[實用新型]一種具有雙冗余、小容差的NPO高壓陶瓷電容器

有效

• 申請號: 201820105960.8
• 申請日: 2018-01-23
• 公開（公告）號: CN207852480U
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發明（設計）人: 陳喆
• 申請（專利權）人: 北京智羅盤智能電氣有限公司
• 主分類號: H01G4/38
• 分類號: H01G4/38;G01R15/16
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 廖元秋

本實用新型提供一種具有雙冗余、小容差的NPO高壓陶瓷電容器，屬于高壓電容器技術領域。包括2個NPO圓形瓷片和2個金屬端電極，每個NPO圓形瓷片的上下表面均被有金屬電極層，2個NPO圓形瓷片進行串聯，且第一NPO圓形瓷片的上表面金屬電極層、第二NPO圓形瓷片的下表面金屬電極層上分別焊接1個金屬端電極，并分別作為高壓信號輸入電極和低壓信號輸出電極。本電容器解決了現有NPO高壓陶瓷電容器作為高精度電子式電壓互感器用高壓臂電容，由于批量制備的電容容值波動范圍較大而導致電子式電壓互感器調試過程繁瑣的技術難題，同時提高了電子式電壓互感器的運行可靠性，可應用于電子式電壓互感器、高壓計量量測等電力設備。

技術領域

本實用新型涉及一種具有雙冗余、小容差的NPO(Negative-Positive-Zero)高壓陶瓷電容器，屬于高壓電容器技術領域。

背景技術

隨著中低壓配電網向著智能化方面發展，傳統電壓互感器由于存在體積大、易鐵磁諧振、動態測量范圍小等缺陷，迫切需要升級改造，以電子式電壓互感器為代表的新型互感器得到快速發展。電子式電壓互感器主要有三類：電容式電壓互感器、電阻式電壓互感器、阻容式電壓互感器。其中，電容式電壓互感器由于絕緣電阻高、可靠性高、體積小、功耗小等優勢成為電子式電壓互感器發展的主流。高壓陶瓷電容器由于具有寬的工作溫度范圍、高可靠性、長壽命、體積小等優勢成為35kV以下電壓等級的電子式電壓互感器的首選電容器。

從原理上來講，電子式電壓互感器是通過高壓臂電容器和低壓臂電容器的容量比來實現電容分壓，高、低壓臂電容器的電容分別為C₁、C₂，電網高壓線路實際電壓為U₁，則電子式電壓互感器的輸出電壓U₂按照公式(1)計算：

對于電子式電壓互感器通常要求在一定的溫度范圍內保持穩定的測量精度，即高低壓臂電容的容量比保持不變，而對于實際的電容器其電容值是會隨環境溫度的變化而改變的，不同材料體系的電容器具有不同的電容溫度系數。設高壓臂電容器的溫度系數為τ₁，低壓臂電容器的溫度系數為τ₂，將公式(1)整理為公式(2)：

從公式(2)中可以看到，理論上只要保證低壓臂電容器的溫度系數τ₂和高壓臂電容器的溫度系數τ₁相同就可以實現互感器的高測量精度。然而，在實際的運行過程中，由于環氧封裝層熱傳導系數低、高低壓臂電容器損耗差異以及環境溫度差異等因素造成高低壓臂電容器存在溫度差，從而使得實際測量精度變差。另外，高低壓臂電容器偏壓特性的差異也同樣引起測量精度惡化。因此，為了降低上述因素對測量精度的影響，采用零溫度系數(<±30ppm/℃)的NPO電容器作為電子式互感器的高低壓臂電容器成為最佳選擇。

從應用上來講，電子式電壓互感器主要用于相序電壓和零序電壓的測量：

當用作相序電壓測量時，A、B、C各相電子式電壓互感器分別獨立運行，即每相電子式電壓互感器高壓臂電容和低壓臂電容串聯并一一匹配。當采用NPO高壓陶瓷電容作為測量相序用電子式電壓互感器的高壓臂電容進行調試時，因為額定二次輸出值固定，即高低壓臂分壓比關系固定，若每一個高壓臂電容容量固定，低壓臂電容容值也就固定。如果高壓臂電容容量存在分散性，為了實現標準的二次電壓輸出，將會導致低壓臂電容容值千差萬別，需要配備大量不同規格的低壓電容型號供挑選，極大地增大了調試工作量。