專利名稱：基于鏈式電容器阻容分壓的電子式互感器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種電子式互感器，特別涉及一種基于鏈式電容器阻容分壓的電子式互感器。
背景技術：
隨著國家對電網的智能化、數(shù)值化、自動化的發(fā)展，電子式電壓互感器成為國內外研究的重點。在中壓電子式電壓互感器領域主要是電阻分壓和電容分壓兩種，電阻分壓式電壓傳感器的準確度取決于電阻的準確度，或更準確地說，取決于分壓比的準確度，其轉換誤差主要源自電阻溫度系數(shù)、電阻電壓系數(shù)、電阻器因電壓、溫度引起的漂移、雜散電容及相鄰相線之間的串擾影響，所以使用起來有很大的限制性。電容分壓式電子式互感器的傳感原理基于電容分壓的原理，一般采用高壓電容和低壓電容串接的結構，被測高壓直接加在高壓臂的電容上，在低壓臂的電容上分出與一次側高壓成正比的小電壓信號，這種類型 的電子式電壓互感器的缺陷是誤差完全取決于高壓臂電容和低壓臂電容的精度，但是高精度的電容器結構復雜，體大質重，造價比較高；電容器低壓側電容直接與高壓側的電容直接串聯(lián)耦合，中間沒有任何電氣隔離，易受溫度的影響，穩(wěn)定性、可靠性不高，存在著較大的安全隱患。多年的實際應用表明此類電容的互感器還存在ー個重大缺陷，故障狀態(tài)下的暫態(tài)響應過程問題。在高壓側出現(xiàn)短路或斷路故障時，儲存在電容中的能量沒有一個合適的通路供其快速釋放，也就是通常所指的“電荷俘獲現(xiàn)象”。鑒于電容式分壓器存在著系統(tǒng)短路后，分壓電容的等效接地電容上積聚的電荷在重合閘時不能完全釋放，在系統(tǒng)工作電壓上疊加ー個誤差分量，影響到測量結果的正確性以及繼電保護裝置的正確動作，且長期工作時等效接地電容也會因溫度等因素的影響而變得不夠穩(wěn)定。
發(fā)明內容本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術中造價高，易受環(huán)境影響，穩(wěn)定性、可靠性低，存在較大誤差，以及“電荷俘獲現(xiàn)象”等不足，而提供一種結構簡單，可靠性高的新型卷繞電容器鏈式串接的電子式電壓互感器，在電カ系統(tǒng)中廣泛應用于數(shù)字化變電站中電壓測量以及繼電保護。本實用新型采用的技術方案是一種基于鏈式電容器阻容分壓的電子式互感器，包括輸入高壓電極、電容器、電阻和信號處理模塊，其特征在于所述輸入高壓電極輸入連接電容器，電容器由多個電容依次串聯(lián)組成，電阻并聯(lián)于任ー電容，上述任一電容連接信號處理模塊。所述多個電容由內而外沿輸入高壓電極軸向方向卷繞，內層的第一電容的極板卷繞在圓筒狀輸入高壓電極上與輸入高壓電極相連，第一電容極板外圍卷繞絕緣介質，在第一電容極板外圍絕緣介質上卷繞上第二層電容的極板，第二電容極板外圍卷繞絕緣介質，多個電容按上述卷繞后由環(huán)氧樹脂封裝形成ー個鏈式電容器。[0007]所述信號處理模塊包括依次串接的電壓放大移相単元、電壓阻抗匹配電路和合并単元，電壓放大移相單元將電容器輸出的電壓信號放大移相至與電壓放大移相單元連接的電壓阻抗匹配単元，電壓阻抗匹配單元將與正比于一次側電壓的小電壓信號經合并單元輸出電壓信號。所述多只電容的極板徑向中心線處于同一水平面，多只電容的極板高度由內而外呈軸向依次遞減，每只電容的電容量大小相等。所述絕緣介質為復合聚酯薄膜。所述多個電容中最外層ー個電容極板作為地電位引出，外層的倒數(shù)第二個電容的極板經電阻并聯(lián)后連接信號處理單元輸出信號。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有以下優(yōu)點I)由于分壓器采用鏈式電容串聯(lián)結構的設計，絕緣介質采用性能·優(yōu)良的聚こ酰胺薄膜，穩(wěn)定性很好，充分保證了本產品大范圍溫度變化不會影響精度，可靠性高；可同時滿足電壓測量和保護的要求，測量準確度可達0. 2級，保護級可達3P級，滿足國際標準；2)電容采用卷繞結構，制作エ藝簡單，結構緊湊，體積小，重量輕，成本低，自身功耗較小，節(jié)電效果顯著，適應國家節(jié)能減排、環(huán)保的要求；同時采用環(huán)氧樹脂封裝，増加了設備的應對環(huán)境變化的能力；電容器無油化、無氣化的結構方案，設備的絕緣、結構強度高，無漏油、泄氣的安全隱患，可靠性高。3)在任ー電容并聯(lián)ー個電阻，使線路出現(xiàn)短路或斷路故障吋，存儲在分壓電容中的能量可以通過該電阻來快速釋放，從而實現(xiàn)了對輸電線路上的電壓變化快速響應跟蹤測量，徹底解決“電荷俘獲現(xiàn)象”，進ー步提高電壓互感器的精度和可靠性。本實用新型采用同軸卷繞的多個電容串接成電容器，由任ー電容器經信號處理模塊輸出電壓信號，具有結構簡單、體積小、制造成本低，采樣精度高、誤差小、響應時間短、可靠性高等優(yōu)點，適用于數(shù)字化變電站中電壓測量以及繼電保護。

圖I為本實用新型原理圖；圖2為本實用新型結構示意圖；圖3為圖2中A處局部放大圖。圖中輸入高壓電極1，電容器2，電容3，電阻4，電壓放大移相單元5，電壓阻抗匹配電路6，合并單元7。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進ー步說明。圖1-3所示，一種基于鏈式電容器阻容分壓的電子式互感器包括輸入高壓電極I、電容器2、電容3、電阻4、電壓放大移相單元5、電壓阻抗匹配電路6和合并單元7。輸入高壓電極I輸入連接電容器2，電容器2由多個電容3依次串聯(lián)組成，電阻4并聯(lián)于任一電容，上述任一電容連接信號處理模塊；多個電容3由內而外沿輸入高壓電極I軸向方向卷繞，內層的第一電容的極板卷繞在圓筒狀輸入高壓電極上與輸入高壓電極相連，第一電容極板外圍卷繞絕緣介質，在第一電容極板外圍絕緣介質上卷繞上第二層電容的極板，第二電容極板外圍卷繞絕緣介質，絕緣介質為復合聚酯薄膜，多個電容按上述卷繞后由環(huán)氧樹脂封裝形成ー個鏈式電容器2，多只電容3的極板徑向中心線處于同一水平面，多只電容的極板高度由內而外呈軸向依次遞減，每只電容的電容量大小相等，多個電容中最外層ー個電容極板作為地電位引出，外層的倒數(shù)第二個電容的極板經電阻并聯(lián)后連接信號處理單元輸出信號；信號處理模塊包括依次串接的電壓放大移相単元5、電壓阻抗匹配電路6和合并單元7， 電壓放大移相單元將電容器輸出的電壓信號放大移相至與電壓放大移相單元連接的電壓阻抗匹配単元，電壓阻抗匹配單元將與正比于一次側電壓的小電壓信號經合并単元輸出電壓信號。
權利要求1.一種基于鏈式電容器阻容分壓的電子式互感器，包括輸入高壓電極、電容器、電阻和信號處理模塊，其特征在于所述輸入高壓電極輸入連接電容器，電容器由多個電容依次串聯(lián)組成，電阻并聯(lián)于任一電容，上述任一電容連接信號處理模塊。
2.根據(jù)權利要求I所述的基于鏈式電容器阻容分壓的電子式互感器，其特征是所述多個電容由內而外沿輸入高壓電極軸向方向卷繞，內層的第一電容的極板卷繞在圓筒狀輸入高壓電極上與輸入高壓電極相連，第一電容極板外圍卷繞絕緣介質，在第一電容極板外圍絕緣介質上卷繞上第二層電容的極板，第二電容極板外圍卷繞絕緣介質，多個電容按上述卷繞由環(huán)氧樹脂封裝形成一個鏈式電容器。
3.根據(jù)權利要求I所述的基于鏈式電容器阻容分壓的電子式互感器，其特征是所述信號處理模塊包括依次串接的電壓放大移相単元、電壓阻抗匹配電路和合并單元，電壓放大移相單元將電容器輸出的電壓信號放大移相至與電壓放大移相單元連接的電壓阻抗匹配単元，電壓阻抗匹配單元將與正比于一次側電壓的小電壓信號經合并單元輸出電壓信號。
4.根據(jù)權利要求I或2所述的基于鏈式電容器阻容分壓的電子式互感器，其特征是所述多只電容的極板徑向中心線處于同一水平面，多只電容的極板高度由內而外呈軸向依次遞減，甸只電容的電容量大小相等。
5.根據(jù)權利要求2所述的基于鏈式電容器阻容分壓的電子式互感器，其特征是所述絕緣介質為復合聚酯薄膜。
6.根據(jù)權利要求I或2所述的基于鏈式電容器阻容分壓的電子式互感器，其特征是所述多個電容中最外層ー個電容極板作為地電位引出，外層的倒數(shù)第二個電容的極板經電阻并聯(lián)后連接信號處理單元輸出信號。
專利摘要本實用新型涉及一種基于鏈式電容器阻容分壓的電子式互感器，包括輸入高壓電極、電容器、電阻和信號處理模塊，所述輸入高壓電極輸入連接電容器，電容器由多個電容依次串聯(lián)組成，電阻并聯(lián)于任一電容，上述任一電容連接信號處理模塊。采用同軸卷繞的多個電容串接成電容器，由任一電容器經信號處理模塊輸出電壓信號，具有結構簡單、體積小、制造成本低，采樣精度高、誤差小、響應時間短、可靠性高等優(yōu)點，適用于數(shù)字化變電站中電壓測量以及繼電保護。
文檔編號H01F38/26GK202600016SQ20122024957
公開日2012年12月12日 申請日期2012年5月30日 優(yōu)先權日2012年5月30日
發(fā)明者楊峰, 姚海明, 蔡強, 胥衛(wèi), 周莉萍, 張輝 申請人:江蘇科興電器有限公司