專利名稱：串聯(lián)電容防干擾層的結(jié)構(gòu)和制作方法
串聯(lián)電容防干擾層的結(jié)構(gòu)和制作方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明用于測(cè)量高電壓的電容分壓式計(jì)量器具的設(shè)計(jì)和制造中。當(dāng)通過(guò)此計(jì)量器 具的電容電流較小時(shí)，易受到周圍高壓電場(chǎng)，特別是雜散電容的影響而使測(cè)量準(zhǔn)確度不能 滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。增加串聯(lián)電容防干擾層，可以大大提高此計(jì)量器具的準(zhǔn)確度，應(yīng)用于電力、 電子實(shí)驗(yàn)室或變電站、電氣化鐵路等需要通過(guò)電容分壓式計(jì)量器具測(cè)量電壓的領(lǐng)域。
發(fā)明背景
這種電容分壓式計(jì)量器具通常是一組電容分壓器，利用電容分壓的原理，通過(guò)測(cè) 量低壓電容的端電壓，可以準(zhǔn)確的反映高壓電容的端電壓。有些情況下，高壓電容的電容 量較小，則電容電流較小，往往容易受到所在地高壓電場(chǎng)的干擾，特別是雜散電容電流的影 響，使測(cè)量準(zhǔn)確度降低，達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的要求。為此，通常的辦法是將電容分壓器本身的電容 量做的足夠大，以至于雜散電容電流的變化不足以影響電容分壓式計(jì)量器具的準(zhǔn)確度，從 而滿足計(jì)量器具準(zhǔn)確度的要求。例如，對(duì)充油型電容式電壓互感器的電容量要求逐漸由幾 千PF增長(zhǎng)到上萬(wàn)pF。但是充油型電容式電壓互感器具有充油設(shè)備的諸多缺點(diǎn)，例如，漏油、 易燃、易爆、污染環(huán)境，還需經(jīng)常維護(hù)、檢修，而且體積大、重量重。
近年來(lái)新型干式高壓套管和干式復(fù)合絕緣電流互感器克服了上述缺點(diǎn)，它的主絕 緣是用復(fù)合絕緣材料包繞而成的多層相互絕緣的同心圓的均壓屏制成的電容均壓絕緣芯 體。這種干式套管和電流互感器受到電力系統(tǒng)的廣泛歡迎。本專業(yè)技術(shù)人員一直企圖利用 其電容均壓絕緣芯體作為套管或電流互感器主絕緣的同時(shí)，兼做電容式電壓互感器的高壓 電容，制成集兩種功能于一身的干式電流、電壓互感器，簡(jiǎn)稱CVT,或三種功能于一身的帶電 流、電壓互感器的干式套管。這樣可以減少設(shè)備，減少占地，減少造價(jià)，減少維護(hù)工作量，是 電力系統(tǒng)有關(guān)專家和技術(shù)人員夢(mèng)寐以求的事情。但是，遺憾的是，其電容均壓絕緣芯體的電 容量很小，只有幾百PF，做電容分壓式計(jì)量器具使用時(shí)，很容易受到高壓電場(chǎng)干擾，特別是 周圍設(shè)備的雜散電容電流的影響，使測(cè)量準(zhǔn)確度降低，從而超過(guò)允許的誤差限值。若想在此 結(jié)構(gòu)條件下將高壓電容增加到上萬(wàn)PF，幾乎是不可能的，使這種美好的設(shè)想不能實(shí)現(xiàn)。
因此，必須另辟蹊徑，想辦法減少雜散電容電流對(duì)電容分壓式計(jì)量器具的影響，為 此特提出本發(fā)明。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是在電容均壓絕緣芯體的多層均壓屏外加包一串部分相互重疊又彼此絕 緣的同心圓金屬或半導(dǎo)電的防干擾屏，構(gòu)成串聯(lián)電容防干擾層，并聯(lián)聯(lián)接于電容均壓絕緣 芯體的導(dǎo)電體及接地體之間(結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)

圖1中格線部分)，其中，靠近導(dǎo)電體的防干擾 屏與導(dǎo)電體連接，被稱為等位屏，靠近接地體的防干擾屏與接地體連接，被稱為接地屏，中 間各防干擾屏仍被稱為防干擾屏。
通過(guò)調(diào)整串聯(lián)電容防干擾層的相互重疊部分的屏長(zhǎng)及屏間絕緣厚度，使各防干擾 屏間電容量相等或接近，各防干擾屏間電壓分布均勻，并使每一個(gè)防干擾屏的內(nèi)邊緣與電 容均壓絕緣芯體的相應(yīng)的均壓屏的邊緣軸向坐標(biāo)對(duì)齊，從而使串聯(lián)電容防干擾層的各防干擾屏與電容均壓絕緣芯體的對(duì)應(yīng)的各均壓屏電位接近或相等，使電流不可能在兩個(gè)對(duì)應(yīng)屏中流動(dòng)，使得雜散電容電流通過(guò)防干擾層入地，從而防止了雜散電容電流對(duì)被測(cè)量的電容電流的影響，保證了電容分壓器的準(zhǔn)確度。
采用這技術(shù)措施后，即使電容均壓絕緣芯體的電容量較小，也能保證電容分壓式計(jì)量器具的測(cè)量準(zhǔn)確度。
串聯(lián)電容防干擾層緊密的裝設(shè)在電容均壓絕緣芯體I的均壓屏2夕卜，外護(hù)套7內(nèi)， 包括與導(dǎo)電體3連接的等位屏4，與接地體8連接的接地屏5和置于等位屏4和接地屏5之間的其他防干擾屏6，其特征在于在等位屏4和接地屏5之間用絕緣帶在電容均壓絕緣芯體I的均壓屏2外包繞多個(gè)沿軸向部分重疊又彼此絕緣的圓錐形金屬或半導(dǎo)電的防干擾屏 6，其防干擾屏6的內(nèi)邊緣軸向坐標(biāo)與電容均壓絕緣芯體I的相對(duì)應(yīng)的均壓屏2邊緣軸向坐標(biāo)對(duì)齊，使防干擾屏6的電位與電容均壓絕緣芯體I的相對(duì)應(yīng)的均壓屏2電位相等或接近。
與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明的串聯(lián)電容防干擾層具有以下優(yōu)點(diǎn)
本發(fā)明在干式高壓套管和干式電流互感器的電容均壓絕緣芯體的均壓屏外附加串聯(lián)電容防干擾層后，使高壓電場(chǎng)的干擾電流，特別是雜散電容電流通過(guò)串聯(lián)電容防干擾層入地，保證了用電容均壓絕緣芯體做高壓電容組成的電容分壓式計(jì)量器具測(cè)量的準(zhǔn)確度，即使在電容均壓絕緣芯體電容量較小的情況下，電壓測(cè)量的準(zhǔn)確度也能達(dá)到O. 2%或更小，滿足有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的要求，使得干式高壓套管或干式電流互感器的電容均壓絕緣芯體用作電氣設(shè)備主絕緣的同時(shí)，還可以用來(lái)測(cè)量高電壓的設(shè)想得到了實(shí)現(xiàn)，它不僅提高了測(cè)量的準(zhǔn)確度，還具有干式互感器的無(wú)油、無(wú)瓷、無(wú)爆炸、無(wú)污染，體積小、重量輕、 不需檢修維護(hù)等諸多優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明也可應(yīng)用于充油或充氣式電容型高壓套管或電容式電流互感器的電容均壓絕緣芯體上，加裝串聯(lián)電容防干擾層后，可提高其準(zhǔn)確度。
本發(fā)明有兩種制作方法
第一種制作方法是先制作等位屏再制作其他防干擾屏，最后制作接地屏。
即先在電容均壓絕緣芯體外靠近導(dǎo)電體的部位用絕緣帶固定等位屏，并與電容均壓絕緣芯體的導(dǎo)電體電連接，然后依次沿著軸向朝著接地體側(cè)并按照各防干擾屏的內(nèi)邊緣軸向坐標(biāo)與電容均壓絕緣芯體相對(duì)應(yīng)的均壓屏邊緣軸向坐標(biāo)對(duì)齊的原則，開(kāi)始包繞防干擾第I屏，防干擾第2屏……，直至接地屏，接地屏與地線電連接，使串聯(lián)電容防干擾層與電容均壓絕緣芯體形成一個(gè)整體，在串聯(lián)電容防干擾層外固定外護(hù)套并將地線與接地體連接。
第二種制作方法是先制作接地屏再制作其他防干擾屏，最后制作等位屏。
先在電容均壓絕緣芯體外靠近接地部位的預(yù)定位置用絕緣帶固定接地屏，并與電容均壓絕緣芯體的末屏電連接并接地，然后依次沿著軸向朝著導(dǎo)電體側(cè)并按照各防干擾屏的內(nèi)邊緣軸向坐標(biāo)與電容均壓絕緣芯體相對(duì)應(yīng)的均壓屏邊緣軸向坐標(biāo)對(duì)齊的原則，開(kāi)始包繞防干擾倒數(shù)第I屏、防干擾倒數(shù)第2屏……，直至等位屏，等位屏與導(dǎo)電體電連接，使串聯(lián)電容防干擾層與電容均壓絕緣芯體形成一個(gè)整體，最后，在串聯(lián)防干擾層外固定外護(hù)套。
說(shuō)明書附圖
圖1是第I種制作方法的示意圖，圖中格線部分是串聯(lián)電容防干擾層。
圖2是第2種制作方法的示意圖，圖中格線部分是串聯(lián)電容防干擾層。具體實(shí)施方案
實(shí)施方案1:先制作等位屏再制作其他防干擾屏，最后制作接地屏。
即先在電容均壓絕緣芯體外靠近導(dǎo)電體的位置(例如，緊靠導(dǎo)電體)用絕緣帶 (例如，環(huán)氧玻璃絲帶或聚四氟乙烯帶)固定第一個(gè)等位屏(例如，鋁箔制成)，并與電容均壓絕緣芯體的導(dǎo)電體電連接(例如，通過(guò)導(dǎo)電片連接)，然后依次沿著軸向并朝著接地體側(cè)按照各防干擾屏的內(nèi)邊緣軸向坐標(biāo)與電容均壓絕緣芯體相對(duì)應(yīng)的均壓屏邊緣軸向坐標(biāo)對(duì)齊的原則，開(kāi)始包繞防干擾第I屏(例如，防干擾第I屏的內(nèi)邊緣與電容均壓絕緣芯體的第 I個(gè)均壓屏邊緣軸向坐標(biāo)對(duì)齊)，再包繞防干擾第2屏(例如，防干擾第2屏的內(nèi)邊緣與電容均壓絕緣芯體的第2個(gè)均壓屏邊緣軸向坐標(biāo)對(duì)齊)……，直至接地屏，接地屏與地線電連接(例如，通過(guò)接地片連接)，使串聯(lián)電容防干擾層與電容均壓絕緣芯體形成一個(gè)整體，在串聯(lián)電容防干擾層外固定外護(hù)套(例如，硅橡膠護(hù)套)并將地線與接地體連接。
實(shí)施方案2 :先制作接地屏再制作其他防干擾屏，最后制作等位屏。
先在電容均壓絕緣芯體外靠近接地部位的預(yù)定位置用絕緣帶(例如，環(huán)氧玻璃絲帶或聚四氟乙烯帶)固定接地屏(例如，鋁箔制成，接地屏的內(nèi)邊緣與電容均壓絕緣芯體的末屏邊緣對(duì)齊)，并與電容均壓絕緣芯體的末屏電連接并接地(例如，通過(guò)導(dǎo)電片連接)，然后依次沿著軸向朝著導(dǎo)電體側(cè)并按照各防干擾屏的內(nèi)邊緣軸向坐標(biāo)與電容均壓絕緣芯體相對(duì)應(yīng)的均壓屏邊緣軸向坐標(biāo)對(duì)齊的原則，開(kāi)始包繞防干擾倒數(shù)第2屏(例如，倒數(shù)第2屏的內(nèi)邊緣與電容均壓絕緣芯體的倒數(shù)第2均壓屏邊緣軸向坐標(biāo)對(duì)齊)、倒數(shù)第2屏(例如， 倒數(shù)第2屏的內(nèi)邊 緣與電容均壓絕緣芯體的倒數(shù)第3均壓屏邊緣軸向坐標(biāo)對(duì)齊)……，直至等位屏，等位屏與導(dǎo)電體電連接(例如，通過(guò)導(dǎo)電片連接)，使串聯(lián)電容防干擾層與電容均壓絕緣芯體形成一個(gè)整體，最后，在串聯(lián)防干擾層外固定外護(hù)套(例如，硅橡膠護(hù)套)。
權(quán)利要求
1.串聯(lián)電容防干擾層緊密的裝設(shè)在電容均壓絕緣芯體(I)的均壓屏(2)外，外護(hù)套(7)內(nèi)，包括與電容均壓絕緣芯體⑴的導(dǎo)電體(3)相連接的等位屏(4)，與接地體⑶相連接的接地屏(5)和置于等位屏(4)和接地屏(5)之間的其他防干擾屏(6)，其特征在于在等位屏(4)和接地屏(5)之間用絕緣帶在電容均壓絕緣芯體(I)的均壓屏(2)外包繞多個(gè)沿軸向部分重疊又彼此絕緣的圓錐形金屬或半導(dǎo)電的防干擾屏￠)，其防干擾屏(6)的內(nèi)邊緣軸向坐標(biāo)與電容均壓絕緣芯體⑴相對(duì)應(yīng)的均壓屏⑵的邊緣軸向坐標(biāo)對(duì)齊，使防干擾屏(6)的電位與電容均壓絕緣芯體⑴相對(duì)應(yīng)的均壓屏(2)的電位相等或接近。
2.如權(quán)利要求1所述的串聯(lián)電容防干擾層的第一種制作方法是先制作等位屏(4)再制作其他防干擾屏(6)，最后制作接地屏(5)，其特征在于先在電容均壓絕緣芯體(I)外靠近導(dǎo)電體(3)的部位用絕緣帶固定等位屏(4)，并與電容均壓絕緣芯體(I)的導(dǎo)電體(3)電連接，然后依次沿著軸向朝著接地體(8)側(cè)并按照各防干擾屏(6)的內(nèi)邊緣軸向坐標(biāo)與電容均壓絕緣芯體(I)相對(duì)應(yīng)的均壓屏(2)的邊緣軸向坐標(biāo)對(duì)齊的原則，開(kāi)始包繞第I個(gè)防干擾屏(6)，第2個(gè)防干擾屏(6)……，直至接地屏(5)，接地屏(5)與接地體(8)電連接，使串聯(lián)電容防干擾層與電容均壓絕緣芯體(I)形成一個(gè)整體，最后，在串聯(lián)電容防干擾層外固定外護(hù)套⑵。
3.如權(quán)利要求1所述的串聯(lián)電容防干擾層的第二種制作方法是先制作接地屏(5)再制作其他防干擾屏(6)，最后制作等位屏(4)，其特征在于先在電容均壓絕緣芯體(I)外靠近接地體(8)的部位用絕緣帶固定接地屏(5)，并與電容均壓絕緣芯體(I)的末屏電連接并接地，然后依次沿著軸向朝著導(dǎo)電體(3)側(cè)并按照各防干擾屏(6)的內(nèi)邊緣軸向坐標(biāo)與電容均壓絕緣芯體⑴的相對(duì)應(yīng)的均壓屏(2)邊緣軸向坐標(biāo)對(duì)齊的原則，開(kāi)始包繞倒數(shù)第I個(gè)防干擾屏(6)，倒數(shù)第2個(gè)防干擾屏(6)……，直至等位屏(4)，等位屏(4)與導(dǎo)電體(3)電連接，使串聯(lián)電容防干擾層與電容均壓絕緣芯體(I)形成一個(gè)整體，最后，在串聯(lián)防干擾層外固定外護(hù)套(7)。
全文摘要
本發(fā)明用于測(cè)量高電壓的電容分壓式計(jì)量器具的設(shè)計(jì)和制造中。是在電容均壓絕緣芯體的多層均壓屏外加包一串部分相互重疊又彼此絕緣的同心圓金屬或半導(dǎo)電的防干擾屏，構(gòu)成串聯(lián)電容防干擾層，并聯(lián)聯(lián)接于電容均壓絕緣芯體的導(dǎo)電體及接地體之間。通過(guò)調(diào)整防干擾屏的屏長(zhǎng)及屏間絕緣厚度，并使每一個(gè)防干擾屏的內(nèi)邊緣與電容均壓絕緣芯體相應(yīng)的均壓屏的邊緣軸向坐標(biāo)對(duì)齊，從而使各防干擾屏與對(duì)應(yīng)的電容均壓絕緣芯體的各均壓屏的電位接近或相等，使雜散電容電流通過(guò)防干擾層入地，從而防止了雜散電容電流對(duì)被測(cè)量的電容電流的影響，即使電容均壓絕緣芯體的電容量較小，也能保證電容分壓式計(jì)量器具的準(zhǔn)確度。
文檔編號(hào)G01R3/00GK102998496SQ201110270710
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2011年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月14日
發(fā)明者王如璋, 王學(xué)東 申請(qǐng)人:北京瑞恒超高壓電器研究所