[發明專利]一種電子式電壓互感器

有效

• 申請號: 201110452820.0
• 申請日: 2011-12-30
• 公開（公告）號: CN103187158A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 陳芳;陳永山;陳秀峰
• 申請（專利權）人: 陳永山;陳芳
• 主分類號: H01F38/24
• 分類號: H01F38/24;H01F27/36;G01R15/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于電工儀器及高電壓裝備領域，涉及一種用于電力系統6kV至35kV電壓等級電壓測量的電子式電壓互感器。

技術背景

現有的電壓互感器主要有電磁式電壓互感器和電容式電壓互感器。近年來國內外也出現了光學電壓互感器(OVT)、電阻或電容分壓的電子式電壓互感器等。

電磁式電壓互感器絕緣結構復雜、體積大質量中、造價高，易發生鐵磁諧振、磁飽和等現象。電容式電壓互感器由于帶有中間變壓器和補償電抗器、暫態響應差、易于發生鐵磁諧振。

光學電壓互感器基本原理是利用光學材料的Pockels效應、Kerr效應以及逆壓電效應等進行電壓測量。但光學材料受溫度、機械振動等因素影響較大，且造價較高。

現有的電阻或電容分壓的電子式電壓互感器通常難以保證組成高、低壓臂的電阻(或電容)溫度系數的一致性，其測量精度溫度影響嚴重，需要通過熱敏電阻、熱敏電容或電子元器件對二次輸出值進行補償。盡管CN200910143450公開了一種將高壓臂和低壓臂制作在同一陶瓷管上的一體式分壓電阻以改善高低壓臂溫度系數的一致性，但由于分壓電阻受澆注(填充)材料等的影響，其測量精度仍依賴于熱敏電阻、移相電容的補償和調整，其線性度不理想，且加工制造工藝復雜。

發明內容

提出了一種電子式電壓互感器，該互感器的特征在于：電壓分壓器高壓臂(2)、信號電極(6)以及電壓分壓器低壓臂(7)順次連接組成的電壓分壓器(15)固定于開口向下、底部向上的絕緣杯(3)的內腔且位于絕緣杯(3)的中軸線上，高壓導線(1)通過位于絕緣杯(3)底部的高壓出線孔(301)進入絕緣杯(3)內腔與電壓分壓器高壓臂(2)的高壓電極(201)相連，信號輸出導線(12)通過用于封閉絕緣杯(3)杯口的密封端蓋(13)上的信號輸出導線出線孔(1301)進入絕緣杯(3)內腔與信號電極(6)相連，接地導線(9)通過用于封閉絕緣杯(3)杯口的密封端蓋(13)上的接地導線出線孔(1302)進入絕緣杯(3)內腔與電壓分壓器低壓臂(7)的接地極(701)相連；位于絕緣杯(3)外的接地端屏蔽連接線(8)一端與附著在絕緣杯(3)外表面上的接地端屏蔽層(5)的接地端屏蔽層電極(501)相連，另一端與接地導線(9)相連；位于絕緣杯(3)外的信號輸出端屏蔽連接線(11)一端與信號輸出端屏蔽層(10)的信號輸出端屏蔽層電極(101)相連，另一端與信號輸出導線(12)相連；在絕緣杯(3)和封閉絕緣杯(3)杯口的密封端蓋(13)組成的屏蔽腔(14)外澆注外部帶裙邊的澆注體(4)并在澆注體(4)的頂部將高壓導線(1)引出到澆注體(4)外，在澆注體(4)的底部將信號輸出導線(12)和接地導線(9)引出到澆注體外，澆注體(4)的中軸線與屏蔽腔(14)的中軸線重合。

上述電壓分壓器高壓臂(2)為高壓電阻或高壓電容，電壓分壓器低壓臂(7)為與高壓臂同材質、同工藝的電阻或電容；

上述絕緣杯(3)的材料為玻璃、陶瓷或者高分子材料，絕緣杯(3)的形狀為圓形或正多邊形杯；

上述接地端屏蔽層(5)和信號輸出端屏蔽層(10)既可以是金屬導電層、也可以是導電膠或半導電材料制成的半導電層；

上述接地端屏蔽層(5)和信號輸出端屏蔽層(10)之間用絕緣區隔開，沒有任何將二者連接的導電體或半導電體；

上述接地端屏蔽層(5)和信號輸出端屏蔽層(10)通過涂膠、粘貼、噴涂、電鍍、印刷或者燒結的方式附著在絕緣杯(3)的外表面上；

上述密封端蓋(13)的材料為玻璃、陶瓷或者高分子材料；

上述信號輸出導線出線孔(1301)和接地導線出線孔(1302)在信號輸出導線(12)和接地導線(9)線徑較小的情況下可合并為一個出線孔；

上述屏蔽腔(14)內腔應抽真空或填充絕緣氣體(如氮氣、六氟化硫、干燥空氣)。

這種電子式電壓互感器將電壓分壓器(15)置于屏蔽腔(14)內，屏蔽腔(14)內抽真空或填充介電常數對溫度不敏感的絕緣氣體，即電壓分壓器(15)與屏蔽層之間的空間為介電常數對溫度不敏感的絕緣氣體或真空，避免了互感器的比差(比值誤差)和角差(相位誤差)受絕緣材料溫度系數的影響；同時，組成屏蔽腔(14)的絕緣杯(3)外表面附著有接地端屏蔽層(5)和信號輸出端屏蔽層(10)，大大減少了外界分布電容和雜散電容的影響。