本發(fā)明涉及電力測(cè)量領(lǐng)域，尤其涉及一種基于阻容并-串聯(lián)的寬頻帶分壓器。

背景技術(shù)：

一般而言，分壓器采用電磁耦合原理或電容串聯(lián)分壓原理，將高電壓按一定的比例轉(zhuǎn)換為小電壓，輸出給測(cè)量、計(jì)量或保護(hù)裝置。

近年來(lái)，隨著太陽(yáng)能、風(fēng)能等新能源發(fā)電并網(wǎng)，以及負(fù)載端用電方式的多樣化，使得電網(wǎng)中的直流以及諧波成分增大，嚴(yán)重影響了傳統(tǒng)電磁式和電容分壓式原理的分壓器的測(cè)量準(zhǔn)確性。

為了滿足實(shí)際測(cè)量要求，分壓器應(yīng)能準(zhǔn)確測(cè)量直流分量和0-3khz的諧波分量。但現(xiàn)有的電磁式分壓器以硅鋼片作為鐵芯，其頻率響應(yīng)限制在10-400hz；傳統(tǒng)的電容分壓器式分壓器由于電極內(nèi)存留剩余電荷會(huì)引入高壓暫態(tài)過(guò)程。因此，這兩種常見(jiàn)原理的分壓器不能滿足直流及諧波分量測(cè)量要求。

基于阻容并-串聯(lián)的分壓器原理的分壓器，理論上可以做到寬頻率響應(yīng)，但在制造過(guò)程中，由于工藝條件和元件參數(shù)的離散性，完成裝配以后會(huì)出現(xiàn)與設(shè)計(jì)值之間的偏差，這一偏差無(wú)法修正，導(dǎo)致了頻率響應(yīng)范圍仍不能達(dá)到理想的設(shè)計(jì)效果的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種基于阻容并-串聯(lián)的寬頻帶分壓器，解決了由于工藝條件和元件參數(shù)的離散性，完成裝配以后會(huì)出現(xiàn)與設(shè)計(jì)值之間的偏差，這一偏差無(wú)法修正，導(dǎo)致了頻率響應(yīng)范圍仍不能達(dá)到理想的設(shè)計(jì)效果的技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明提供了一種基于阻容并-串聯(lián)的寬頻帶分壓器，包括高壓臂和低壓臂；

所述高壓臂與所述低壓臂電氣連接；

所述低壓臂包括一個(gè)第二分壓?jiǎn)卧?，所述第二分壓?jiǎn)卧烧{(diào)電容和第二電阻，所述可調(diào)電容和所述第二電阻并聯(lián)連接；

其中，所述可調(diào)電容用于調(diào)整其電容值，使得其電容值和第二電阻阻值的乘積與所述高壓臂的電阻阻值和電容值的乘積相等。

優(yōu)選地，所述可調(diào)電容包括第二上金屬極板、第二下金屬極板和距離調(diào)整機(jī)構(gòu)；

所述第二上金屬極板和所述第二下金屬極板平行且相隔預(yù)置距離設(shè)置；

所述距離調(diào)整機(jī)構(gòu)用于調(diào)整所述預(yù)置距離。

優(yōu)選地，所述距離調(diào)整機(jī)構(gòu)包括：絕緣螺釘和絕緣手輪；

所述第二上金屬極板和所述第二下金屬極板為圓形極板；

所述絕緣螺釘豎直貫穿于所述第二上金屬極板、所述第二下金屬極板和所述絕緣手輪；

所述絕緣手輪設(shè)置有第一通孔，所述絕緣手輪通過(guò)所述第一通孔與所述絕緣螺釘螺紋連接；

所述絕緣螺釘和第二上金屬板。

優(yōu)選地，所述第二電阻的兩端分別與所述第二上金屬極板和所述第二下金屬極板電連接。

優(yōu)選地，所述高壓臂包括至少兩個(gè)第一金屬極板，相鄰兩兩所述第一金屬極板通過(guò)絕緣支撐柱間隔第二預(yù)置距離，且相鄰兩兩所述第一金屬極板并聯(lián)有第一電阻。

優(yōu)選地，所述第一金屬極板的外沿固定設(shè)置有均壓環(huán)。

優(yōu)選地，本發(fā)明提供的一種基于阻容并-串聯(lián)的寬頻帶分壓器還包括絕緣高壓腔和絕緣低壓腔；

所述絕緣高壓腔與所述絕緣低壓腔通過(guò)所述絕緣支撐柱固定連接；

所述高壓臂設(shè)置于所述絕緣高壓腔內(nèi)；

所述低壓臂設(shè)置于所述絕緣低壓腔內(nèi)；

所述絕緣高壓腔的底部設(shè)置有密封插座，所述高壓臂引出導(dǎo)線通過(guò)所述密封插座與所述低壓臂電氣連接。

優(yōu)選地，所述高壓腔和所述低壓腔內(nèi)充滿絕緣氣體。

優(yōu)選地，本發(fā)明提供的一種基于阻容并-串聯(lián)的寬頻帶分壓器還包括絕緣傘套，所述絕緣高壓腔和所述絕緣低壓腔設(shè)置于所述絕緣傘套內(nèi)。

優(yōu)選地，本發(fā)明提供的一種基于阻容并-串聯(lián)的寬頻帶分壓器還包括底座，所述底座與所述絕緣套筒的底部固定連接；

所述絕緣螺釘通過(guò)氣封裝置豎直貫穿所述底座的頂部后，在所述底座的內(nèi)部通過(guò)所述第一通孔與所述絕緣手輪螺紋連接。

從以上技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明提供了一種基于阻容并-串聯(lián)的寬頻帶分壓器，包括高壓臂和低壓臂；所述高壓臂與所述低壓臂電氣連接；所述低壓臂包括一個(gè)第二分壓?jiǎn)卧?，所述第二分壓?jiǎn)卧烧{(diào)電容和第二電阻，所述可調(diào)電容和所述第二電阻并聯(lián)連接；其中，所述可調(diào)電容用于調(diào)整其電容值，使得其電容值和第二電阻阻值的乘積與所述高壓臂的電阻阻值和電容值的乘積相等。

本發(fā)明通過(guò)調(diào)整低壓臂的可調(diào)電容或者更換低壓臂的第二電阻，使得高壓臂和低壓臂的電容電阻的關(guān)系，滿足高壓臂的電阻阻值和電容值的乘積與可調(diào)電容和第二電阻的乘積相等，即可在裝配完成后使得分壓器做到寬頻率相應(yīng)，修正了偏差，解決了由于工藝條件和元件參數(shù)的離散性，完成裝配以后會(huì)出現(xiàn)與設(shè)計(jì)值之間的偏差，這一偏差無(wú)法修正，導(dǎo)致了頻率響應(yīng)范圍仍不能達(dá)到理想的設(shè)計(jì)效果的技術(shù)問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于阻容并-串聯(lián)的寬頻帶分壓器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為阻容并-串聯(lián)分壓器原理圖；

圖3為圖1中第一分壓?jiǎn)卧闹饕晥D；

圖4為圖1中第一分壓?jiǎn)卧难鲆晥D；

圖5為圖1中第一分壓?jiǎn)卧牡刃щ娐穲D；

圖6為圖1中第二分壓?jiǎn)卧慕Y(jié)構(gòu)示意圖；

其中，圖中標(biāo)記如下所示：

1、高壓臂；2、低壓臂；3、第二上金屬極板；4、第二下金屬極板；5、絕緣螺釘；6、絕緣手輪；7、第一金屬極板；8、絕緣支撐柱；9、第一電阻；10、均壓環(huán)；11、絕緣傘套；12、底座；r1、高壓臂的電阻阻值；c1、高壓臂的電容值；c2、可調(diào)電容；r2、第二電阻。

具體實(shí)施方式

請(qǐng)參閱圖1至圖6，本發(fā)明提供了一種基于阻容并-串聯(lián)的寬頻帶分壓器的一個(gè)實(shí)施例。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于阻容并-串聯(lián)的寬頻帶分壓器，包括高壓臂1和低壓臂2；

高壓臂1與所述低壓臂2電氣連接；

低壓臂2包括一個(gè)第二分壓?jiǎn)卧?，第二分壓?jiǎn)卧烧{(diào)電容c2和第二電阻r2，可調(diào)電容c2和第二電阻r2并聯(lián)連接；

其中，可調(diào)電容c2用于調(diào)整其電容值，使得其電容值和第二電阻r2阻值的乘積與高壓臂1的電阻阻值r1和電容值c1的乘積相等。

本發(fā)明實(shí)施例提供的基于阻容并-串聯(lián)的寬頻帶分壓器是基于阻容并-串聯(lián)分壓器的原理，由式(1)可得分壓比k：

式(1)中：k為分壓比；u1、u2分別一次電壓和二次電壓；r1、c1和r2、c2分別為高、低壓臂的總電阻和并聯(lián)總電容；ω為電壓源的頻率。

由式(1)可以看出：分壓器的變比k，不僅取決于電阻值、電容值(r1、r2、c1、c2)，而且也是頻率ω的函數(shù)，也就是說(shuō)，它對(duì)頻率是非線性的，是個(gè)復(fù)變量。這不符合線性傳感要求，為了獲得固定的變比，在設(shè)計(jì)中控制阻、容參數(shù)的配置，使?jié)M足式(2)條件：

r1c1＝r2c2(2)

將式(2)代入式(1)，變比關(guān)系簡(jiǎn)化為式(3)：

式(3)表明，分壓器為純阻性，分壓比k僅取決于r1、r2配置，與頻率不再相關(guān)，是理想的基于阻容并-串聯(lián)的寬頻帶分壓器。這便是本發(fā)明確保電壓互感器具有寬頻響應(yīng)特性的理論依據(jù)。

式(2)是式(3)成立的條件，也是確保分壓器寬頻特性的關(guān)鍵技術(shù)條件，但由于在實(shí)際操作中，元件參數(shù)以及裝配工藝的差異性不可避免，會(huì)導(dǎo)致實(shí)際值與理論計(jì)算值不會(huì)嚴(yán)格相符，即式(2)不能成立。本發(fā)明解決的辦法如下：

由式(2)可求得：

c2＝(r1/r2)c1(4)

式(4)表明，只要微調(diào)c2或者更換r2，就可使式(4)成立、式(2)式(3)也自動(dòng)恢復(fù)成立。

本發(fā)明實(shí)施例將c2設(shè)計(jì)成一種可微調(diào)結(jié)構(gòu)，或者將r2設(shè)計(jì)為可方便更換的結(jié)構(gòu)，以確保分壓器在完成裝配后參數(shù)仍能得到修正，以保持寬頻帶響應(yīng)特性。

進(jìn)一步地，所述可調(diào)電容c2包括第二上金屬極板3、第二下金屬極板4和距離調(diào)整機(jī)構(gòu)；

第二上金屬極板3和第二下金屬極板4平行且相隔預(yù)置距離設(shè)置；

距離調(diào)整機(jī)構(gòu)用于調(diào)整預(yù)置距離。

本發(fā)明實(shí)施例中，為了能夠?qū)2的電容值可調(diào)，則在由第二上金屬極板3和第二下金屬極板4構(gòu)成的結(jié)構(gòu)中設(shè)置一個(gè)距離調(diào)整機(jī)構(gòu)，通過(guò)距離調(diào)整機(jī)構(gòu)調(diào)整第二上金屬極板3和第二下金屬極板4之間的距離來(lái)調(diào)整c2的電容值。

進(jìn)一步地，距離調(diào)整機(jī)構(gòu)包括：絕緣螺釘5和絕緣手輪6；

第二上金屬極板3和第二下金屬極板4為圓形極板；

絕緣螺釘5豎直貫穿于第二上金屬極板3、第二下金屬極板4和絕緣手輪6；

絕緣手輪6設(shè)置有第一通孔，絕緣手輪6通過(guò)第一通孔與絕緣螺釘5螺紋連接；

第二下金屬極板4設(shè)置有第二通孔，第二下金屬極板4通過(guò)第二通孔與絕緣螺釘5螺紋連接；

絕緣螺釘5和第二上金屬極板3通過(guò)螺紋連接固定。

本發(fā)明實(shí)施例中，通過(guò)絕緣手輪6的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)絕緣螺釘5相對(duì)于絕緣手輪6反向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)，第二下金屬極板4與絕緣手輪6同向轉(zhuǎn)動(dòng)，第二下金屬極板4在絕緣螺釘5上下移動(dòng)，從而調(diào)整第二上金屬極板3和第二下金屬極板4之間的距離，改變可調(diào)電容c2的電容值，達(dá)到修正與設(shè)計(jì)值之間的偏差的目的。

進(jìn)一步地，第二電阻r2的兩端分別與第二上金屬極板3和第二下金屬極板4電連接。

在本發(fā)明實(shí)施例中，第二電阻r2一般不進(jìn)行更換，若裝配后與設(shè)計(jì)值之間的偏差較大，可以將第二電阻r2進(jìn)行更換以滿足式(2)。

進(jìn)一步地，高壓臂1包括至少兩個(gè)第一金屬極板7，相鄰兩兩第一金屬極板7通過(guò)絕緣支撐柱8間隔第二預(yù)置距離，且相鄰兩兩第一金屬極板7并聯(lián)有第一電阻9。

本發(fā)明實(shí)施例中的第一金屬極板7為厚度2mm的金屬圓板，相鄰兩兩的第一金屬極板7并聯(lián)有第一電阻，在垂直方向上將分壓器的高壓臂1分成若干段，每段都是一個(gè)分壓?jiǎn)卧?。分壓?jiǎn)卧诖怪狈较蛏习凑盏乳g隔布置，接入高電壓u1后，分壓器內(nèi)部會(huì)形成均勻的電勢(shì)梯度降落，有利于防止局部電壓過(guò)高產(chǎn)生放電現(xiàn)象。同時(shí)，由金屬極板構(gòu)成的并聯(lián)電容，比成品電容器擁有更好的溫度穩(wěn)定性和時(shí)間穩(wěn)定性，克服市場(chǎng)上出售的電容元件溫漂和時(shí)漂對(duì)準(zhǔn)確度的影響。

進(jìn)一步地，所述第一金屬極板的外沿固定設(shè)置有均壓環(huán)10。

每一塊第一金屬極板7的外沿部位都固定安裝有均壓環(huán)10，均壓環(huán)10起到均勻、分散電場(chǎng)的作用，防止金屬結(jié)構(gòu)件的邊沿、尖角在高壓條件下閃絡(luò)放電。

進(jìn)一步地，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于阻容并-串聯(lián)的寬頻帶分壓器還包括絕緣高壓腔和絕緣低壓腔；

絕緣高壓腔與絕緣低壓腔通過(guò)絕緣支撐柱固定連接；

高壓臂1設(shè)置于絕緣高壓腔內(nèi)；

低壓臂2設(shè)置于絕緣低壓腔內(nèi)；

絕緣高壓腔的底部設(shè)置有密封插座，高壓臂1引出導(dǎo)線通過(guò)密封插座與低壓臂2電氣連接。

需要說(shuō)明的是，絕緣高壓腔與絕緣低壓腔均為單獨(dú)密封的腔體，高壓臂1和低壓臂2為了實(shí)現(xiàn)電氣連接，需要在絕緣高壓腔的底部設(shè)置密封插座，利用密封插座將高壓臂1引出的導(dǎo)線連接到低壓臂2上。

進(jìn)一步地，絕緣高壓腔和絕緣低壓腔內(nèi)充滿絕緣氣體。

在本發(fā)明實(shí)施例中，絕緣氣體為六氟化硫氣體，但在實(shí)際的應(yīng)用之中，根據(jù)不同的電壓需求，可以選擇其他不同的絕緣氣體，在此不做贅述。

進(jìn)一步地，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于阻容并-串聯(lián)的寬頻帶分壓器還包括絕緣傘套11，絕緣高壓腔和絕緣低壓腔設(shè)置于絕緣傘套11內(nèi)。

進(jìn)一步地，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于阻容并-串聯(lián)的寬頻帶分壓器還包括底座12，所述底座12與絕緣傘套11的底部固定連接；

絕緣螺釘5通過(guò)氣封裝置豎直貫穿底座12的頂部，在底座12的內(nèi)部通過(guò)第一通孔與絕緣手輪6螺紋連接。

在本實(shí)施例中，實(shí)際在底座12內(nèi)操作絕緣手輪6，由于低壓腔需要保持密封，絕緣螺釘5通過(guò)氣封裝置貫穿底座12的頂部，人工操作時(shí)，在底座12內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)絕緣手輪6，帶動(dòng)絕緣螺釘5轉(zhuǎn)動(dòng)，在低壓腔內(nèi)的第二下金屬極板4因?yàn)榻^緣螺釘5的轉(zhuǎn)動(dòng)而反向轉(zhuǎn)動(dòng)，使得第二下金屬極板4在絕緣螺釘5存留在低壓腔的部分上下移動(dòng)，改變第二上金屬極板3和第二下金屬極板4之間的距離，從而改變可調(diào)電容c2。

所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡(jiǎn)潔，上述描述的系統(tǒng)，裝置和單元的具體工作過(guò)程，可以參考前述方法實(shí)施例中的對(duì)應(yīng)過(guò)程，在此不再贅述。

以上所述，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。