[發明專利]一種新型高精度電容式電壓傳感器

在審

• 申請號: 201710186338.4
• 申請日: 2017-03-27
• 公開（公告）號: CN107024610A
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發明（設計）人: 周志順;戴芬;蔣亞明
• 申請（專利權）人: 揚州新概念電氣有限公司
• 主分類號: G01R15/16
• 分類號: G01R15/16;G01R15/06;G01R19/00
• 代理公司: 揚州市錦江專利事務所32106
• 代理人: 王曉青

技術領域

本發明涉及一種用于高壓開關設備電氣參數在線采集的新型高精度電容式電壓傳感器，屬于智能高壓開關數據采集系統技術領域。

背景技術

現有智能高壓開關設備在線采集電壓時，一般采用外置的電磁式電壓互感器來進行數據采集，外置的電磁式電壓互感器存在鐵芯飽和、電磁諧振等問題，且保險絲容易燒斷，特別是在雷電天氣下，損壞幾率更大，影響電壓測量可靠性。此外外置的電磁式電壓互感器體積大，重量大，消耗功率大，成本高，特別是在配網線路上，測量三相相電壓需要配置3只外置電壓互感器，用戶需要專門考慮安裝位置，且需要定期進行維護保養。

現有智能高壓開關設備在線采集電壓時，也有采用與高壓開關設備一體化設計的電容式電壓傳感器，也有正在試制的電阻式電壓傳感器。但現有電容式電壓傳感器中的高壓電容一般采用的材料是陶瓷、環氧樹脂或聚丙烯等材料，由于材料的溫度特性問題，電容式電壓傳感器測量精度不高，在+40°與+70°范圍內，達不到0.5級測量精度；而電阻式電壓傳感器雖然精度可以達到0.2級，但是電阻分壓電路極大地降低了高壓開關設備的絕緣性能，使得高壓開關設備的絕緣電阻由大于1000MΩ降低到50MΩ，特別是同一條線路上安裝多臺開關時，一次絕緣電阻太低，對系統的影響很大，不能為電力系統用戶所接受。

發明內容

本發明的目的是提供一種可以與高壓開關設備一體化設計的高精度電容式電壓傳感器，并且不會影響高壓開關的絕緣性能。

實現上述目的的技術方案是：一種新型高精度電容式電壓傳感器，其特征在于：包括高壓云母電容C1、低壓云母電容C2以及由精密電阻R1、精密電位器W1串接組成的分壓電路；

所述高壓云母電容C1、低壓云母電容C2的一端相互連接，低壓云母電容C2的另一端接地，并且高壓云母電容C1、低壓云母電容C2的另一端作為一次電壓輸入端；

所述分壓電路并聯在低壓云母電容C2的兩端，分壓電路的精密電位器W1的兩端作為二次電壓輸出端。

進一步地，所述分壓電路通過絕緣屏蔽雙絞線并聯在低壓云母電容C2的兩端，保證微弱小信號傳輸時不受外界條件干擾。

所述絕緣屏蔽雙絞線包括屏蔽層和設置在屏蔽層內的第一絞線和第二絞線，所述屏蔽層接地，精密電阻R1的一端通過第一絞線連接在高壓云母電容C1和低壓云母電容C2之間，精密電阻R1的另一端與精密電位器W1串接后通過第二絞線接地。

進一步地，所述高壓云母電容C1包括呈上下間隔布置的多個單體電容，多個單體電容之間通過環氧樹脂澆注為一體，所述單體電容包括多層疊放的高壓云母片，高壓云母片的正反面均設置有鍍銀層，每層高壓云母片的正面、最下層高壓云母片的反面均設置有一片銅箔層，并且每片銅箔層與相鄰上方、下方的高壓云母片相貼合，上下相鄰的兩片銅箔層在高壓云母片的兩端交替設置，位于高壓云母片左端的銅箔層之間電連接，位于高壓云母片右端的銅箔片之間電連接；

每個單體電容位于最下層高壓云母片反面的銅箔層均與相鄰下方的單體電容的最上層高壓云母片正面的銅箔層之間相互電連接；最上方單體電容的最上層高壓云母片正面的銅箔層電連接第一引出接觸片，第一引出接觸片向外伸出環氧樹脂作為第一輸入端，最下方單體電容的最下層高壓云母片反面的銅箔層電連接第二引出接觸片，第二引出接觸片向外伸出環氧樹脂作為第二輸入端。

進一步地，低壓云母電容C2的低壓云母材料與高壓云母電容C1的高壓云母材料的溫度特性相同，C2容量滿足分壓比（例如為30000~35000pF）要求，則工作溫度在-40°C~+70°C范圍內，其測量精度可以達到0.2級。

本發明的工作原理將在具體實施方式部分具體說明。

本發明的有益效果：

本發明提供了一種在線采集三相交流電壓信號的高精度電壓傳感器，其測量精度高，體積小，重量輕，無鐵磁諧振現象，二次電壓短路也不會引起發熱或絕緣擊穿現象，無任何安全隱患，與高壓開關設備一體化安裝，無需在現場進行安裝接線，降低了運行與維修成本。

本發明的高壓云母電容C1具有體積小、重量輕、耐高壓、工作可靠等優點。

附圖說明

圖1為本發明的原理圖；

圖2為高壓云母電容C1的結構示意圖；

圖3為本發明用于高壓開關電壓檢測的原理圖以及接線圖。

具體實施方式

如圖1所示，本發明包括高壓云母電容C1、低壓云母電容C2以及由精密電阻R1、精密電位器W1串接組成的分壓電路1。