专利名称：一种基于阻容分压原理的电压互感器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电力设备技术领域中的电压测量，特别是涉及一种电压互感器。
背景技术：
电力系统用电压互感器是将电网高电压的信息传递到低电压二次侧的计量、测量 仪表及继电保护、自动化控制装置的一种器件，是一次系统和二次系统的联络元件，其一次 端子接入电网，二次输出端子分别与测量仪表、保护装置等相互连接。电压互感器与测量仪 表和计量装置配合，可以测量一次系统的电压和电能；与继电保护和自动化控制装置配合， 可以构成对电网各种故障的电气保护和自动控制。电压互感器性能的好坏，直接影响到电 力系统测量、计量的准确性和继电保护装置动作的可靠性。目前电力系统中普遍使用的是传统电磁式电压互感器和电容式电压互感器，电磁 式电压互感器是一种特殊的变压器；电容式电压互感器是电磁式电压互感器的一种改进形 式，它的原理是高压通过电容分压器分得中压后引入电磁式电压互感器，再从电磁式电压 互感器上取得输出信号。这两种类型的电压互感器存在以下几种问题一、容易发生铁磁谐振，危害电网安全运行。由于电磁式电压互感器是感性元件， 容易与电网中的其它容性设备发生铁磁谐振，发生谐振时一般会产生过电压，使电网设备 在过电压下运行，严重危害设备安全运行。二、电容式电压互感器存在附加误差，影响测量及计量精度。油浸电容式电压互感 器由多个电容串联而成，构成高压电容C1及中压电容C2的每个电容元件CY与周围特体间 都存在杂散电容，该杂散电容的大小由各个电容元件与周围特体间的距离及其间的介质确 定。当互感器安装动行的位置发生变化时，各电容元件与周围特体之间的距离发生变化，使 杂散电容的大小也发生相应的变化；当周围环境变化或气候变化时，互感器周围介质的介 电系数也会发生变化，致使杂散电容发生变化。当杂散电容变化时，等效的Cp C2必然发生 变化，进而分压比和中压臂时间常数发生变化，进而电压互感器的比差和角差也会跟着变 化。常用的油浸电容式电压互感器的环境附加误差将有所增大，这必将大大降低互感器在 电力系统的测量及计量中的精度。三、介质损耗大，油浸电容式电压互感器的介质损耗角正切较大，约1. 2X ΙΟ"3左 右，运行时将会产生较大的电能损耗，并导致温度上升，对互感器的运行不利。四、对环境潜在威胁。由于电磁式电压互感器和电容式电压互感器的分压器和电 磁装置均浸在绝缘油中，油的渗漏会污染环境，一旦发生击穿，绝缘油就会被分解，体积迅 速膨胀，产生强大压力壳体爆裂。溢出的绝缘油遇到空气后被电击产生的高温点燃，极易引 起火灾。五、电容式电压互感器的暂态性能差。 发明内容本实用新型的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种基于阻容分压原理的电压互感器，能够安全可靠、精确地对电容电压进行实时测量，满足现在电网智能化对电压 互感器安全可靠性、暂态性能和准确性等要求。本实用新型的基于阻容分压原理的电压互感器，其特征在于，该电压互感器包括 一次传感器、转换器，以及密闭壳体；所述的一次传感器为电阻与电容串联而成的分压器； 所述电容为设置在密闭壳体内的低压电极，高压电极及导线构成；该低压电极为中心的电 极柱或筒形电极，该高压电极为筒形电极，该高压电极环绕在低压电极外，并与低压电极同 心；高压电极与低压电极之间形成一个同轴圆柱电容；该导线包括连接高压电极并从壳体 一端引出的高压导线；连接低压电极并从壳体另一端引出的低压导线；所述的电阻为精密 电阻器；所述电阻器的一端通过低压导线与低压电极相连接，电阻器的另一端与大地相连 接；转换器的输入端通过低压导线与低压电极相连接，转换器的输出端为互感器二次输出 端。与现有技术相比本实用新型有如下优点一、没有感性元件，不会与发生铁磁谐振；二、杂散电容非常小，几乎可以忽略；有效解决常用的电容式电压互感器杂散电容 增大计量误差的问题，提高计量精度；三、采用压缩气体绝缘或真空绝缘，使其介损正切角提高两个数量级以上，故该互 感器能耗小，温度大大降低，保证了运行的可靠性。四、该互感器无油，解决了绝缘油带来的一系列环境污染、安全性差等一系列问 题。五、暂态性能优良。
图1为本实用新型的实施例结构示意图；图2为本实用新型的工作原理框图；图3为本实用新型实施例的等效原理图；图4为本实用新型实施例中模拟积分器的结构原理图。
具体实施方式
下面结合实施例附图对本实用新型进行进一步详细说明如下本实用新型提出的一种基于阻容分压原理的电压互感器，其特征在于，该电压互 感器包括一次传感器、转换器，以及密闭壳体；所述的一次传感器为电阻与电容串联而成 的分压器；所述电容为设置在密闭壳体内的低压电极、高压电极，以及连接电极的导线构 成；该低压电极为中心的电极柱或筒形电极，该高压电极为筒形电极，该高压电极环绕在低 压电极外，并与低压电极同心；高压电极与低压电极之间形成一个同轴圆柱电容；该导线 包括连接高压电极并从壳体一端引出的高压导线；连接低压电极并从壳体另一端引出的低 压导线；所述的电阻为精密电阻器；所述电阻器的一端通过低压导线与低压电极相连接， 电阻器的另一端与大地相连接；转换器的输入端通过低压导线与低压电极相连接，转换器 的输出端为互感器二次输出端。上述低压电极筒形电极的两端封闭，该高压电极筒形电极的一端封闭。[0024]上述互感器还包括底座，所述密封壳体通过法兰盘与盆式绝缘子固定，通过法兰 盘与盆式绝缘子和底座固定；所述精密电阻器固定在底座内的空腔内。上述一次传感器壳体内部可充入绝缘性能良好且介电系数稳定的电介质或抽成 高真空；所述介电介质可以是固体、液体或气体。上述转换器为一个积分器但不限于数字积分或模拟积分器。本实用新型的工作原理在密封罐内的高压筒与低压筒(耦合筒)嵌套，构成同轴圆柱电容器；采样电阻的 一端与耦合筒相连接，另一端口与大地相连，则所述同轴电容器与采样电阻构成如图2所 示等效电路。因为密封罐内介质介电常数稳定，所以此只要机械结构保持稳定，同轴电容器 的的容量就会非常稳定。如图2所示，电容器C与电阻器R串联，构成阻容分压电路。其中，U1为电压互感 器的输入电压，Utl为一次传感器的输出电压，U2为电压互感器的输出电压；队与仏有如下 关系
权利要求1.一种基于阻容分压原理的电压互感器，其特征在于，该电压互感器包括一次传感 器、转换器，以及密闭壳体；所述的一次传感器为电阻与电容串联而成的分压器；所述电容 为设置在密闭壳体内的低压电极、高压电极，以及连接电极的导线构成；该低压电极为中心 的电极柱或筒形电极，该高压电极为筒形电极，该高压电极环绕在低压电极外，并与低压电 极同心；高压电极与低压电极之间形成一个同轴圆柱电容；该导线包括连接高压电极并从 壳体一端引出的高压导线；连接低压电极并从壳体另一端引出的低压导线；所述的电阻为 精密电阻器；所述电阻器的一端通过低压导线与低压电极相连接，电阻器的另一端与大地 相连接；转换器的输入端通过低压导线与低压电极相连接，转换器的输出端为互感器二次 输出端。
2.如权利要求1所述电压互感器，其特征在于，所述低压电极筒形电极的两端封闭，该 高压电极筒形电极的一端封闭。
3.如权利要求1所述电压互感器，其特征在于，还包括底座，所述密封壳体通过法兰盘 与盆式绝缘子固定，通过法兰盘与盆式绝缘子和底座固定；所述精密电阻器固定在底座内 的空腔内。
4.如权利要求1所述电压互感器，其特征在于，所述一次传感器壳体内部充入绝缘性 能良好且介电系数稳定的电介质或抽成高真空；所述介电介质是固体、液体或气体。
5.如权利要求1、2、3或4所述电压互感器，其特征在于，所述转换器为一个积分器。
专利摘要本实用新型涉及一种基于阻容分压原理的电压互感器，属于电力设备领域。该电压互感器包括一次传感器、转换器，以及密闭壳体；所述的一次传感器为一电阻与电容串联而成的分压器；所述电容为密闭壳体内的低压电极和高压电极构成；低压电极为中心的电极柱或筒形电极，高压电极为环绕低压电极、并与之同心的筒形电极；高压电极与低压电极之间形成一个同轴圆柱电容；高压电极连接引出壳体的导线；中压电极连接引出壳体的导线；所述转换器为一个积分器。本实用新型具有结构简单，安全可靠，精确度高的特点；不存在传统电磁式电压互感器的铁磁谐振问题。
文档编号H01F38/26GK201853571SQ20102057156
公开日2011年6月1日 申请日期2010年10月22日 优先权日2010年10月22日
发明者汪良明 申请人:北京浩霆光电技术有限责任公司