IOkV產(chǎn)品的基礎(chǔ)上加以組合而成，·20kV的電壓分壓器產(chǎn)品只需要2個(gè)IOkV分壓器的串聯(lián)，35kV的電壓分壓器產(chǎn)品只需要3個(gè)IOkV分壓器的串聯(lián)。本實(shí)用新型還具有另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是通過(guò)計(jì)算機(jī)電容屏設(shè)計(jì)，分壓器整體場(chǎng)強(qiáng)均勻，運(yùn)行更安全可靠。本分壓器輸出信號(hào)精度高，外界環(huán)境溫度、濕度等等的干擾，對(duì)本分壓器的影響已經(jīng)很小。

圖I是本實(shí)用新型的IOkV電子式電容分壓器外形圖；圖2是本實(shí)用新型的IOkV電子式電容分壓器內(nèi)部關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)圖；圖3是本實(shí)用新型的IOkV電子式電容分壓器的電原理圖；圖4是本實(shí)用新型的20kV的電子式電容電壓分壓器外形圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。本實(shí)用新型的電子式電容分壓器包括高壓臂電容、低壓臂電容及二次出線航空插頭，其中由若干個(gè)相互疊套又相互隔離的與中心絕緣柱體同心圓的筒狀金屬屏沿軸向從上到下依次固定在絕緣介質(zhì)中組成圓筒狀電容屏蔽層，套裝在中心絕緣柱體的外面，均壓罩固定在電容屏蔽層的頂端并與最上面的金屬屏電連接，底板固定在電容屏蔽層的底部并與最下面的金屬屏電連接，并要可靠接地。最下面的電容屏和倒數(shù)第二個(gè)電容屏分別引線至航空插頭，作為信號(hào)輸出，這個(gè)信號(hào)經(jīng)過(guò)外部的轉(zhuǎn)換器處理，使得輸出信號(hào)幅值和相角符合標(biāo)準(zhǔn)要求，滿足電力系統(tǒng)電壓的測(cè)量和保護(hù)需求。中心絕緣圓柱體與電容屏蔽層之間和外部均填充絕緣介質(zhì)。圖I是本實(shí)用新型的IOkV電容分壓器外形圖，其中，I是均壓罩，2是分壓器底座。如圖2所示，本實(shí)用新型的電子式電容分壓器，包括在中心絕緣圓柱體7表面上端預(yù)制高壓電極輸出螺栓3，電容屏4的第一屏用金屬銅屏蔽網(wǎng)覆蓋在中心絕緣圓柱體7上面和高壓電極3上，形成圓筒狀。若干個(gè)相互疊套又相互隔離的與中心絕緣柱體同心圓的筒狀金屬屏沿軸向從上到下依次固定在絕緣介質(zhì)中組成圓筒狀電容屏蔽層，套裝在中心絕緣柱體的外面，最下面的電容屏和倒數(shù)第二屏分別引出線至航空插頭8，電極3和倒數(shù)第二的電容屏引線構(gòu)成電容Cl，倒數(shù)第二的電容屏引線和最下面的電容屏引線構(gòu)成電容C2，最下面的電容屏要通過(guò)5接地端可靠接地。中心絕緣圓柱體與電容屏蔽層之間和外部均充填絕緣介質(zhì)6，絕緣介質(zhì)6是有環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑、增韌劑和玻璃纖維組成。均壓環(huán)I固定在分壓器的上端，與高壓電極3電連接，底板2固定在電容屏蔽層的底部并與最下面的金屬屏電連接，并要可靠接地。圖3是IOkV電容分壓器的電原理圖，其中9是分壓器高壓等效電容；10是分壓器低壓等效電容；11是調(diào)節(jié)電路。其中，航空插頭的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)阻抗單元(電阻R)，即阻抗單元與所述航空插頭連接，可以調(diào)節(jié)輸出信號(hào)的大小。經(jīng)過(guò)電阻R的輸出信號(hào)通過(guò)調(diào)節(jié)電路11處理，該調(diào)節(jié)電路包括依次連接的積分單元、幅值調(diào)節(jié)單元、移相單元和跟隨單元。經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)電路處理后的信號(hào)輸出供給電力系統(tǒng)測(cè)量和保護(hù)。本實(shí)用新型的電子式電容分壓器包括多個(gè)筒狀金屬屏，所述多個(gè)筒狀金屬屏為相互疊套且相互隔離，同時(shí)所述多個(gè)筒狀金屬屏與中心絕緣柱體為同心圓設(shè)置，并沿軸向從上到下依次固定組成筒狀電容屏蔽層，該筒狀電容屏蔽層套裝在中心絕緣柱體的外面，筒 狀電容屏蔽層中多個(gè)筒狀金屬屏的橫截面的形狀為沿軸向兩側(cè)對(duì)稱且呈階梯狀分布形態(tài)，其中最內(nèi)側(cè)的金屬屏與倒數(shù)第二層的金屬屏通過(guò)引線構(gòu)成高壓臂電容，倒數(shù)第二層的金屬屏引線和最外側(cè)的金屬屏通過(guò)引線構(gòu)成低壓臂電容。本實(shí)用新型的電子式電容分壓器還包括均壓罩和底板，該均壓罩固定在所述筒狀電容屏蔽層的頂端并與最內(nèi)側(cè)的金屬屏為電連接，該底板固定在所述筒狀電容屏蔽層的底部并與最外側(cè)的金屬屏為電連接。還可包括航空插頭，所述最外側(cè)的金屬屏接地，且最外側(cè)的金屬屏和倒數(shù)第二層的金屬屏分別引線至該航空插頭。所述中心絕緣圓柱體與所述筒狀電容屏蔽層之間和外部均填充絕緣介質(zhì)。圖4是20kV的電壓分壓器外形圖，它是由2個(gè)IOkV的電容分壓器串聯(lián)而成，將上面的分壓器接地極5和下面的高壓電極3連接上就可以，上面的分壓器航空插頭要懸空，輸出信號(hào)有底部的分壓器航空插頭輸出。本實(shí)用新型利用高壓電極與低壓電極之間的分布電容構(gòu)成分壓器的高壓臂電容Cl，利用雙層金屬膜同軸卷制而成的電容構(gòu)成分壓器的低壓臂電容C2。高壓電極與低壓電極之間的分布電容有屏蔽或殼軀保護(hù)，使得高壓臂電容量固定不受外界鄰近物體影響。二次輸出由低壓電極引出。具體而言，本實(shí)用新型具有以下技術(shù)效果①結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，暫態(tài)特性好，絕緣性能好。②在電網(wǎng)上運(yùn)行不會(huì)出現(xiàn)電磁式電壓互感器發(fā)生鐵磁諧振的現(xiàn)象。③誤差穩(wěn)定性好，優(yōu)于電容式電壓互感器，不僅適合電網(wǎng)應(yīng)用，也適合試驗(yàn)室使用。④克服了傳統(tǒng)分壓器、電容式電壓互感器和電磁式電壓互感器誤差性能受鄰近物體、高壓引線布置(鄰近效應(yīng))的影響，也不受污穢影響，不受相對(duì)濕度影響。溫度影響較小。⑤分壓比的線性(即分壓比與電壓高低的關(guān)系)好，不確定度(包括溫度影響，電壓線性，諧波影響等)優(yōu)于0. 03%。本實(shí)用新型可用于電力系統(tǒng)電量計(jì)量、測(cè)量和繼電保護(hù)的電壓傳感器；以及用于試驗(yàn)室監(jiān)測(cè)一次工頻電壓，校驗(yàn)電壓互感器和電壓分壓器。以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉該技術(shù)的人在本實(shí)用新型所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化 或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種電子式電容分壓器，其特征在于，包括多個(gè)筒狀金屬屏，所述多個(gè)筒狀金屬屏為相互疊套且相互隔離，同時(shí)所述多個(gè)筒狀金屬屏與中心絕緣柱體為同心圓設(shè)置，并沿軸向從上到下依次固定組成筒狀電容屏蔽層，該筒狀電容屏蔽層套裝在中心絕緣柱體的外面，筒狀電容屏蔽層中多個(gè)筒狀金屬屏的橫截面的形狀為沿軸向兩側(cè)對(duì)稱且呈階梯狀分布形態(tài)，其中最內(nèi)側(cè)的金屬屏與倒數(shù)第二層的金屬屏通過(guò)引線構(gòu)成高壓臂電容，倒數(shù)第二層的金屬屏引線和最外側(cè)的金屬屏通過(guò)引線構(gòu)成低壓臂電容。
2.如權(quán)利要求I所述的電子式電容分壓器，其特征在于，還包括均壓罩和底板，該均壓罩固定在所述筒狀電容屏蔽層的頂端并與最內(nèi)側(cè)的金屬屏為電連接，該底板固定在所述筒狀電容屏蔽層的底部并與最外側(cè)的金屬屏為電連接。
3.如權(quán)利要求2所述的電子式電容分壓器，其特征在于，還包括航空插頭，所述最外側(cè)的金屬屏接地，且最外側(cè)的金屬屏和倒數(shù)第二層的金屬屏分別引線至該航空插頭。
4.如權(quán)利要求3所述的電子式電容分壓器，其特征在于，還包括用于調(diào)節(jié)輸出信號(hào)的大小的阻抗單元，與所述航空插頭連接。
5.如權(quán)利要求4所述的電子式電容分壓器，其特征在于，進(jìn)一步包括調(diào)節(jié)電路，連接所述阻抗單元，該調(diào)節(jié)電路包括依次連接的積分單元、幅值調(diào)節(jié)單元、移相單元和跟隨單元。
6.如權(quán)利要求I所述的電子式電容分壓器，其特征在于，所述中心絕緣柱體與所述筒狀電容屏蔽層之間和外部均填充絕緣介質(zhì)。
7.一種電子式電容分壓器，其特征在于，包括相互串聯(lián)連接的多個(gè)所述權(quán)利要求I的電子式電容分壓器。
專利摘要一種電子式電容分壓器，包括多個(gè)筒狀金屬屏，所述多個(gè)筒狀金屬屏為相互疊套且相互隔離，同時(shí)所述多個(gè)筒狀金屬屏與中心絕緣柱體為同心圓設(shè)置，并沿軸向從上到下依次固定組成筒狀電容屏蔽層，該筒狀電容屏蔽層套裝在中心絕緣柱體的外面，筒狀電容屏蔽層中多個(gè)筒狀金屬屏的橫截面的形狀為沿軸向兩側(cè)對(duì)稱且呈階梯狀分布形態(tài)，其中最內(nèi)側(cè)的金屬屏與倒數(shù)第二層的金屬屏通過(guò)引線構(gòu)成高壓臂電容，倒數(shù)第二層的金屬屏引線和最外側(cè)的金屬屏通過(guò)引線構(gòu)成低壓臂電容。本實(shí)用新型解決了當(dāng)前電力系統(tǒng)中使用的分壓器易發(fā)生鐵磁諧振的現(xiàn)象且受環(huán)境條件影響大導(dǎo)致測(cè)量誤差大的問(wèn)題。
文檔編號(hào)G01R15/04GK202512151SQ20122008347
公開(kāi)日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月7日
發(fā)明者關(guān)守義, 張明浩 申請(qǐng)人:北京瑞奇恩互感器設(shè)備有限公司