CN103187159A - 气体密封电阻分压式电压传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种气体密封电阻分压式电压传感器，包括电阻分压器，其特征在于电阻分压器设置在充气密封罐内，充气密封罐的一端设有一次端子，另一端设有接地端子和二次端子，二次端子为可以输送气体的导管，充气密封罐上设有屏蔽罩。其特点是：将电阻分压器设置在充有惰性气体的密封罐内，两者之间通过气体绝缘隔离，解决了因两种材料膨胀系数不同而产生的裂隙问题，提高了电压传感器的耐压性能，降低了局部放电，产品质量达到技术标准要求，能够输出高精度电压信号，为测量、控制、保护、数字传输和带电状态显示提供可靠的电信号。

Description

气体密封电阻分压式电压传感器

技术领域

本发明涉及一种电器元件，特别是电力系统开关设备中用于测量和保护的气体密封电阻分压式电压传感器。

背景技术

随着电力系统的迅猛发展，系统对电力设备的要求趋于小型化和智能化。在中低压智能化电力系统中，传统的用于测量和保护的电磁式电压互感器，因有体积大、线性范围小、易产生铁磁谐振等缺陷，不能满足使用要求，已被电压传感器所取代。目前，电阻分压式电压传感器大都采用传统的制备工艺，即将电阻分压器直接用环氧树脂混合料进行真空浇注。由于电阻分压器的基体材料为陶瓷，与环氧树脂热膨胀系数不同，并且电阻分压器长时间运行会产生热量，通常在电阻分压器阻值确定的情况下，其发热量与施加电压的平方成正比，导致电阻分压器陶瓷基体与环氧树脂浇注体间产生裂隙，裂隙的存在降低了电阻分压式电压传感器的绝缘性能，因此，容易产生放电或击穿，产品的可靠性较低，难以保证电力系统的安全运行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够提高工频耐压水平，克服局部放电产生，产品质量可靠的气体密封电阻分压式电压传感器。

本发明的目的是这样实现的：一种气体密封电阻分压式电压传感器，包括电阻分压器，其特征在于电阻分压器设置在充气密封罐内，充气密封罐的一端设有一次端子，另一端设有接地端子和二次端子，二次端子为可以输送气体的导管，充气密封罐上设有屏蔽罩。

所述的充气密封罐是由对接的上、下罐体构成，上、下罐体的结合部靠近设有二次端子的下罐体，结合部的外壁沿周向设有凹槽，沿凹槽缠绕有密封带。

在充气密封罐的上罐体上设有上屏蔽罩，上屏蔽罩位于上罐体外或埋设在上罐体壁中。

在充气密封罐下罐体上设有下屏蔽罩，下屏蔽罩位于下罐体外，且将上下罐体的结合部罩在下屏蔽罩内。

所述的一次端子为两端带外螺纹的螺杆，螺杆中部直径大于两端直径，外表面设有沟槽及凸凹不平的滚花，且埋设在上罐体内。

所述的接地端子为一端设有外螺纹，另一端设有内螺孔的螺杆，内螺孔端的螺杆直径大于外螺纹端的直径，外表面设有沟槽及凸凹不平的滚花，且埋设在下罐体内。

所述的二次端子是由导管和设置在导管中部且埋设在下罐体上的固定件构成，固定件外表面上设有沟槽及凸凹不平的滚花。

所述的电阻分压器，其两端面设有沿周向分布的径向凹槽，径向凹槽将电阻分压器的外部与内部空间相连通。

本发明是将电压传感器的核心元件电阻分压器安装在充有惰性气体的密封罐内，由于充气密封罐与电阻分压器之间有一定的空间，并通过气体缓冲介质进行绝缘隔离，因此有效解决了直接在电阻分压器基体上浇注环氧树脂，容易产生气泡和受电阻分压器运行中温度升高的影响而产生裂隙的问题，提高了电压传感器的绝缘水平，局部放电量能够达到技术标准，满足GB/T20840标准对产品各项性能的要求，产品质量可靠。充气密封罐是由相对接的上、下罐体粘接而成，并在结合部外部的凹槽内缠绕有密封带，保证密封罐具有良好的密封性能和机械强度。为了防止密封带在缠绕中可能存在的气泡对局部放电的影响，上下罐体的结合部最好靠近下罐体，即设有一次端子的上罐体长度应大于设有二次端子的下罐体，以消除结合部的局部放电。在充气密封罐上设置了屏蔽外界干扰和减小分布参数对传感器精度影响的屏蔽罩，根据上、下罐体的结构及到达良好的屏蔽效果，上屏蔽罩可以设置在上罐体外部，也可以设置在上罐体壁中。下屏蔽罩设置在下罐体的外部，并且要满足上、下罐体的结合部位于下屏蔽罩内。一次端子采用两端带螺纹、中部直径大于两端的螺杆，不但便于装配及将电阻分压器与外部设备连接，同时通过在中部螺杆的外表面加工有沟槽及滚花，使其能够与罐体形成良好的结合。接地端子采用一端设有外螺纹，另一端设有内螺孔的螺杆，以及在螺杆外表面设有沟槽及表面凸凹不平的滚花，也是为了同时能够满足部件间的装配、与外部设备连接及与罐体形成良好的结合。二次端子的导管既可用于输出控制信号，同时还起充气管的作用，减少传感器部件。导管的中部设置有与其连接成一体的固定件，固定件的外表面加工有沟槽及滚花，埋设在下罐体上，增加了导管强度和保证与下罐体形成良好的结合。为了保证充气密封罐内的气体压力均衡，在电阻分压器的两端面上设有沿周向分布的径向凹槽，径向凹槽将电阻分压器的外部与内部空间相连通。

本发明的特点是：将电阻分压器设置在充有惰性气体的密封罐内，两者之间通过气体绝缘隔离，解决了因两种材料膨胀系数不同而产生的裂隙问题，提高了电压传感器的耐压性能，降低了局部放电，产品质量达到技术标准要求，能够输出高精度电压信号，为测量、控制、保护、数字传输和带电状态显示提供可靠的电信号。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明一次端子的结构示意图；

图3是本发明接地端子的结构示意图；

图4是本发明电阻分压器的结构示意图；

图5是图4的侧视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1所示，气体密封电阻分压式电压传感器主要由电阻分压器4、充气密封罐14，一次端子1、二次端子11、接地端子7和上、下屏蔽罩3、6构成。充气密封罐14由上罐体16和下罐体17两部分组成，采用环氧树脂混合料真空浇注成圆柱形杯状体，其中上罐体的长度大于下罐体，即结合部靠近二次端子，上、下罐体的结合部外壁沿周向开有凹槽18，上、下罐体粘接后，再用密封带5绕凹槽缠绕，从而形成带有密闭气室13的充气密封罐。这种结构设计既能提高了粘接强度，又保证了密封效果，同时使其外形规范、美观。一次端子1是由两端带螺纹的螺杆构成，见图2，螺杆的中部直径大于两端，其外表面加工有沟槽和凸凹不平的滚花，且埋设在上罐体16内，可使螺杆与上罐体形成良好结合，有效防止一次端子的拔出、旋转、漏气。螺杆的一端伸出上罐体，与外部设备连接，另一端通过缓冲密封垫15与电阻分压器高压端19连接，同时还与上屏蔽罩固定螺母2连接，将埋设在上罐体内的上屏蔽罩3固定。上屏蔽罩也可以设置在上罐体外，通过与螺杆连接的螺母固定。二次端子的导管11中部设置有埋设在下罐体内的固定件12，固定件外表面加工成沟槽和滚花，形成凸凹不平的表面，保证与罐体良好结合。导管一端伸出下罐体外，与电气设备连接，另一端位于充气密封罐内，与电阻分压器低压端20连接。同时，导管还作为气体通道，用于抽出充气密封罐内的空气和向罐内充入惰性气体。充入惰性气体后，可用封口钳将铜管夹扁，然后将管口焊死，确保无气体泄漏。接地端子7为一端设有外螺纹，另一端设有内螺孔的螺杆，见图3，螺杆的外螺纹端位于罐体内，与电阻分压器接地端21连接，螺杆的内螺孔端直径大于外螺纹端的直径，且外表面加工有沟槽及滚花，埋设在下罐体内。设置在下罐体外部的下屏蔽罩6及接地端子片10、弹簧垫9通过与螺杆内螺孔连接的螺钉8固定。下屏蔽罩的长度尺寸应满足将上下罐体的结合部罩在下屏蔽罩内。电阻分压器4以陶瓷圆管为基体，两端沿中心线向内开有螺孔，分别用于连接一次端子和接地端子，见图4、5。在电阻分压器的两端面上设有4个沿周向均匀分布的径向凹槽22，当分压器两端被固定夹紧后，通过径向凹槽将电阻分压器内部与外部连通，保证密封后的罐体内惰性气体均匀分布，气压一致。

Claims (8)

1.一种气体密封电阻分压式电压传感器，包括电阻分压器，其特征在于电阻分压器设置在充气密封罐内，充气密封罐的一端设有一次端子，另一端设有接地端子和二次端子，二次端子为可以输送气体的导管，充气密封罐上设有屏蔽罩。

2.根据权利要求1所述的气体密封电阻分压式电压传感器，其特征在于所述的充气密封罐是由对接的上、下罐体构成，上、下罐体的结合部靠近设有二次端子的下罐体，结合部的外壁沿周向设有凹槽，沿凹槽缠绕有密封带。

3.根据权利要求1所述的气体密封电阻分压式电压传感器，其特征在于在充气密封罐的上罐体上设有上屏蔽罩，上屏蔽罩位于上罐体外或埋设在上罐体壁中。

4.根据权利要求1所述的气体密封电阻分压式电压传感器，其特征在于在充气密封罐下罐体上设有下屏蔽罩，下屏蔽罩位于下罐体外，且将上下罐体的结合部罩在下屏蔽罩内。

5.根据权利要求1所述的气体密封电阻分压式电压传感器，其特征在于所述的一次端子为两端带外螺纹的螺杆，螺杆中部直径大于两端直径，外表面设有沟槽及凸凹不平的滚花，且埋设在上罐体内。

6.根据权利要求1所述的气体密封电阻分压式电压传感器，其特征在于所述的接地端子为一端设有外螺纹，另一端设有内螺孔的螺杆，内螺孔端的螺杆直径大于外螺纹端的直径，外表面设有沟槽及凸凹不平的滚花，且埋设在下罐体内。

7.根据权利要求1所述的气体密封电阻分压式电压传感器，其特征在于所述的二次端子是由导管和设置在导管中部且埋设在下罐体上的固定件构成，固定件外表面上设有沟槽及凸凹不平的滚花。

8.根据权利要求1所述的气体密封电阻分压式电压传感器，其特征在于所述的电阻分压器，其两端面设有沿周向分布的径向凹槽，径向凹槽将电阻分压器的外部与内部空间相连通。

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