[發(fā)明專(zhuān)利]一種平板電極式標(biāo)準(zhǔn)電容器及外部均壓方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610499288.0
• 申請(qǐng)日: 2016-06-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107544000A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李文婷;鄭炎;劉少波;龍兆芝;雷民;魯非;肖凱
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)電力科學(xué)研究院;國(guó)家電網(wǎng)公司;國(guó)網(wǎng)湖北省電力公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01R31/12
• 分類(lèi)號(hào): G01R31/12;H01G4/002;H01G4/005
• 代理公司: 北京工信聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11266
• 代理人: 方艷輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)領(lǐng)域，并且更具體地，涉及一種平板電極式標(biāo)準(zhǔn)電容器及外部均壓方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)如今，隨著特高壓輸電技術(shù)的不斷發(fā)展以及輸電線路電壓等級(jí)的提高，沖擊電壓發(fā)生器和用于測(cè)量沖擊電壓發(fā)生器輸出電壓的分壓器的電壓等級(jí)也大大提高，以滿足設(shè)備的沖擊電壓耐受試驗(yàn)要求。省級(jí)電力科學(xué)研究院基本建立了3600kV的沖擊電壓試驗(yàn)測(cè)量系統(tǒng)，特高壓交流試驗(yàn)基地、特高壓直流試驗(yàn)基地和高海拔基地等更是建立了高達(dá)7500kV的沖擊電壓試驗(yàn)測(cè)量系統(tǒng)。但是目前沖擊電壓試驗(yàn)測(cè)量系統(tǒng)所用的分壓器由于受標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量系統(tǒng)的電壓限制，只能在1000kV以?xún)?nèi)進(jìn)行校準(zhǔn)獲取沖擊分壓器的1000kV電壓范圍內(nèi)的分壓比，這樣已被校準(zhǔn)的分壓器在1000kV以上電壓范圍內(nèi)的測(cè)量準(zhǔn)確度不能保證。

由于電阻分壓器良好的阻值穩(wěn)定性，較小的溫度系數(shù)等優(yōu)良特性，在1000kV內(nèi)目前沖擊電壓校準(zhǔn)試驗(yàn)所采用的標(biāo)準(zhǔn)分壓器多采用電阻分壓器，但在1000kV電壓以上電阻分壓器在高壓下會(huì)存在嚴(yán)重的發(fā)熱效應(yīng)，因此1000kV以上電壓范圍無(wú)法采用電阻分壓器作為標(biāo)準(zhǔn)分壓器，需要尋找一種熱效應(yīng)小、線性度好的分壓器作為1000kV以上電壓范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)分壓器，用于擴(kuò)展沖擊電壓測(cè)量系統(tǒng)校準(zhǔn)電壓范圍。考慮到標(biāo)準(zhǔn)電容器良好的電壓線性度、穩(wěn)定的電容量特性，設(shè)計(jì)了一種基于標(biāo)準(zhǔn)電容器的分壓器，既可測(cè)量工頻電壓也可測(cè)量沖擊電壓，非常適合于進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)高壓校準(zhǔn)試驗(yàn)，一套設(shè)備兩種用途，大大減少了運(yùn)輸負(fù)擔(dān)。

平板電極結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)電容分壓器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，高低壓臂電容采用相同的極板材料，放置于相同的氣體介質(zhì)環(huán)境中，具有相同的溫度特性及介質(zhì)損耗特性，但是在高低壓電極間隙處對(duì)應(yīng)絕緣外筒高度處的電壓降落十分劇烈，電場(chǎng)強(qiáng)度明顯高于套管表面閃絡(luò)場(chǎng)強(qiáng)，因此需要對(duì)該電容分壓器采取有效的均壓方式，保證分壓器的整體絕緣性能。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種平板電極式標(biāo)準(zhǔn)電容器及外部均壓方法。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種平板式標(biāo)準(zhǔn)電容器，包括：絕緣套管外筒、上電極、下電極以及空心圓筒形均壓電極單元。優(yōu)選地，該空心圓筒形均壓電極單元被同軸地安裝在上電極和下電極的周?chē)摽招膱A筒形均壓電極單元的筒內(nèi)縱向空間內(nèi)包括由上至下且由里至外同軸安裝的多層均壓電極板，且最外層的均壓電極板為1塊，所述最外層的均壓電極板用絕緣支柱固定于絕緣套管外筒的內(nèi)表面上下兩平板電極的間隙位置所對(duì)應(yīng)的縱向高度的玻璃鋼材料上，其中內(nèi)部的每層均壓電極板以上電極和下電極之間氣體間隙中心線為軸對(duì)稱(chēng)分布為上半部分和下半部分，各層均壓電極板之間均通過(guò)絕緣螺桿與絕緣材料連接后再連接相鄰一層均壓電極板。

優(yōu)選地，所述上電極與下電極為正對(duì)式平板電極，并且所述標(biāo)準(zhǔn)電容器的內(nèi)部充滿SF6氣體，所述SF6氣體的壓強(qiáng)為大氣壓強(qiáng)的至少兩倍。

優(yōu)選地，所述上電極為高壓電極，下電極包括懸浮電極及接地電極，其中，高壓電極與懸浮電極間的電容量作為標(biāo)準(zhǔn)電容器的高壓臂電容，懸浮電極與接地電極間的電容量作為標(biāo)準(zhǔn)電容器的低壓臂電容。

優(yōu)選地，所述高壓電極為圓形結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述懸浮電極為與高壓電極正對(duì)的圓形電極，并由環(huán)氧支柱支撐。

優(yōu)選地，所述接地電極為與懸浮電極同圓心的圓環(huán)電極。

優(yōu)選地，所述高壓電極、懸浮電極和接地電極的材質(zhì)為不銹鋼。

優(yōu)選地，通過(guò)仿真軟件來(lái)計(jì)算所述均壓電極板的層數(shù)。

優(yōu)選地，每層均壓電極板的厚度為2mm，并且用厚度為2mm的絕緣材料來(lái)填充兩層均壓電極板之間的空隙。

優(yōu)選地，對(duì)所述均壓電極板及絕緣材料的邊緣部分進(jìn)行導(dǎo)角及打磨處理。

優(yōu)選地，所述均壓電極板的材質(zhì)為不銹鋼。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種平板電極式標(biāo)準(zhǔn)電容器的外部均壓方法，包括：

確定平板電極式標(biāo)準(zhǔn)電容器的筒內(nèi)縱向高度上各位置處的電壓分布；

計(jì)算空心圓筒形均壓電極單元的均壓電極板的層數(shù)和每層均壓電極板的尺寸；以及

在平板電極式標(biāo)準(zhǔn)電容器的絕緣套管外筒內(nèi)安裝空心圓筒形均壓電極單元。

優(yōu)選地，其中標(biāo)準(zhǔn)電容器中懸浮電極與信號(hào)采集單元相連，將所測(cè)低壓端信號(hào)傳輸至個(gè)人計(jì)算機(jī)PC端，進(jìn)行波形分析。

優(yōu)選地，通過(guò)仿真軟件來(lái)計(jì)算所述均壓電極板的層數(shù)。

優(yōu)選地，將空心圓筒形均壓電極單元同軸地安裝在上電極和下電極的周?chē)摽招膱A筒形均壓電極單元的筒內(nèi)縱向空間內(nèi)包括由上至下且由里至外同軸安裝的多層均壓電極板。