本發(fā)明屬于互感器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電壓互感器。

背景技術(shù)：

智能電網(wǎng)中大量使用各種電力電子裝置，并允許接入風(fēng)能、太陽(yáng)能等具有隨機(jī)特性的分布式電源，系統(tǒng)中諧波和暫態(tài)擾動(dòng)等電能質(zhì)量問(wèn)題日益突出。與此同時(shí)，智能電網(wǎng)中對(duì)電能質(zhì)量敏感的負(fù)荷不斷增加，對(duì)電能質(zhì)量提出了更高的要求，因此對(duì)智能電網(wǎng)電能質(zhì)量進(jìn)行高精度、有效檢測(cè)，對(duì)掌握電能質(zhì)量情況、改善和提高智能電網(wǎng)電能質(zhì)量具有重要的意義。利用電力互感器準(zhǔn)確地傳變和檢測(cè)電能質(zhì)量一次信號(hào)是實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量參數(shù)進(jìn)一步測(cè)量、分析的重要前提。電子式電壓互感器是既可以測(cè)量三相相電壓，又可以在電力系統(tǒng)發(fā)生單相金屬接地故障時(shí)，提供零序電壓信號(hào)的一種電力產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于環(huán)網(wǎng)柜、柱上開(kāi)關(guān)控制箱中。該產(chǎn)品具有體積小、安裝靈活、無(wú)鐵磁諧振風(fēng)險(xiǎn)等優(yōu)點(diǎn)。

傳統(tǒng)的電子式電壓互感器通常只存在一個(gè)分壓臂，由一個(gè)單獨(dú)的高壓電阻和一個(gè)單獨(dú)的低壓電阻組成，用環(huán)氧樹(shù)脂澆注在一起，通過(guò)二次調(diào)整單元進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)整后，裝入數(shù)據(jù)盒中二次灌封。這種產(chǎn)品存在如下問(wèn)題：

1、傳感元件精度不高，溫漂在50ppm/℃以上，產(chǎn)品運(yùn)行時(shí)，環(huán)境和自身的溫度變化在‐40℃至+70℃之間，在這個(gè)范圍內(nèi)，傳感元件的精度變化值達(dá)到0.55％，已經(jīng)超出了產(chǎn)品精度0.5級(jí)的要求。

2、高、低壓臂電阻是分離的，材質(zhì)又不同，外界溫度變化時(shí)，電阻溫漂曲線不一致，進(jìn)一步加大了精度的偏差。

3、傳感元件澆注在產(chǎn)品內(nèi)部，環(huán)境溫度的變化，會(huì)導(dǎo)致澆注材料的熱脹冷縮，壓迫傳感元件，導(dǎo)致輸出精度再次出現(xiàn)偏差。

4、傳感元件是環(huán)氧樹(shù)脂澆注而成，外界溫度變化后，環(huán)氧樹(shù)脂的熱脹冷縮導(dǎo)致電阻間的介電常數(shù)和距離的變化，改變產(chǎn)品自身的電容，造成產(chǎn)品角度偏差無(wú)法滿足要求。

5、高壓屏蔽、低壓屏蔽設(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)致產(chǎn)品安裝位置的變化、周?chē)姶怒h(huán)境的變化以及周?chē)慕饘俨牧系木嚯x，都對(duì)傳感器的精度產(chǎn)生較大影響，其中角度偏差一般可以變化超過(guò)±40’，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了0.5級(jí)的精度要求。

6、雖然有二次調(diào)整單元，但只能針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)當(dāng)時(shí)狀況進(jìn)行調(diào)整，一旦外部條件變化，精度又無(wú)法滿足要求了。為此，國(guó)家電網(wǎng)公司已經(jīng)將第一代電子式互感器全部退出運(yùn)行了。

另外，這種互感器功能單一，只能完成相電壓、線電壓信號(hào)的提供，無(wú)法提供零序保護(hù)電壓信號(hào)。

因此有必要對(duì)原有技術(shù)的電子式電壓互感器進(jìn)行徹底改進(jìn)，滿足計(jì)量、零序保護(hù)信號(hào)的提供以及轉(zhuǎn)換精度的要求，為智能電網(wǎng)建設(shè)提供技術(shù)保障和設(shè)備支撐。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的第一目的是設(shè)計(jì)一款全新結(jié)構(gòu)、絕緣形式、全新電阻材料的電子式電壓互感器，滿足在全工況條件下，轉(zhuǎn)換精度滿足計(jì)量0.5級(jí)、零序1級(jí)的要求，為電力系統(tǒng)提供可靠的產(chǎn)品；本發(fā)明的第二目的是設(shè)計(jì)一款兼具計(jì)量、零序輸出的組合功能產(chǎn)品，以滿足環(huán)網(wǎng)柜、開(kāi)關(guān)控制箱等設(shè)備小型化的要求。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種復(fù)合絕緣的電子式電壓互感器，包括具有絕緣傘裙的絕緣筒、高壓端子，絕緣筒下部設(shè)有一體澆注的底座，其特征是絕緣筒頂部一體澆注有上封板，絕緣筒下的底座下設(shè)有下封裝板，下封裝板上穿有一根封閉的充氣管，上封板與下封裝板之間的絕緣筒內(nèi)形成一個(gè)密閉的氣室，氣室里充滿絕緣氣體介質(zhì)；氣室處的絕緣筒的壁上澆注有屏蔽圈，氣室內(nèi)設(shè)有一體結(jié)構(gòu)的陶瓷片式計(jì)量分壓電阻和陶瓷片式零序分壓電阻，陶瓷片式計(jì)量分壓電阻和陶瓷片式零序分壓電阻的首端分別通過(guò)修正電容一與修正電容二與高壓端子相連接，陶瓷片式計(jì)量分壓電阻和陶瓷片式零序分壓電阻的尾端與接地端子相連接，陶瓷片式計(jì)量分壓電阻和陶瓷片式零序分壓電阻的分壓端分別與計(jì)量端子和零序端子相連接；修正電容一與修正電容二澆注在上封板內(nèi)，高壓端子嵌入上封板上。

本發(fā)明計(jì)量和零序采用陶瓷片式電阻，基材熱脹冷縮率小于6ppm/℃，保證電阻的準(zhǔn)確率；陶瓷片式電阻厚膜燒結(jié)電阻，精度高、一致性好。采用復(fù)合絕緣，先用環(huán)氧樹(shù)脂澆注出產(chǎn)品外殼，內(nèi)部留有氣室，將分壓組件裝配進(jìn)氣室后，封裝，加注絕緣氣體，保證產(chǎn)品的電氣性能，同時(shí)，保護(hù)電阻片不受固體絕緣熱脹冷縮的影響，提高計(jì)量的準(zhǔn)確性(不存在環(huán)氧樹(shù)脂的熱脹冷縮導(dǎo)致電阻間的介電常數(shù)和距離的變化)。屏蔽圈不但可以均勻電場(chǎng)，還可以排除外界電磁場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品精度的影響，同時(shí)，起到調(diào)節(jié)一次電容、提高產(chǎn)品精度的作用；由于屏蔽圈的設(shè)置，會(huì)影響計(jì)量和零序角差，通過(guò)修正電容來(lái)修正，保證杜絕角度偏差的缺陷。本發(fā)明的修正電容還可以提高一次對(duì)地的絕緣電阻。下封裝板上穿有一根封閉的充氣管，在充氣前，充氣管與外界導(dǎo)通，通過(guò)充氣管沖入絕緣氣體介質(zhì)，充氣完成，對(duì)充氣管通過(guò)焊接等手段進(jìn)行封閉。本發(fā)明集計(jì)量、零序輸出的組合功為一體，滿足環(huán)網(wǎng)柜、開(kāi)關(guān)控制箱等設(shè)備小型化的要求。

作為優(yōu)選，底座的內(nèi)壁設(shè)有臺(tái)階面，下封裝板包括連接有上述充氣管的下封板和樹(shù)脂填料層，下封板的外側(cè)邊壓在底座內(nèi)壁的臺(tái)階面上，樹(shù)脂填料層設(shè)在下封板的外側(cè)，對(duì)氣室進(jìn)行密封。

作為優(yōu)選，計(jì)量端子和零序端子分別與接地端子之間連接有計(jì)量分壓調(diào)整電路和零序分壓調(diào)整電路，計(jì)量分壓調(diào)整電路為計(jì)量調(diào)整電阻和計(jì)量調(diào)整電容并聯(lián)而成，零序分壓調(diào)整電路為零序調(diào)整電阻和零序調(diào)整電容并聯(lián)而成，計(jì)量分壓調(diào)整電路和零序分壓調(diào)整電路分別澆注在上述的樹(shù)脂填料層內(nèi)。

作為優(yōu)選，絕緣氣體介質(zhì)為sf6氣體。

作為優(yōu)選，上述的屏蔽圈為金屬屏蔽網(wǎng)。采用屏蔽網(wǎng)可以降低屏蔽圈的一次電容值，以提高其精度。

作為優(yōu)選，接地端子、計(jì)量端子和零序端子位于底座側(cè)部，并嵌入底座上。

作為優(yōu)選，底座的底部嵌設(shè)有安裝嵌件，安裝嵌件設(shè)有螺紋孔。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：

1、陶瓷片式電阻，基材熱脹冷縮率小于6ppm/℃，保證電阻的準(zhǔn)確率；基材上采用厚膜燒結(jié)電阻，精度高、一致性好。

2、產(chǎn)品采用復(fù)合絕緣，先用環(huán)氧樹(shù)脂澆注出產(chǎn)品外殼，內(nèi)部留有氣室，將分壓組件裝配進(jìn)氣室后，封裝，加注絕緣氣體介質(zhì)，保證產(chǎn)品的電氣性能，同時(shí)，保護(hù)電阻片不受固體絕緣熱脹冷縮的影響。

3、一次采用先進(jìn)的屏蔽工藝，不但可以均勻電場(chǎng)，還可以排除外界電磁場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品精度的影響，同時(shí)，起到調(diào)節(jié)一次電容、提高產(chǎn)品精度的作用。

4、具有計(jì)量、零序輸出功能，滿足環(huán)網(wǎng)柜、開(kāi)關(guān)控制箱等設(shè)備小型化的要求。

5、在全工況條件下，其轉(zhuǎn)換精度滿足計(jì)量0.5級(jí)、零序1級(jí)的要求。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例外形結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例內(nèi)部結(jié)構(gòu)立體示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例內(nèi)部結(jié)構(gòu)主視示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例絕緣筒與內(nèi)部分離結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例電路原理示意圖。

圖中：1高壓端子、2絕緣筒、3上封板、4下封裝板、5充氣管、6氣室、7計(jì)量分壓電阻、8零序分壓電阻、9屏蔽圈、10安裝嵌件、21底座、22臺(tái)階面、31底板、41下封板、42樹(shù)脂填料層、ca修正電容一、c0與修正電容二、a計(jì)量端子、da零序端子、r1計(jì)量調(diào)整電阻、c1計(jì)量調(diào)整電容、r2零序調(diào)整電阻、c2零序調(diào)整電容。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1-6，一種復(fù)合絕緣的電子式電壓互感器，包括具有絕緣傘裙的絕緣筒2、高壓端子1，絕緣筒2下部設(shè)有一體澆注的底座21，絕緣筒2頂部一體澆注有上封板3，絕緣筒2下的底座21下設(shè)有下封裝板4，下封裝板4上穿有一根封閉的充氣管5，上封板3與下封裝板4之間的絕緣筒2內(nèi)形成一個(gè)密閉的氣室6，氣室6里充滿絕緣氣體介質(zhì),絕緣氣體介質(zhì)為sf6氣體；底座21的內(nèi)壁設(shè)有臺(tái)階面22，下封裝板4包括連接有上述充氣管6的下封板和樹(shù)脂填料層42，下封板41的外側(cè)邊壓在底座21內(nèi)壁的臺(tái)階面22上，樹(shù)脂填料層42設(shè)在下封板41的外側(cè)，對(duì)氣室6進(jìn)行密封。氣室6處的絕緣筒2的壁上澆注有屏蔽圈9，上述的屏蔽圈9為金屬屏蔽網(wǎng)。氣室6內(nèi)設(shè)有一體結(jié)構(gòu)的陶瓷片式計(jì)量分壓電阻7和陶瓷片式零序分壓電阻8，陶瓷片式計(jì)量分壓電阻7和陶瓷片式零序分壓電阻8的首端分別通過(guò)修正電容一ca與修正電容二c0與高壓端子1相連接，陶瓷片式計(jì)量分壓電阻7和陶瓷片式零序分壓電阻8的尾端與接地端子n相連接，陶瓷片式計(jì)量分壓電阻7和陶瓷片式零序分壓電阻8的分壓端分別與計(jì)量端子a和零序端子da相連接；修正電容一ca與修正電容二c0分別由多個(gè)電容串聯(lián)而成，；修正電容一ca與修正電容二c0固定在底板31上，

修正電容一ca、修正電容二c0和底板31澆注在上封板3內(nèi)，高壓端子1嵌入上封板3上，接地端子n、計(jì)量端子和零序端子位于底座21側(cè)部，并嵌入底座21上。底座21的底部嵌設(shè)有四個(gè)安裝嵌件10，安裝嵌件10設(shè)有螺紋孔。

本實(shí)施例中，計(jì)量端子a和零序端子da分別與接地端子之間連接有計(jì)量分壓調(diào)整電路和零序分壓調(diào)整電路，計(jì)量分壓調(diào)整電路為計(jì)量調(diào)整電阻r1和計(jì)量調(diào)整電容c1并聯(lián)而成，零序分壓調(diào)整電路為零序調(diào)整電阻r2和零序調(diào)整電容c2并聯(lián)而成，計(jì)量分壓調(diào)整電路和零序分壓調(diào)整電路分別澆注在樹(shù)脂填料層42內(nèi)。

本發(fā)明計(jì)量和零序采用陶瓷片式電阻，基材熱脹冷縮率小于6ppm/℃，保證電阻的準(zhǔn)確率；陶瓷片式電阻厚膜燒結(jié)電阻，精度高、一致性好。采用復(fù)合絕緣，先用環(huán)氧樹(shù)脂澆注出產(chǎn)品外殼，內(nèi)部留有氣室6，將分壓組件裝配進(jìn)氣室6后，封裝，加注絕緣氣體，保證產(chǎn)品的電氣性能，同時(shí)，保護(hù)電阻片不受固體絕緣熱脹冷縮的影響，提高計(jì)量的準(zhǔn)確性。采用屏蔽網(wǎng)可以降低屏蔽圈9的一次電容值，以提高其精度。屏蔽圈9不但可以均勻電場(chǎng)，還可以排除外界電磁場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品精度的影響，同時(shí)，起到調(diào)節(jié)一次電容、提高產(chǎn)品精度的作用；由于屏蔽圈9的設(shè)置，會(huì)影響計(jì)量和零序角差，通過(guò)修正電容來(lái)修正，保證杜絕角度偏差的缺陷。本發(fā)明的修正電容還可以提高一次對(duì)地的絕緣電阻。下封裝板4上穿有一根封閉的充氣管6，在充氣前，充氣管6與外界導(dǎo)通，通過(guò)充氣管6沖入絕緣氣體介質(zhì)，充氣完成，對(duì)充氣管6通過(guò)焊接等手段進(jìn)行封閉。本發(fā)明集計(jì)量、零序輸出的組合功為一體，滿足環(huán)網(wǎng)柜、開(kāi)關(guān)控制箱等設(shè)備小型化的要求。

本發(fā)明采用陶瓷片式電阻，基材熱脹冷縮率小于6ppm/℃，保證電阻的準(zhǔn)確率；基材上采用厚膜燒結(jié)電阻，精度高、一致性好。產(chǎn)品采用復(fù)合絕緣，先用環(huán)氧樹(shù)脂澆注出產(chǎn)品外殼，內(nèi)部留有氣室6，將分壓組件裝配進(jìn)氣室6后，封裝，加注絕緣氣體介質(zhì)，保證產(chǎn)品的電氣性能，同時(shí)，保護(hù)電阻片不受固體絕緣熱脹冷縮的影響。一次采用先進(jìn)的屏蔽工藝，不但可以均勻電場(chǎng)，還可以排除外界電磁場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品精度的影響，同時(shí)，起到調(diào)節(jié)一次電容、提高產(chǎn)品精度的作用。

需要說(shuō)明的是，在本文中，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下。由語(yǔ)句“包括一個(gè)......限定的要素，并不排除在包括所述要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素”。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。