本發(fā)明涉及一種電容式電壓互感器，具體講涉及一種等電位屏蔽電容式電壓互感器用絕緣子。

背景技術(shù)：

交流特高壓輸電技術(shù)的迅速發(fā)展，對特高壓電網(wǎng)電壓的準(zhǔn)確測量提出了高要求?，F(xiàn)有的高電壓測量裝置主要有以下三種：電磁式電壓互感器、電容式電壓互感器和電子式電壓互感器。電磁式電壓互感器多用于110kV以下電壓等級(jí)的電壓計(jì)量，電容式電壓互感器普遍用于110kV以上電壓等級(jí)的電壓計(jì)量。電子式電壓互感器目前仍然處于研發(fā)和試驗(yàn)階段，其電壓測量精度、激光器壽命、系統(tǒng)可靠性等問題需進(jìn)一步研究解決，目前尚未投入工程應(yīng)用。

對于500kV以上的電壓等級(jí)，特別對于特高壓等級(jí)(1000kV)，由于絕緣困難并且容易在一次側(cè)發(fā)生鐵磁諧振進(jìn)而引發(fā)電力事故，電磁式電壓互感器已不采用。因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)便宜、一次側(cè)不會(huì)與電網(wǎng)發(fā)生鐵磁諧振、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，電容式電壓互感器已廣泛應(yīng)用于超/特高壓電壓等級(jí)電網(wǎng)電壓測量。

但應(yīng)用于超/特高壓領(lǐng)域,電容式電壓互感器尚存在如下技術(shù)困難：

(1)地雜散電容會(huì)影響電容式電壓互感器測量準(zhǔn)確度

我國西北電網(wǎng)750kV電容式電壓互感器實(shí)際測量結(jié)果表明，對地雜散電容引起的測量誤差可高達(dá)0.2％以上。目前業(yè)內(nèi)通過采用增大電容量的方法來減少雜散電容對準(zhǔn)確度測量的影響。但對于特高壓電壓等級(jí)(1000kV及以上)，雜散電容電流顯著增大，可達(dá)20mA。此時(shí)的電容式電壓互感器，即便電容量增大到10000pf，其準(zhǔn)確級(jí)也無法達(dá)到0.1級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)。

(2)現(xiàn)場校驗(yàn)困難

通常電容式電壓互感器在現(xiàn)場安裝后，需要進(jìn)行現(xiàn)場校驗(yàn)以便及時(shí)對比差和角差進(jìn)行修正。但是在特高壓變電站，由于變電站場地情況、現(xiàn)場嚴(yán)重的電磁干擾等因素存在，所以對特高壓電容式電壓互感器進(jìn)行現(xiàn)場校驗(yàn)非常困難。

(3)暫態(tài)相應(yīng)特性問題

數(shù)字化繼電保護(hù)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用對電壓互感器的響應(yīng)特性提出了越來越高的要求，要求互感器次級(jí)電壓應(yīng)快速準(zhǔn)確反映初級(jí)電壓的變化。有關(guān)規(guī)程要求，互感器初級(jí)對地短路后，次級(jí)電壓應(yīng)在0.2秒以內(nèi)降至初始值的0.1以下?，F(xiàn)有CVT均采用儲(chǔ)能元件組成的鐵磁諧振阻尼器，以抑制電磁單元中可能產(chǎn)生的鐵磁諧振。儲(chǔ)能元件的引入使互感器的響應(yīng)特性變差， 難以滿足特高壓電網(wǎng)繼電保護(hù)快速準(zhǔn)確動(dòng)作的要求。

等電位屏蔽電容器單元與無儲(chǔ)能元件鐵磁諧振阻尼器的發(fā)明與采用，徹底解決了上述技術(shù)難題。本發(fā)明的等電位屏蔽電容器單元對于實(shí)現(xiàn)等電位屏蔽電容式電壓互感器的高精度電壓測量起到關(guān)鍵作用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種等電位屏蔽電容式電壓互感器用絕緣子，該電容式電壓互感器測量精度高，測量穩(wěn)定度高，重量輕，其抗震機(jī)械性能較強(qiáng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種等電位屏蔽電容式電壓互感器用絕緣子，所述電壓互感器包括通過其兩端設(shè)有的支撐法蘭相互連接的電容器單元，所述電容器單元包括設(shè)置在上下所述支撐法蘭間的、由內(nèi)到外依次同軸設(shè)有的電容器、內(nèi)絕緣材料、環(huán)形電極和絕緣套筒；在所述電容器與所述支撐法蘭間設(shè)有絕緣子，所述絕緣子位于所述絕緣套筒的軸心上，所述絕緣子底端設(shè)置在所述支撐法蘭內(nèi)，所述絕緣子頂端通過導(dǎo)向法蘭與所述主電容器連接。

本發(fā)明提供的一種等電位屏蔽電容式電壓互感器用絕緣子，所述絕緣子頂端和底端的軸線處設(shè)有圓形凹槽，所述凹槽內(nèi)分別設(shè)有梅花觸頭組件，兩個(gè)所述觸頭組件通過穿過兩個(gè)凹槽的金屬埋件連接。

本發(fā)明提供的一種等電位屏蔽電容式電壓互感器用絕緣子，在所述絕緣子頂、底端的觸頭組件內(nèi)插入金屬棒狀電極；所述絕緣子側(cè)面為波紋狀表面。

本發(fā)明提供的另一優(yōu)選的一種等電位屏蔽電容式電壓互感器用絕緣子，其特征在于：所述絕緣子為在有限空間內(nèi)集成了一次電氣連接、結(jié)構(gòu)、絕緣和密封的緊湊型結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明提供的又一優(yōu)選的一種等電位屏蔽電容式電壓互感器用絕緣子，所述絕緣套筒的頂端和底端分別設(shè)有與所述支撐法蘭相連的套筒法蘭。

本發(fā)明提供的又一優(yōu)選的一種等電位屏蔽電容式電壓互感器用絕緣子，所述導(dǎo)向法蘭的內(nèi)圓面設(shè)置在所述絕緣子底端的外圓面外，設(shè)置在所述主電容器頂部的所述導(dǎo)向法蘭的內(nèi)圓面與所述絕緣子外圓面間有一定的垂直間隙，所述間隙的尺寸由所述導(dǎo)向法蘭、所述絕緣子的相對安裝位置以及所述電容器最大膨脹量來確定。

本發(fā)明提供的又一優(yōu)選的一種等電位屏蔽電容式電壓互感器用絕緣子，在所述間隙內(nèi)設(shè)有與所述絕緣子外圓面相貼的橡皮墊，所述橡皮墊厚度小于所述間隙距離；

所述電容器底端的所述導(dǎo)向法蘭內(nèi)圓面與與其相對應(yīng)的所述絕緣子底端的外圓面通過橡皮墊連接。

本發(fā)明提供的又一優(yōu)選的一種等電位屏蔽電容式電壓互感器用絕緣子，設(shè)置在所述電容器頂部的所述導(dǎo)向法蘭通過其內(nèi)圓面的兩側(cè)與與其相對應(yīng)的所述絕緣子的頂端外圓面兩側(cè)活動(dòng)連接；

設(shè)置在所述電容器底端的所述導(dǎo)向法蘭與與其相對應(yīng)的所述絕緣子活動(dòng)連接。

本發(fā)明提供的又一優(yōu)選的一種等電位屏蔽電容式電壓互感器用絕緣子，所述絕緣子安裝于所述支撐法蘭軸線處的圓形凹槽內(nèi)，所述凹槽深度尺寸由絕緣子安裝螺栓高度來確定。

與最接近的現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明提供技術(shù)方案具有以下優(yōu)異效果：

1、本發(fā)明中的電容式電壓互感器中的部件可以正常膨脹，又可以使各部件在運(yùn)輸顛簸時(shí)得到緩沖，避免破壞屏蔽電容器；

2、本發(fā)明中的絕緣子采用緊湊型設(shè)計(jì)，在有限空間內(nèi)集成了一次電氣、結(jié)構(gòu)、絕緣和密封設(shè)計(jì)；

3、本發(fā)明中的絕緣子特殊的緊湊型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也使得其內(nèi)部空間得到充分利用，在滿足絕緣子內(nèi)外層絕緣的前提下將體積降到最小，從而降低等電位屏蔽電容器單元的高度和直徑尺寸，進(jìn)而使整個(gè)電容式電壓互感器設(shè)備重量輕，增強(qiáng)其抗震機(jī)械性能；

4、本發(fā)明中的電容器與絕緣子間是相對獨(dú)立的，沒有通過螺栓連接，安裝時(shí)可隨時(shí)對電容器的位置進(jìn)行微調(diào)，避免偏心問題的發(fā)生；

5、本發(fā)明中的橡皮墊起到了緩沖作用，保證運(yùn)輸過程中電容器不會(huì)因顛簸而損壞；

6、本發(fā)明中設(shè)有的間隙結(jié)構(gòu)既滿足電容器的固定要求，又能避免電容器由于體積膨脹而損壞。

附圖說明

圖1為本發(fā)明等電位屏蔽電容式電壓互感器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明圖1中B的等電位屏蔽電容器單元相互連接放大軸向剖面圖；

圖3為本發(fā)明的絕緣子正視圖；

圖4為本發(fā)明的絕緣子俯視圖；

圖5為本發(fā)明的絕緣子仰視圖；

圖6為本發(fā)明的絕緣子剖視圖；

其中，1-電容器，2-絕緣套筒，3-內(nèi)絕緣材料，4-套筒法蘭，5-支撐法蘭，6-觸頭組件，7-金屬棒狀電極，8-金屬埋件，9-絕緣子，10-橡皮墊，11-間隙，12-導(dǎo)向法蘭。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

如圖1-6所示，本例的發(fā)明等電位屏蔽電容式電壓互感器A包括通過其兩端設(shè)有的支撐法蘭5相互連接的電容器單元，所述電容器單元包括設(shè)置在上下所述支撐法蘭5間的、由內(nèi)到外依次同軸設(shè)有的電容器1、內(nèi)絕緣材料3、套筒法蘭4和絕緣套筒2；在所述電容器1與所述支撐法蘭5間設(shè)有絕緣子9，所述絕緣子9位于所述絕緣套筒2的軸心上，所述絕緣子9底端設(shè)置在所述支撐法蘭5內(nèi)，所述絕緣子9頂端通過導(dǎo)向法蘭12與所述電容器1連接。

所述絕緣子9頂端和底端的軸線處設(shè)有圓形凹槽，所述凹槽內(nèi)分別設(shè)有梅花觸頭組件6，兩個(gè)所述梅花觸頭組件6通過穿過兩個(gè)凹槽的金屬埋件8連接。在所述絕緣子9底端的觸頭組件6內(nèi)插入金屬棒狀電極7；所述絕緣子9側(cè)面為波紋狀表面。所述絕緣子9為在有限空間內(nèi)集成了一次電氣連接、結(jié)構(gòu)、絕緣和密封的緊湊型結(jié)構(gòu)。

所述導(dǎo)向法蘭12的內(nèi)圓面設(shè)置在所述絕緣子9底端的外圓面外，設(shè)置在所述電容器1頂部的所述導(dǎo)向法蘭12的內(nèi)圓面與所述絕緣子9外圓面間有一定的間隙11，所述間隙11的尺寸需要由所述導(dǎo)向法蘭12及所述絕緣子9的相對安裝位置以及所述電容器1最大膨脹量來確定。

由于在環(huán)境溫度及設(shè)備自身工作溫度的作用下，電容器1的體積會(huì)相應(yīng)發(fā)生變化，特別在軸向上。所述間隙11的結(jié)構(gòu)既滿足電容器1的固定要求，又能避免電容器1由于體積膨脹而損壞。

在所述間隙11內(nèi)設(shè)有與所述絕緣子9外圓面相貼的橡皮墊10，所述橡皮墊10厚度小于所述間隙11距離；所述電容器1底端的所述導(dǎo)向法蘭12內(nèi)圓面與與其相對應(yīng)的所述絕緣子9底端的外圓面通過橡皮墊10連接。所述橡皮墊10起到了緩沖作用，保證運(yùn)輸過程中電容器1不會(huì)因顛簸而損壞。設(shè)置在所述電容器1頂部的所述導(dǎo)向法蘭12通過其內(nèi)圓面的兩側(cè)與與其相對應(yīng)的所述絕緣子9的頂端外圓面兩側(cè)活動(dòng)連接；設(shè)置在所述電容器1底端的所述導(dǎo)向法蘭12與與其相對應(yīng)的所述絕緣子9活動(dòng)連接。由于所述電容器1與絕緣子9間是相對獨(dú)立活動(dòng)連接，沒有通過螺栓固定，因此當(dāng)電容器1出現(xiàn)偏心問題時(shí)可以在軸向上及時(shí)進(jìn)行微調(diào)，保證電容器1兩端的順利安裝固定。所述電容器1兩端通過上述結(jié)構(gòu)與所述絕緣子9固定，使電容器1在徑向上無法移動(dòng)，不會(huì)在運(yùn)輸中由于顛簸而傾倒，達(dá)到了固定的目的。

電容器1與套筒法蘭4及支撐法蘭5之間的徑向絕緣為：用氣體絕緣材料、絕緣油或其他滿足要求的內(nèi)絕緣材料3保持電容器單元內(nèi)部主電容器1與套筒法蘭4及支撐法蘭5之間徑向的良好絕緣。

電容器1與套筒法蘭4及支撐法蘭5之間的軸向絕緣為：套筒法蘭4以及支撐法蘭5等 電位，因此電容器1兩端法蘭與絕緣套筒2兩端支撐法蘭5在電容器1軸向上通過多功能絕緣子9實(shí)現(xiàn)良好絕緣。所述絕緣子9外部側(cè)面設(shè)計(jì)成波紋狀表面以保證足夠的爬電距離，同時(shí)最大程度地降低絕緣子9的垂直高度。

所述電容器1的電氣連接為：多功能絕緣子9頂部與底部設(shè)計(jì)有凹槽，兩個(gè)梅花觸頭組件6分別位于兩個(gè)凹槽內(nèi)，與位于絕緣子9中心軸線上的金屬埋件8連接固定，在兩側(cè)梅花觸頭組件6內(nèi)插入金屬棒狀電極7，分別與電容器1的支撐法蘭5及相鄰電容器單元的梅花觸頭電氣連接。這種連接方式簡單易行。

最后應(yīng)該說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照上述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本權(quán)利要求范圍當(dāng)中。