CN105467185B - 阻容分压式电压互感器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及阻容分压式电压互感器，包括轴线沿上下方向延伸的高压电极，高压电极的内侧设置有低压电极，低压电极的内侧设置有与高压电极同轴线设置的接地电极。接地电极、低压电极和高压电极由内至外同轴线布置，有利于产品结构紧凑，同时还有利于电场的分布。
Description
技术领域
本发明涉及一种阻容分压式电压互感器。
背景技术
鉴于光学式电压互感器技术尚未成熟，在智能变电站建设过程中，普遍采用电磁式电压互感器加电子转换模块的方式，为智能变电站提供所需的数字量信号。阻容分压式电压互感器是电磁式电压互感器中最为重要的一大类，常见的阻容分压式电压互感器有叠装电容式和同轴电容式，阻容分压式电压互感器具备能耗小，有利于电力系统无功平衡的特性，同时同轴式阻容分压式电压互感器使用六氟化硫气体作为内部主绝缘介质，具有绝缘可靠性高，精度稳定的优点。
现有的阻容分压式电压互感器如中国专利CN201853571U公开的“一种基于阻容分压原理的电压互感器”，包括压力容器，压力容器内设置有高压电极，高压电极内侧设置有低压电极，高压电极与低压电极形成电容，压力容器上还设置有与高压电极、低压电极垂直设置的接地电极，低压电极上设置有用于与相应电阻相连的引线结构。使用时，在低压电极与接地电极之间的线路上耦合电阻。现有的这种阻容分压式电压互感器存在的问题在于：接地电极与高压电极、低压电极垂直设置，导致整个产品结构不够紧凑，电场分布也不是太好；只能实现单传感器输出，不利于测量的测量数据的稳定性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构紧凑的阻容分压式电压互感器。
为了解决上述问题，本发明的技术方案为：
阻容分压式电压互感器，包括轴线沿上下方向延伸的高压电极，高压电极的内侧设置有低压电极，低压电极的内侧设置有与高压电极同轴线设置的接地电极。
低压电极有至少两个，各低压电极同轴线布置，其中一个低压电极与所述接地电极相连，其余的低压电极上设置有用于与相应电阻相连的引线结构。
低压电极为与接地电极同轴线设置的瓦片状结构，各低压电极沿接地电极的周向间隔布置。
低压电极为与接地电极同轴线设置的筒形结构，各低压电极沿上下方向间隔设置。
高压电极与低压电极之间设置有与高压电极同轴线设置的悬浮电极，悬浮电极与高压电极、低压电极绝缘配合。
悬浮电极通过悬浮电极与高压电极之间的绝缘气体与高压电极绝缘配合，悬浮电极通过实现悬浮电极与低压电极绝缘配合的绝缘套筒设置于低压电极上。
所述低压电极的内表裸露。
本发明的有益效果为：接地电极、低压电极和高压电极由内至外同轴线布置，有利于产品结构紧凑，同时还有利于电场的分布。
进一步的，同轴式结构的低压电极有多个，各低压电极可灵活实现单路、多路传变输出；其中一个低压电极直接接地，可以消除暂态高压对其它低压电极所在线路的影响。
附图说明
图1是本发明的实施例1的结构示意图；
图2是本发明中A-A向剖视图；
图3是图1的电气原理图；
图4是本发明的实施例2的电气原理图；
图5是本发明的实施例3的电气原理图。
具体实施方式
阻容分压式电压互感器的实施例1如图1～3所示：包括压力容器1，压力容器内由外至内依次同轴线设置有高压电极2、悬浮电极3、低压电极和接地电极8，悬浮电极为低压电极提供机械支撑，接地电极为实心棒结构(或空心筒结构)，高压电极与悬浮电极通过其二者之间的绝缘气体实现绝缘，本实施例中的绝缘气体为六氟化硫气体。低压电极有三个，三个低压电极分别为第一低压电极7、第二低压电极9和第三低压电极6，三个低压电极同轴线布置，低压电极为与接地电极同轴线设置的瓦片状结构，低压电极的内周面裸露，各低压电极沿接地电极的周向间隔布置，相邻低压电极之间的间隙及低压电极与接地电极之间均通过绝缘气体绝缘，绝缘气体5为六氟化硫气体。悬浮电极3通过实现悬浮电极3与低压电极绝缘配合的绝缘套筒4设置于低压电极上。低压电极与接地电极之间有绝缘结构件支撑。第一低压电极7直接与接地电极相连，其余两个低压电极上设置有用于与相应电阻相连的引线结构，低压电极上的引线结构为二次输出信号正，接地电极上设置有与二次输出信号正相对应的二次输出信号负。图1中项10表示互感器支腿。
使用时，需在二次输出信号正与对应二次输出信号负之间分别串设电阻R1和R2，其原理如图3所示：高压电极与悬浮电极形成Ca，悬浮电极与各低压电极分别形成Cb、C1和C2，C1、C2满足双输出需要，其中Cb直接与接地电极相连，C1、C2与接地电极之间分别耦合电阻R1和电阻R2。
在本发明的其它实施例中：低压电极还可以是轴线沿上下方向延伸的筒形结构，此时各低压电极沿上下方向间隔设置。
阻容分压式电压互感器的实施例2如图4所示：实施例2与实施例1不同的是，低压电极有两个，其中一个低压电极与悬浮电极形成C3，另外一个低压电极与悬浮电极形成C2，C3直接与接地电极相连，C2使用时需耦合电阻R。本实施例可实现单输出。
以单输出为例，即低压电极分剖分为两块，高压电极与悬浮电极之间的电容参数记为C1,悬浮电极与接地方式为电阻耦合接地的低压电极之间的电容参数记为C2，悬浮电极与接地方式为直接地的低压电极之间的电容参数记为C3，则有：
Uo相位滞后Ui
本发明所涉及的AIS用阻容分压式电压互感器如前所述，其传变稳定性主要决定于C1、C2、C3、R参数。对于电阻参数R，使用精度高，特性稳定的高精密电阻可满足要求。对于C1、C2、C3，合理设计高压电极、悬浮电极、接地电极即可实现电力线沿圆筒径向分布，在电容参数方面与无限长同轴电容计算方式无异。故其电容理论计算公式为
a为同轴电容内径，b同轴电容外径，εo为真空介电常数，εr为绝缘介质相对介电常数，l为同轴形电容器长度，可知电容稳定性与εo、εr、l相关，高压电极、悬浮电极、低压电极使用同一种材质的金属，可保证为常数，高压电极与悬浮电极之间绝缘介质为六氟化硫气体，经相关试验证明，在六氟化硫气体密度不变的情况下，六氟化硫气体介电常数基本稳定，其变化对于目前互感器精度要求可忽略不计。悬浮电极与低压电极之间为绝缘介质层，其材质可以为工程塑料或复合材料，选用相对介电常数大，介电强度大的材料制作，对其结构进行合理化设计，保证外界环境变化时，其整体电容参数满足互感器计量精度要求。
本发明的实施例3如图5所示：实施例3与实施例1不同的是，低压电极有至少四个，以实现多输出，各低压电极与悬浮电极形成C1～Cn，连接于对应电容与接地电极之间的电阻分别为R1～Rn。
Claims (5)
1.阻容分压式电压互感器，包括轴线沿上下方向延伸的高压电极，高压电极的内侧设置有低压电极，其特征在于：低压电极的内侧设置有与高压电极同轴线设置的接地电极；高压电极与低压电极之间设置有与高压电极同轴线设置的悬浮电极，悬浮电极与高压电极、低压电极绝缘配合；
低压电极有至少两个，各低压电极同轴线布置，其中一个低压电极与所述接地电极相连，其余的低压电极上设置有用于与相应电阻相连的引线结构。
2.根据权利要求1所述的阻容分压式电压互感器，其特征在于：低压电极为与接地电极同轴线设置的瓦片状结构，各低压电极沿接地电极的周向间隔布置。
3.根据权利要求1所述的阻容分压式电压互感器，其特征在于：低压电极为与接地电极同轴线设置的筒形结构，各低压电极沿上下方向间隔设置。
4.根据权利要求1所述的阻容分压式电压互感器，其特征在于：悬浮电极通过悬浮电极与高压电极之间的绝缘气体与高压电极绝缘配合，悬浮电极通过实现悬浮电极与低压电极绝缘配合的绝缘套筒设置于低压电极上。
5.根据权利要求1～4任意一项所述的阻容分压式电压互感器，其特征在于：所述低压电极的内表裸露。
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