本發(fā)明涉及電網(wǎng)高壓采樣設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種體積小、靈敏度高、能耗低的高壓電壓采樣裝置的制作方法。

背景技術(shù)：

目前，高壓線路(6.6kv、10kv、20kv、35kv等)中，電子式電壓互感器、電力測量儀表、高壓電能表等產(chǎn)品，其工作原理都包含電壓采樣和高壓取電電路，其中電壓采樣方式主要分為電容分壓和電阻分壓兩種。電容分壓主要缺點(diǎn)是采樣精度不高，溫漂較大，電阻分壓采樣方式采樣精度高，但雜散電容也會(huì)造成采樣精度受影響；取電電路一般采用高壓采樣電路，將高壓通過電容分壓方式降到可供電源電路工作的較低電壓進(jìn)行取電。

如圖1所示，高壓采樣電路主要由分壓電阻r1、r2，分壓電容c1、c2，電源模塊和工作電路模塊組成。分壓電阻r1、r2負(fù)責(zé)將高電壓分壓為較低的信號(hào)電壓，以提供給工作電路進(jìn)行采樣；由電容c1、c2構(gòu)成的分壓電路從高壓回路中分出較低電壓，再通過電源模塊為工作電路模塊提供所需的dc工作電源。

如圖2所示的高壓采樣器件灌封結(jié)構(gòu)圖，在高電壓采樣中，承擔(dān)大部分高壓的器件主要有電阻r1和電容c1，兩個(gè)元器件是體積較大的器件，由于需要通過高壓絕緣性能測試中的耐壓、局放等試驗(yàn)，兩個(gè)高壓器件需要通過真空灌封在密閉的空間內(nèi)。其中，c1一般為一個(gè)或多個(gè)電容串接。

由于交流高壓在兩極間產(chǎn)生的電場是不均勻的，會(huì)使電壓測量產(chǎn)生較大誤差，尤其在需要精密測量的場合，如：電子式電壓互感器，直接式高壓電能表等產(chǎn)品上，為解決此問題，一種現(xiàn)有的改善方式如圖所3示：取樣電阻置于電子陶瓷管內(nèi)并灌封，在電子陶瓷管外側(cè)周圍均勻蝕刻出多組電阻分壓網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)在交流高壓的兩極之間。從而保證采樣電阻周圍電場是均勻的。但是，此方法成本較高。

現(xiàn)有的電阻分壓電壓采樣方式主要存在以下缺點(diǎn)：

分壓電阻和分壓電容作為兩個(gè)獨(dú)立的元件分別跨接在高壓線路兩極間，所占用的空間大，不利于產(chǎn)品的小型化，同時(shí)，制造，裝配工藝復(fù)雜，增加制造成本。

如圖2所示，電阻分壓采樣由于其高低壓間電場分布不均勻，對(duì)電阻采樣精度影響較大，在外側(cè)蝕刻電阻網(wǎng)絡(luò)以均勻采樣電阻周圍電場的方法會(huì)增加較高成本。

為了提高分壓電阻的采樣精度，電阻r1兩端通常需要進(jìn)行電場屏蔽，由于電容c1的存在，導(dǎo)致空間結(jié)構(gòu)狹窄，電阻r1的屏蔽對(duì)工藝要求較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的發(fā)明目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的電網(wǎng)高壓采樣設(shè)備體積大、靈敏度低、能耗高的不足，提供了一種體積小、靈敏度高、能耗低的高壓電壓采樣裝置的制作方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種高壓電壓采樣裝置的制作方法，包括兩端開口的灌封腔體，分別設(shè)于灌封腔體兩端的2個(gè)工作電路腔體，伸入灌封腔體和2個(gè)工作電路腔體所圍成空間內(nèi)的絕緣玻纖套管，設(shè)于絕緣玻纖套管中的高壓分壓電阻，套設(shè)于絕緣玻纖套管上的高壓金屬化薄膜電容，設(shè)于絕緣玻纖套管兩端并分別與高壓分壓電阻兩端連接的2個(gè)金屬屏蔽電極，設(shè)于灌封腔體外周面上的絕緣筒，與高壓分壓電阻兩端分別電連接的2個(gè)電阻采樣導(dǎo)線，與高壓金屬化薄膜電容兩端分別電連接的2個(gè)電容電極導(dǎo)線，2個(gè)金屬屏蔽電極分別與2個(gè)工作電路腔體密封連接，灌封腔體和高壓金屬化薄膜電容之間設(shè)有經(jīng)過抽真空的空腔；

包括如下步驟：

(1-1)將高壓金屬化薄膜電容繞制在絕緣玻纖套管上；

(1-2)利用2個(gè)金屬屏蔽電極將高壓電壓采樣電阻兩端固定安裝在絕緣玻纖套管軸心的空腔內(nèi)，高壓分壓電阻兩端分別與2個(gè)電阻采樣導(dǎo)線電連接，將2個(gè)電容電極導(dǎo)線分別與高壓金屬化薄膜電容兩端連接，得到一體式電阻電容組合件；

(1-3)將一體式電阻電容組合件安裝到灌封腔體內(nèi)，將2個(gè)工作電路腔體安裝到灌封腔體上，灌封腔體的一端為固定安裝尺寸，另一端為真空灌封端；

(1-4)灌封完畢后，將2個(gè)電阻采樣導(dǎo)線和2個(gè)電容電極導(dǎo)線引出并連接工作電路；

(1-5)在灌封腔體外周面上壓接絕緣筒。

本發(fā)明將高壓金屬化薄膜電容繞制在絕緣空腔管上，再將高壓采樣電阻放置在電容軸心的空腔內(nèi)，使高壓電阻分壓采樣和電容分壓取電功能集為一體，很好的解決了傳統(tǒng)高壓電阻分壓采樣中的缺點(diǎn)，具有如下幾點(diǎn)優(yōu)勢：

1、高壓采樣元件灌封體積大幅縮?。?/p>

2、高壓金屬化薄膜電容單體如圖4所示，金屬化薄膜是由多條鍍有金屬的薄膜繞制而成，可以等效成為多個(gè)電容的串聯(lián)，多個(gè)金屬化薄膜電容單體串聯(lián)相接可以等效為多個(gè)電容的串聯(lián)，整個(gè)電阻分壓電壓采樣元件可以等效為圖5所示的由多個(gè)電容分壓網(wǎng)絡(luò)包圍在電阻采樣周圍，形成了與電阻分壓網(wǎng)絡(luò)相同的均勻電場效果，同時(shí)由于電容沒有有功損耗，降低了采樣能耗。

作為優(yōu)選，所述絕緣筒上設(shè)有若干個(gè)沿絕緣筒延伸方向依次排列的絕緣硅傘裙，絕緣硅傘裙的橫截面的寬度由下至上依次變小。

作為優(yōu)選，高壓分壓電阻為一體式高壓采樣電阻或若干個(gè)高壓采樣電阻串并聯(lián)組成。

作為優(yōu)選，2個(gè)金屬屏蔽電極面向高壓分壓電阻的端部均設(shè)有凹槽，高壓分壓電阻兩端伸入2個(gè)凹槽中，2個(gè)凹槽底部分別設(shè)有用于穿過2個(gè)電阻采樣導(dǎo)線的通孔。

作為優(yōu)選，高壓金屬化薄膜電容由若干個(gè)單體電容串聯(lián)構(gòu)成，每個(gè)單體電容均由鍍有若干條金屬膜的薄膜繞制而成。

作為優(yōu)選，2個(gè)工作電路腔體均呈圓形，2個(gè)工作電路腔體中部均向內(nèi)側(cè)凹陷。

因此，本發(fā)明具有如下有益效果：大幅縮減了高壓采樣的結(jié)構(gòu)尺寸，高壓金屬化薄膜電容繞制在采樣電阻外，起到屏蔽采樣電阻電場的作用，電容均勻梯度下降也起到了均勻采樣電阻周圍電場的作用，提高了檢測靈敏度；降低了成本和能耗。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的一種電阻分壓電壓采樣原理框圖；

圖2是現(xiàn)有技術(shù)的一種高壓采樣器件灌封結(jié)構(gòu)圖；

圖3是現(xiàn)有技術(shù)的一種電阻分壓網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)均勻電場的示意圖；

圖4是本發(fā)明的單體電容一種成型結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明的一種電阻分壓采樣等效圖；

圖6是本發(fā)明的一種剖視圖；

圖7至圖9是本發(fā)明的一種制作流程示意圖。

圖中：高壓分壓電阻1、絕緣玻纖套管2、高壓金屬化薄膜電容3、金屬屏蔽電極4、灌封腔體5、工作電路腔體6、薄膜7、絕緣硅傘裙8、絕緣筒9、電阻采樣導(dǎo)線10、電容電極導(dǎo)線11、金屬膜12、等效電容分布網(wǎng)絡(luò)13、電子陶瓷管14。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。

如圖6所示的實(shí)施例是一種高壓電壓采樣裝置的制作方法，包括兩端開口的灌封腔體5，分別設(shè)于灌封腔體兩端的2個(gè)工作電路腔體6，伸入灌封腔體和2個(gè)工作電路腔體所圍成空間內(nèi)的絕緣玻纖套管2，設(shè)于絕緣玻纖套管中的高壓分壓電阻1，套設(shè)于絕緣玻纖套管上的高壓金屬化薄膜電容3，設(shè)于絕緣玻纖套管兩端并分別與高壓分壓電阻兩端連接的2個(gè)金屬屏蔽電極4，設(shè)于灌封腔體外周面上的絕緣筒9，與高壓分壓電阻兩端分別電連接的2個(gè)電阻采樣導(dǎo)線10，與高壓金屬化薄膜電容兩端分別電連接的2個(gè)電容電極導(dǎo)線11，2個(gè)金屬屏蔽電極分別與2個(gè)工作電路腔體密封連接，灌封腔體和高壓金屬化薄膜電容之間設(shè)有經(jīng)過抽真空的空腔；

包括如下步驟：

(1-1)將高壓金屬化薄膜電容繞制在絕緣玻纖套管上，如圖7所示，高金屬化薄膜電容可由4個(gè)單體電容串聯(lián)組成；

(1-2)利用2個(gè)金屬屏蔽電極將高壓電壓采樣電阻兩端固定安裝在絕緣玻纖套管軸心的空腔內(nèi)，高壓分壓電阻兩端分別與2個(gè)電阻采樣導(dǎo)線電連接，將2個(gè)電容電極導(dǎo)線分別與高壓金屬化薄膜電容兩端連接，得到一體式電阻電容組合件；

高壓金屬化薄膜電容單體如圖4所示，金屬化薄膜是由多條鍍有金屬的薄膜繞制而成，可以等效成為多個(gè)電容的串聯(lián)，多個(gè)金屬化薄膜電容單體串聯(lián)相接可以等效為多個(gè)電容的串聯(lián)，整個(gè)電阻分壓電壓采樣元件可以等效為圖5所示的等效電容分布網(wǎng)絡(luò)13，由多個(gè)電容分壓網(wǎng)絡(luò)包圍在電阻采樣周圍，形成了與電阻分壓網(wǎng)絡(luò)相同的均勻電場效果，同時(shí)由于電容沒有有功損耗，降低了采樣能耗。

將一體式高壓采樣電阻或由多個(gè)高壓采樣電阻串并聯(lián)組成的電阻組件高壓電壓采樣電阻，通過金屬屏蔽電極固定安裝在高金屬化薄膜電容軸心的空腔內(nèi)，如圖8所示，兩端分別接高壓電壓回路的兩極并固定，將2個(gè)電容電極導(dǎo)線和2個(gè)電阻采樣導(dǎo)線引出至2個(gè)金屬屏蔽電極外；

(1-3)將一體式電阻電容組合件安裝到灌封腔體內(nèi)，將2個(gè)工作電路腔體安裝到灌封腔體上，如圖9所示，灌封腔體的一端為固定安裝尺寸，另一端為真空灌封端；

(1-4)灌封完畢后，將2個(gè)電容電極導(dǎo)線和2個(gè)電阻采樣導(dǎo)線引出并連接工作電路，高壓電壓采樣裝置兩端的2個(gè)電容電極導(dǎo)線和2個(gè)電容電極導(dǎo)線均連接工作電路，工作電路與待測量的高壓線連接，從而進(jìn)行高壓電壓采樣。

或者，將高壓電壓采樣裝置一端的1個(gè)電容電極導(dǎo)線和2個(gè)電容電極導(dǎo)線連接工作電路，將高壓電壓采樣裝置另一端的1個(gè)電容電極導(dǎo)線和2個(gè)電容電極導(dǎo)線連接高壓線，從而進(jìn)行高壓電壓采樣。

(1-5)在灌封腔體外周面上壓接絕緣筒。

絕緣筒上設(shè)有7個(gè)沿絕緣筒延伸方向依次排列的絕緣硅傘裙8，絕緣硅傘裙的橫截面的寬度由下至上依次變小，得到的高壓電壓采樣裝置如圖6所示。設(shè)置各個(gè)絕緣硅傘裙的目的是為了增加爬電間距。

高壓分壓電阻為一體式高壓采樣電阻或多個(gè)高壓采樣電阻串并聯(lián)組成。

2個(gè)金屬屏蔽電極面向高壓分壓電阻的端部均設(shè)有凹槽，高壓分壓電阻兩端伸入2個(gè)凹槽中，2個(gè)凹槽底部分別設(shè)有用于穿過2個(gè)電阻采樣導(dǎo)線的通孔。

高壓金屬化薄膜電容由4個(gè)單體電容串聯(lián)構(gòu)成，每個(gè)單體電容均由如圖4所示的鍍有6條金屬膜12的薄膜7繞制而成。2個(gè)工作電路腔體均呈圓形，2個(gè)工作電路腔體中部均向內(nèi)側(cè)凹陷。圖3中，包括電子陶瓷管14。

應(yīng)理解，本實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。