專利名稱：電壓傳感器及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高壓電器領(lǐng)域，是一種從高壓電源中獲取二次電壓源的傳感元件，也是高壓電器的支持絕緣子應(yīng)用。
本發(fā)明針對要求解決的技術(shù)問題，根據(jù)電容器在交流電路中有充、放電和分壓的功能，電容器兩端的電壓值和其電容量成反比的特性原理，其實(shí)施的技術(shù)方案是電壓傳感器，包含絕緣套，其特征在于所述的絕緣套內(nèi)套裝有絕緣柱筒，該柱筒兩端分別設(shè)有與高壓母線連接的高壓端和用以固定的接地端，高壓端與接地端之間設(shè)有相串聯(lián)的組合電容器C1、C2，該組合電容器C1、C2串聯(lián)后的兩端分別與高壓端、接地端相串聯(lián)，上述柱筒內(nèi)填充有起絕緣固定作用的填充層，同時(shí)在接地端側(cè)設(shè)有從組合電容器C1、C2串并聯(lián)處引出的二次電壓端。
所述的組合電容器C1、C2分別由多個(gè)電容串聯(lián)而成。
所述的高壓端和接地端設(shè)有分別連接高壓母線和用以固定的預(yù)制螺孔。
所述的填充層由絕緣填充料和環(huán)氧樹脂混合灌澆而成。
所述的電壓傳感器還可作為高壓電器的支持絕緣子應(yīng)用。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本電壓傳感器將組合電容器組放在高強(qiáng)度的絕緣柱筒內(nèi)，用環(huán)氧樹脂進(jìn)行絕緣填充，外套有絕緣套，不僅可作為10KV高壓電源的分壓轉(zhuǎn)變電壓等級的電源，同時(shí)又可作為高壓電器的支持絕緣子應(yīng)用，實(shí)踐證明能耐受額定工作電壓2.5倍的工頻電壓1分鐘的沖擊，不閃爍、不擊穿；能在環(huán)境溫度-15℃+40℃范圍內(nèi)輸出需要的可靠穩(wěn)定的電壓、電流；能承受800N(牛頓/S秒)的軸向、徑向的機(jī)械沖擊力且能經(jīng)受連續(xù)6000次的動(dòng)荷載試驗(yàn)；能在10KV電網(wǎng)中根據(jù)需要獲得220V及以下的二次電源，供給高壓電器開關(guān)、高壓計(jì)量箱、10KV配電自動(dòng)化系統(tǒng)的電器控制器的操作、計(jì)量、信號所需要的電壓、電流、電源等，其容量可達(dá)22VA，精確度達(dá)到0.2級水平，具有設(shè)計(jì)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)科學(xué)、體積小、功能多、制造成本低、取電可靠、絕緣性能好等優(yōu)點(diǎn)。
圖2為本發(fā)明應(yīng)用狀態(tài)電路原理圖。
如

圖1所示，電壓傳感器的絕緣套(1)以硅橡膠制作，其外形的傘裙結(jié)構(gòu)與常規(guī)技術(shù)相同，由環(huán)氧樹脂制的絕緣柱筒(3)套裝在絕緣套內(nèi)，絕緣柱筒內(nèi)孔的兩端部制成矩形螺紋，連接高壓電網(wǎng)的高壓端(2)和用以固定的接地端(5)由金屬制，以螺紋連接在絕緣柱筒的兩端部，并將接地端制成同心環(huán)，使其預(yù)留有灌澆用孔，高壓端上設(shè)有連接高壓母線的預(yù)制螺孔(6)，接地端上設(shè)有用以固定的預(yù)制螺孔(6)，例如與高壓電器開關(guān)、高壓計(jì)量箱等等支架柜連接。
高壓端與接地端之間設(shè)有相串聯(lián)的組合電容器C1、C2，組合電容器C1、C2分別由多個(gè)電容串聯(lián)而成，它們的另一端又分別與高壓端、接地端相串聯(lián)，并在組合電容器C1、C2的串聯(lián)處引出導(dǎo)線，該導(dǎo)線再在接地側(cè)引出成為二次電壓端(7)，接地端待組合電容器C1、C2安裝后再與絕緣柱筒連接，然后通過接地端的灌澆用孔進(jìn)行灌澆起絕緣固定作用的填充層(4)，將組合電容器C1、C2包容固定，并填滿接地端的灌澆用孔，填充層由絕緣填充料和環(huán)氧樹脂混合后進(jìn)行灌澆而成。
電壓傳感器的應(yīng)用由圖2的電路原理圖可知，U1表示輸入的10KV高電壓，組合電容器C1為高壓電容器，與高壓端串聯(lián)，組合電容器C2為取壓電容器，串聯(lián)后由接地端通過支架引線接地，在組合電容器C1、C2串聯(lián)處通過樁頭引線外配高精度的電抗器L組合使用，可以放置在任何合適的地點(diǎn)和位置，在電路中并聯(lián)過電壓保護(hù)器P和負(fù)載Rz，保護(hù)器P的保護(hù)動(dòng)作電壓為其額定工作電壓的1.7倍±5％，內(nèi)部采用氖管式閃光結(jié)構(gòu)，當(dāng)一次10KV電壓端因故突然上升時(shí)，該保護(hù)器會(huì)迅速自動(dòng)接地，以防瞬時(shí)高電壓直接影響到二次電壓回路造成損害，當(dāng)電壓回落到接近正常工作電壓時(shí)會(huì)自動(dòng)恢復(fù)，又進(jìn)入正常工作狀態(tài)。U2為輸出的二次電壓。
由于電容器在交流電路中有充、放電和分壓的功能，電容器兩端的電壓值又與其電容量成反比，變換C1和C2的電容量就能獲得不同數(shù)值的二次電壓值U2。根據(jù)電容和電感產(chǎn)生諧振能相互補(bǔ)償、互相影響的特性，當(dāng)電容、電感達(dá)到最佳諧振狀態(tài)時(shí)，就可以獲得幾乎和一次電壓相同的相角、相同比值的二次電壓源。當(dāng)C1+C2和L的電氣回路發(fā)生共振時(shí)，電壓比值K=U1U2=C1+C2C1,]]>該式為電容、電感回路發(fā)生諧振時(shí)的方程式，K為常數(shù)，即變壓比。
本發(fā)明電壓傳感器能廣泛使用在10KV配電網(wǎng)中，可作220V及以下電源的電壓傳感用，戶外、戶內(nèi)均可適用，又可作高壓開關(guān)的絕緣子應(yīng)用，具有電壓等級多，電源質(zhì)量好，精度可達(dá)0.2級以上，體積小，成本低，適用性廣，絕緣性能好等優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種電壓傳感器，包含絕緣套(1)，其特征在于所述的絕緣套內(nèi)套裝有絕緣柱筒(3)，該柱筒兩端分別設(shè)有與高壓母線連接的高壓端(2)和用以固定的接地端(5)，高壓端與接地端之間設(shè)有相串聯(lián)的組合電容器C1、C2，該組合電容器C1、C2串聯(lián)后的兩端分別與高壓端、接地端相串聯(lián)，上述柱筒內(nèi)填充有起絕緣固定作用的填充層(4)，同時(shí)在接地端側(cè)設(shè)有從組合電容器C1、C2串聯(lián)處引出的二次電壓端(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓傳感器，其特征在于所述的組合電容器C1、C2分別由多個(gè)電容串聯(lián)而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓傳感器，其特征在于所述的高壓端(2)和接地端(5)設(shè)有分別連接高壓母線和用以固定的預(yù)制螺孔(6)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓傳感器，其特征在于所述的填充層(4)由絕緣填充料和環(huán)氧樹脂混合灌澆而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓傳感器，其特征在于所述的電壓傳感器還可作為高壓電器的支持絕緣子應(yīng)用。
全文摘要
一種電壓傳感器及其應(yīng)用,在相套裝的絕緣套和絕緣柱筒內(nèi)設(shè)有相串聯(lián)的組合電容器C
文檔編號G01R15/06GK1349098SQ0113216
公開日2002年5月15日 申請日期2001年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月8日
發(fā)明者周友東, 王德才 申請人:周友東