專利名稱：一種10kV無(wú)源電子式電壓互感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種IOKV電力系統(tǒng)中的電壓變換裝置，即電子式電壓互感器，尤其是 在無(wú)源即不使用電參數(shù)調(diào)整線路板的情況下，能使電參數(shù)比差、角差穩(wěn)定的IOKV無(wú)源電子 式電壓互感器。
背景技術(shù)：
目前，公知的IOKV電阻分壓式電壓互感器其主要結(jié)構(gòu)是由高壓段電阻和低壓段 電阻分別制造再組裝在一起，其結(jié)果是制造工藝多，體積大，兩段電阻參數(shù)的一致性不易保 證；傳統(tǒng)的IOKV電阻分壓式電壓互感器參數(shù)的調(diào)整是由專用的電參數(shù)調(diào)整線路板完成的， 其結(jié)果是必須給線路板提供電源，造成互感器的部件增多，體積增大，實(shí)用性差，而且該線 路板對(duì)電阻分壓式互感器參數(shù)的溫度偏移也無(wú)能為力；傳統(tǒng)的IOKV電阻分壓式電壓互感 器的電磁屏蔽結(jié)構(gòu)分上、下兩段，中間有不連續(xù)的屏蔽空間，其結(jié)果是屏蔽效果差、易受干 擾；傳統(tǒng)的IOKV電阻分壓式電壓互感器的相一地接線方式中，因地電位的變動(dòng)會(huì)影響電 能計(jì)量的準(zhǔn)確度。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的IOKV電阻分壓電子式電壓互感器必須帶有調(diào)整線路板、電參數(shù) 比差與角差不穩(wěn)定、屏蔽效果差和計(jì)量準(zhǔn)確性易受影響的不足，本發(fā)明提供一種IOKV無(wú)源 電子式電壓互感器，該IOKV無(wú)源電子式電壓互感器不僅舍棄了帶有電源的調(diào)整線路板，減 小了互感器的體積，而且極大地提高了互感器的電參數(shù)比差、角差的穩(wěn)定性，屏蔽效果更 好，同時(shí)有助于電能計(jì)量準(zhǔn)確度的提高。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是在絕緣體內(nèi)，金屬屏蔽環(huán)網(wǎng)與大地 電連接，金屬屏蔽環(huán)網(wǎng)的內(nèi)部，一體式分壓電阻的高壓段電阻的一端與IOKV絕緣導(dǎo)線電連 接，IOKV絕緣導(dǎo)線的另一端與IOKV電力線電連接，一體式分壓電阻高壓段的另一端與調(diào) 整電容電連接，調(diào)整電容的另一端分別與熱敏電阻和信號(hào)線電連接，熱敏電阻的另一端與 微調(diào)電阻電連接，微調(diào)電阻的另一端與一體式分壓電阻低壓段電阻的一端連接，該低壓段 電阻的另一端分別與信號(hào)線和壓敏電阻電連接，壓敏電阻的另一端與金屬環(huán)網(wǎng)的底面電連 接，金屬環(huán)網(wǎng)的底面與分壓電阻的低壓段電阻之間有絕緣層，信號(hào)線是雙芯屏蔽線，其屏蔽 層與金屬環(huán)網(wǎng)的底面電連接，金屬環(huán)網(wǎng)的底面與大地電連接。一體式分壓電阻的高壓段電 阻與低壓段電阻制作在同一只陶瓷管的不同部位，形成一體式的分壓電阻，因?yàn)楣に嚊Q定 了該分壓電阻是用同一種電阻漿料，同樣的燒結(jié)參數(shù)下完成的，因此保證了分壓電阻的高、 低壓兩段電阻阻值準(zhǔn)確的比例關(guān)系與溫度系數(shù)的一致性，提高了分壓電阻電參數(shù)比差、角 差的精度與穩(wěn)定性。在絕緣體中，在一體式分壓電阻與金屬屏蔽環(huán)網(wǎng)之間存在分布參數(shù)，尤其是分布 電容的存在，不僅使得一體式分壓電阻在交流電壓的轉(zhuǎn)換中，輸出信號(hào)的比差、角差發(fā)生了 偏移，而且隨度變化比差明顯不穩(wěn)定，選擇適當(dāng)?shù)木€性熱敏阻使其溫度系數(shù)與由分布電容
3引起的分壓電阻溫度系數(shù)相反，并且兩者絕對(duì)值相等或相近，就可以使輸出信號(hào)的比差趨 于穩(wěn)定。為解決一體式分壓電阻的輸出信號(hào)相位移即角差偏移問(wèn)題，接入了移相電容，它 可以調(diào)整一體式分壓電阻的輸出信號(hào)相位解決角差的偏移，原因是根據(jù)原理圖1所示的電 路圖，在由高壓段電阻、移相電容、熱敏電阻、微調(diào)電阻和低壓段電阻所組成的串聯(lián)電路中，
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依交流電路阻抗計(jì)算公式有l(wèi)fla _ "gr _ _ _J_式中a為串聯(lián)電路移相角，R為上
述高、低壓段電阻、熱敏電阻、微調(diào)電阻之和，C為移相電容，由該式看出，在保持電阻R不 變時(shí)，電路的移相角與移相電容值有關(guān)，因此，選擇合適的移相電容就可以調(diào)整該電阻分壓 器即電子式電壓互感器的輸出信號(hào)相位即角差。把高壓段電阻、移相電容、熱敏電阻、微調(diào) 電阻、低壓段電阻和壓敏電阻置于同一個(gè)金屬屏蔽環(huán)網(wǎng)內(nèi)的屏蔽方式，可增加屏蔽效果，使 IOKV無(wú)源電子式電壓互感器在使用中對(duì)其所在位置、放置方向無(wú)特殊要求，更加實(shí)用，屏蔽 體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可使分布電容的容量大為減少，因而由分布電容引起的交流電壓相角的偏 移量減小，由分布電容的溫度系數(shù)引起的分壓電阻輸出信號(hào)角差的不穩(wěn)定性大幅度減小。 調(diào)整微調(diào)電阻，可以整定比差的基值。在三相三線制的IOKV電力系統(tǒng)中，相一地電子式 互感器是接成星形的，即三只互感器分別從低壓段電阻引出的三根信號(hào)線接在一起，形成 中性點(diǎn)并接地，該電子式電壓互感器的接地端不直接與大地電連接，而是壓敏電阻接地，可 使電能計(jì)量表不受地電位微動(dòng)引起的誤差，當(dāng)電網(wǎng)故障時(shí)，上述中性點(diǎn)電位將發(fā)生很大變 化，導(dǎo)致壓敏電阻導(dǎo)通限制危險(xiǎn)電壓以保護(hù)接于中性點(diǎn)上的電器。本發(fā)明的有益效果是，以 一種無(wú)源的方式，即不使用調(diào)整線路板而調(diào)整其輸出電參數(shù)比差、角差，而且輸出電參數(shù)穩(wěn) 定，屏蔽效果好，不影響電能表的計(jì)量準(zhǔn)確度，使用安全方便，體積小。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。圖1是本發(fā)明的原理圖。圖2是IOKV無(wú)源電子式電壓互感器實(shí)施例的縱剖面構(gòu)造圖。圖3是一體式電阻器展開(kāi)圖。圖中1. IOKV高壓絕緣導(dǎo)線，2.陶瓷管，3.高壓段電阻，4.上金屬帽，5.移相電容 器，6.熱敏電阻，7.微調(diào)電阻，8.低壓段電阻，9.壓敏電阻，10.絕緣層，11.金屬屏蔽環(huán)網(wǎng) 12.半導(dǎo)電環(huán)，13.接地端，14.信號(hào)線，15.信號(hào)線屏蔽層，16.絕緣體，17.下金屬帽，18.高 壓段電阻導(dǎo)電極，19.低壓段電阻導(dǎo)電極，
具體實(shí)施例方式在圖1中，IOKV高壓絕緣導(dǎo)線(1)、高壓段電阻(3)、移相電容(5)、熱敏電阻(6)、 微調(diào)電阻(7)與低壓段電阻⑶串聯(lián)，壓敏電阻(9)的一端與低壓段電阻⑶的一端相連， 另一端與大地端(13)相連，兩根信號(hào)線(14)分別從移相電容與熱敏電阻的連接點(diǎn)、低壓段 電阻與壓敏電阻的連接點(diǎn)引出，金屬屏蔽環(huán)網(wǎng)(11)與接地端(13)相連。高、低壓段電阻、 移相電容、熱敏電阻、微調(diào)電阻和壓敏電阻全部安裝在一個(gè)整體的金屬屏蔽環(huán)網(wǎng)內(nèi)，高壓段和低壓段電阻的本體是附著在陶瓷管的外表面上的電阻膜，其展開(kāi)圖如圖3所示，通常高 壓段電阻為幾十兆歐，低壓段電阻為10ΚΩ-十幾ΚΩ，電阻分壓比為幾千比一，以保證該電 子式電壓互感器在電路中的損耗小于1W，移相電容的容量一般為2-3KPF，其在50HZ交流電 路中的容抗為1.6ΜΩ 1ΜΩ之間，對(duì)分壓電阻的比值影響很小，承受的電壓僅100伏左 右；熱敏電阻的選擇是根據(jù)在信號(hào)線上測(cè)得的電參數(shù)，即IOKV無(wú)源電子式電壓互感器的比 差的溫度系數(shù)算出的低壓段電阻的綜合變化量決定的。低壓段電阻的綜合變化量，即是高 壓段、低壓段電阻及分布參數(shù)各自的變化量綜合作用的結(jié)果，由比差的變化量除以對(duì)應(yīng)的 溫度變化量即可計(jì)算出比差溫度系數(shù)，由比差溫度系數(shù)可算出在某溫度范圍內(nèi)低壓段電阻 的綜合變化量，選參數(shù)適當(dāng)?shù)臒崦綦娮瑁蛊湓谙嗤臏囟茸兓秶鷥?nèi)變化的電阻值與低 壓段電阻綜合變化量相等或盡量相近，并且變化方向相反，即可使該IOKV無(wú)源電子式電壓 互感器的比差穩(wěn)定。微調(diào)電阻選幾十歐姆，可微調(diào)IOKV無(wú)源電子式電壓互感器的常溫中間 值。壓敏電阻耐壓值選幾十伏，IOKV線路正常運(yùn)行時(shí)對(duì)電路無(wú)影響，只在線路故障時(shí)才使其 擊穿起保護(hù)作用。 在圖2所示實(shí)施例中，在絕緣體(16)內(nèi)，高壓絕緣導(dǎo)線(1)與上金屬帽(4)電連 接并穿出絕緣體(16)，上金屬帽(14)與高壓段電阻導(dǎo)電極(18)電連接。該高壓段電阻的 另一端導(dǎo)電極與移相電容(5)電連接，該電容另一端分別與熱敏電阻(6)及信號(hào)線(14)電 連接，該熱敏電阻的另一端與微調(diào)電阻(7)電連接，該微調(diào)電阻另一端與低壓段電阻導(dǎo)電 極(19)電連接，該低壓段電阻的另一端導(dǎo)電極與下金屬帽(17)電連接，高壓段電阻(3)與 低壓段電阻(8)做在同一只陶瓷管(2)上，在移相電容(5)與熱敏電阻(6)的連接點(diǎn)和下 金屬帽(17)上分別連接信號(hào)線(14)，下金屬帽(17)與金屬屏蔽環(huán)網(wǎng)(11)的底面之間墊有 絕緣層(10)，信號(hào)線屏蔽層(15)與金屬屏蔽環(huán)網(wǎng)(11)電連接，并由該環(huán)網(wǎng)的底面連接接地 端(13)，該金屬環(huán)網(wǎng)的上端有一半導(dǎo)電環(huán)(12)，可改善屏蔽環(huán)網(wǎng)端部與高壓段電阻上端及 上金屬帽(4)之間的電場(chǎng)分布，提高其絕緣水平，保證安全運(yùn)行。金屬屏蔽環(huán)網(wǎng)(11)做成環(huán) 形整體結(jié)構(gòu)，使IOKV無(wú)源電子式電壓互感器的其它所有元器件包圍于該屏蔽環(huán)網(wǎng)的內(nèi)部， 保證屏蔽完全，使其在實(shí)際使用中對(duì)安裝位置無(wú)特殊要求。該屏蔽環(huán)網(wǎng)的本體采用網(wǎng)裝結(jié) 構(gòu)，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可大大減小分布參數(shù)，有利于電子式互感器電參數(shù)調(diào)整和穩(wěn)定。實(shí)施例2中主 要元器件的主要參數(shù)高壓段電阻(3)的阻值50ΜΩ，低壓段電阻(8)、熱敏電阻(6)和微調(diào) 電阻(7)值之和10ΚΩ，移相電容2000PP，壓敏電阻(9)額定電壓47V，金屬屏蔽環(huán)網(wǎng)為焊接 式，網(wǎng)孔尺寸3. 5mmX3. 5mm。
權(quán)利要求
一種10KV無(wú)源電子式電壓互感器，在絕緣體中，高壓接線端、高壓段電阻、低壓段電阻順序電連接，在高、低壓段電阻的外面設(shè)有屏蔽層，并從低壓段電阻的兩端引出信號(hào)線，其特征是高壓絕緣導(dǎo)線、高壓段電阻、移相電容、熱敏電阻、微調(diào)電阻和低壓段電阻順序電連接，低壓段電阻上接有壓敏電阻，并在高、低壓段電阻、移相電容、熱敏電阻、微調(diào)電阻和壓敏電阻外面設(shè)置有整體的網(wǎng)狀屏蔽層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述IOKV無(wú)源電子式電壓互感器，其特征是高壓絕緣導(dǎo)線一端與 上金屬帽連接，另一端穿出絕緣體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述IOKV無(wú)源電子式電壓互感器，其特征是高壓段電阻與低壓段 電阻制做在同一只陶瓷管上，形成一體式分壓電阻器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述IOKV無(wú)源電子式電壓互感器，其特征是高壓段電阻下端接有 一只移相電容器，該移相電容器另一端分別與信號(hào)線和熱敏電阻電連接，熱敏電阻另一端 與微調(diào)電阻電連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述IOKV無(wú)源電子式電壓互感器，其特征是低壓電阻的一端與微 調(diào)電阻電連接，低壓段電阻的另一端經(jīng)下金屬帽分別與壓敏電阻和一根信號(hào)線電連接，壓 敏電阻另一端接地。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述IOKV無(wú)源電子式電壓互感器，其特征是下金屬帽與金屬屏蔽 環(huán)網(wǎng)底面之間有絕緣層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述IOKV無(wú)源電子式電壓互感器，其特征是高、低壓段電阻、移相 電容、熱敏電阻、微調(diào)電阻和壓敏電阻全部安裝在一個(gè)整體的金屬屏蔽環(huán)網(wǎng)內(nèi)，環(huán)網(wǎng)的上端 有半導(dǎo)電環(huán)。
全文摘要
一種不用外接調(diào)整線路板的電參數(shù)穩(wěn)定的10kV無(wú)源電子式電壓互感器。它是在絕緣體內(nèi)，高壓絕緣導(dǎo)線、高壓段電阻、移相電容、熱敏電阻、微調(diào)電阻與低壓段電阻串連，并在移相電容與熱敏電阻的連接點(diǎn)和低壓段電阻下端分別引出信號(hào)線，壓敏電阻兩端分別與低壓段電阻和大地連接，高、低壓段電阻制作在同一支陶瓷管上，高、低壓段電阻、移相電容、熱敏電阻、壓敏電阻及微調(diào)電阻設(shè)置在一個(gè)整體的金屬屏蔽環(huán)網(wǎng)內(nèi)。該電子式電壓互感器是用于10kV電力系統(tǒng)中的電能計(jì)量和用戶電力設(shè)備保護(hù)的安全可靠的基礎(chǔ)電器，具有顯著節(jié)能效果。
文檔編號(hào)G01R15/18GK101901681SQ200910143450
公開(kāi)日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2009年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月26日
發(fā)明者王樹(shù)真, 陳永山 申請(qǐng)人:廊坊高山電子科技有限公司