CN109324216A - 低压臂及暂态电压测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低压臂及暂态电压测量装置,包括:包括屏蔽筒,所述屏蔽筒两端分别安装有底座和绝缘盖,其中所述绝缘盖与高压臂螺杆连接,所述底座上设有电缆连接头,所述屏蔽筒内设有电路板,所述电路板上设有多个阻容元件,其中所述阻容元件包括低压电阻以及与所述低压电阻相串联的低压电容,且所述阻容元件相互并联,所述电路板与所述高压臂螺杆相连,所述电路板通过匹配电阻与所述电缆连接头相连。本发明不但简单、安装方便,而且有利于获得足够大的电容量。
Description
技术领域
本发明涉及暂态电压测量的技术领域,尤其是指一种低压臂及暂态电压测量装置。
背景技术
工频电压和冲击电压的测量装置一般为电压分压器。在试验过程中将需要测量高电压转换成可供二次测量装置测量的低压信号。由于工频电压为持续电压,周期长、频率低,对分压器的频率响应要求低,因此工频分压器一般为纯电容分压器,一般不吸收有功能量。冲击分压器为测量雷电全波或操作全波的分压器,电压波形为频率高的间歇性冲击波,能量较小但要求分压器的频率响应非常好,因此冲击分压器一般为阻容分压器,高压臂内的阻尼电阻用于阻尼高压引线上带来的振荡。
通常所述高压臂由电阻、电容串联组成。电容使用油纸绝缘的脉冲电容器或者盘式电容器、电阻为多个双线并绕的无感电阻并联,由于波形上升阶段为电容分压器,波尾阶段主要为电阻分压,因此电容和电阻的耐压设计基本相同。目前高压臂的电容量一般为(300-500)pF,电容分压器易受杂散电容的影响,另外油纸绝缘的脉冲电容器的电容量稳定性不好,介损较大。而低压臂电容一般使用集中电容(薄膜电容或云母电容)并联,但云母电容器的电容量较小,因此当分压器分压比较大时,低压臂的体积较大,不易安装;所述薄膜电容的电容量大,但是电容量受环境温度的影响大,且由于高、低压臂的介质不同,其温度系数和电压系数也不相同,刻度因数的变化较大,一般只能满足3%的准确度,刻度因数随施加电压的变化而变化。
当然,也可以使用标准电容器测量冲击电压信号和工频电压信号,由于标准电容器电容量稳定性好,介质损耗小,不受外界条件影响,标准电容器的电压线性度极小,而广泛应用于各种电器设备的绝缘检测,并可用作标准分压器以及局部放电和无线电干扰试验中的耦合电容等,但是分压器的刻度因数可估计为低压电容与高压电容的比值,为高压电容一般为300至500pF,由于二次测量装置的入口电压为1000V以下,因此随着标称电压的增大,刻度因数也需要随之增大。通常所述低压臂电容容量范围约300nF-4000nF,而单个云母电容最大也只有数十nF,因此并联的电容数量非常多,如果焊接在两个金属板之间,难度非常大,且可能存在焊接不牢的情况。
发明内容
为此,本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中低压臂的安装困难、且电容容量有限的问题,从而提供一种安装容易,且由足够大电容量的低压臂及暂态电压测量装置。
为解决上述技术问题,本发明的一种低压臂,包括屏蔽筒,所述屏蔽筒两端分别安装有底座和绝缘盖,其中所述绝缘盖与高压臂螺杆连接,所述底座上设有电缆连接头,所述屏蔽筒内设有电路板,所述电路板上设有多个阻容元件,其中所述阻容元件包括低压电阻以及与所述低压电阻相串联的低压电容,且所述阻容元件相互并联,所述电路板与所述高压臂螺杆相连,所述电路板通过匹配电阻与所述电缆连接头相连。
在本发明的一个实施例中,所述低压电阻为厚膜脉冲电阻,且多个所述厚膜脉冲电阻相互并联。
在本发明的一个实施例中,所述低压电阻的一端与所述第一连接螺杆电气相连,所述低压电阻的另一端与所述低压电容的首段相连。
在本发明的一个实施例中,所述低压电阻采用星形布置。
在本发明的一个实施例中,所述低压电容为陶瓷电容,所述陶瓷电容为表面安装多层陶瓷电容,且所述陶瓷电容相互并联。
在本发明的一个实施例中,所述匹配电阻的数量为多个,且相互并联。
在本发明的一个实施例中,所述匹配电阻的一端与所述低压电阻的高压端相连,所述匹配电阻的另一端与所述电缆连接头的芯线相连。
在本发明的一个实施例中,所述匹配电阻通过连接片与所述电缆连接头相连,且所述电缆连接头通过同轴电缆与数据采集单元相连。
在本发明的一个实施例中,所述数据采集单元包括高速数据采集卡和计算分析软件。
本发明还提供了一种暂态电压测量装置,包括高压臂,所述高压臂与上述任意一项所述的低压臂相连。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:
本发明所述的低压臂及暂态电压测量装置,包括电路板,所述电路板上设有多个阻容元件,其中所述阻容元件包括低压电阻以及与所述低压电阻相串联的低压电容,且所述阻容元件相互并联,从而有利于调节所述电阻以及电容的数值,使得低压杂散电感非常小,不但有利于改善整个分压器的动态特性,而且有利于获得足够大的电容量。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解,下面根据本发明的具体实施例并结合附图,对本发明作进一步详细的说明,其中
图1是本发明低压臂的示意图;
图2是本发明暂态电压测量装置的示意图。
说明书附图标记说明:10-低压臂,11-屏蔽筒,12-底座,13-绝缘盖,14-电路板,151-第一连接杆,152-第二连接杆,153-第三连接杆,16-匹配电阻,17-连接片,20-高压臂,21-高压臂螺杆,31-电缆连接头,32-同轴电缆,33-数据采集单元。
具体实施方式
实施例一
如图1所示,本实施例提供一种低压臂10,包括屏蔽筒11,所述屏蔽筒11两端分别安装有底座12和绝缘盖13,其中所述绝缘盖13与高压臂螺杆21连接,所述底座12上设有电缆连接头31,所述屏蔽筒11内设有电路板14,所述电路板14上设有多个阻容元件,其中所述阻容元件包括低压电阻以及与所述低压电阻相串联的低压电容,且所述阻容元件相互并联,所述电路板14与所述高压臂螺杆21相连,所述电路板14通过匹配电阻16与所述电缆连接头31相连。
本实施例所述低压臂10,包括屏蔽筒11,所述屏蔽筒11两端分别安装有底座12和绝缘盖13,其中所述绝缘盖13与高压臂螺杆21连接,所述底座12上设有电缆连接头31,所述屏蔽筒11内设有电路板14,所述电路板14上设有多个阻容元件,其中所述阻容元件包括低压电阻以及与所述低压电阻相串联的低压电容,且所述阻容元件相互并联,从而有利于调节所述电阻以及电容的数值,使得低压杂散电感非常小,不但有利于改善整个分压器的动态特性,而且有利于获得足够大的电容量,所述电路板14与所述高压臂螺杆21相连,具体地,所述电路板14通过第一连接螺杆151与所述高压臂螺杆21相连,从而实现所述电路板14与所述高压臂螺杆21的连接,所述电路板14通过匹配电阻16与所述电缆连接头31相连,通过所述匹配电阻16可以消除同轴电缆的折反射引起的振荡,整个装置结构简单、体积小,且安装方便。
所述低压电阻为厚膜脉冲电阻,且多个所述厚膜脉冲电阻相互并联,有利于减小电感。所述低压电阻的一端与所述第一连接螺杆151电气相连,所述低压电阻的另一端与所述低压电容的首段相连。所述低压电阻的耐受电压1kV、温度系数小于50ppm,电压系数小于0.1%。
所述低压电容为陶瓷电容,所述陶瓷电容为表面安装多层陶瓷电容,且所述陶瓷电容相互并联。陶瓷电容的末端为所述低压臂的低压侧,通过压接螺杆与所述屏蔽筒11连接,使用时与地线连接在一起。所述低压电容为数十个表面贴装的NPO多层陶瓷电容并联,温度系数几乎为零。
所述电路板14整板覆铜,仅在跨接所述低压电阻和所述低压电容时腐蚀环形槽,断开电气连接。所述电路板14为双层PCB板,正面和背面一致。具体地,所述电路板14为双面电路板,正、反两面都可以焊接所述低压电阻和低压电容。所述电路板14设有多个焊接孔,通过调整所述焊接孔的数量,便于调节所述电阻、电容的数值。所述电路板14的外沿有四个通孔,安装于所述屏蔽筒11上,所述通孔的周围为铜带使用螺丝压接,从而固定时保证电气连接。所述电路板14通过第二连接螺杆152固定在所述屏蔽筒11上。另外,所述电路板14上连接低压电阻、低压电容两端的焊接孔之间存在绝缘环,防止元件短接。
所述匹配电阻16的数量为多个,且相互并联,从而有利于消除同轴电缆的折反射引起的振荡。所述匹配电阻16的一端与所述低压电阻的高压端相连,所述匹配电阻的另一端与所述电缆连接头31的芯线相连。如图2所示,所述匹配电阻通过连接片17与所述电缆连接头31相连,且所述电缆连接头31通过同轴电缆32与数据采集单元33相连,从而将采集的数据传输至所述数据采集单元33。所述数据采集单元33包括高速数据采集卡和计算分析软件,通过所述高速数据采集卡采集数据,通过所述计算分析软件分析采集的数据。所述数据采集单元33可以是数字记录仪。其中所述同轴电缆32是射频同轴电缆。
所述屏蔽筒11与所述绝缘盖13通过第三连接杆153相互连接,从而实现将所述绝缘盖13固定在所述屏蔽筒11上。所述屏蔽筒11与所述底座12使用螺丝压接,保证电气连接。所述电缆连接头31的金属座与所述底座12使用螺丝压接,因此所述电路板14的外沿与所述电缆连接头31的金属座在电气上相连。
所述电路板14的外沿与所述电缆连接头31的金属座电气相连。所述阻容元件通过焊接固定在所述电路板14上,可使电气连接稳固。所述屏蔽筒11是金属外壳。所述底座12是金属底座,具体地,采用紫铜底板。所述连接片17是金属连接片。
实施例二
如图2所示,本实施例提供一种暂态电压测量装置,包括高压臂20,所述高压臂20与实施例一所述的低压臂10相连。
本实施例所述暂态电压测量装置,包括高压臂20,所述高压臂20与所述的低压臂10相连,因此实施例一中所述低压臂10具有的优点,所述暂态电压测量装置也全部具有。
所述低压臂10中的低压电阻和低压电容值的设计根据公式一:,其中R1为高压臂电阻以及阻尼电阻的和;C 1为高压电容;R 2为低压电阻;C 2为低压电容。分压器的刻度因数k通过公式二计算:,设计时根据C 1和标称电压确定分压器的刻度因数,进而确定低压电容的值,最后通过公式一确定所述低压电阻的值。而所述匹配电阻R k的数值,通过公式三计算得到,,式中R k为匹配电阻,R z为同轴电缆的特征阻抗,R 2为低压电阻。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种低压臂,包括屏蔽筒,所述屏蔽筒两端分别安装有底座和绝缘盖,其中所述绝缘盖与高压臂螺杆连接,所述底座上设有电缆连接头,其特征在于:所述屏蔽筒内设有电路板,所述电路板上设有多个阻容元件,其中所述阻容元件包括低压电阻以及与所述低压电阻相串联的低压电容,且所述阻容元件相互并联,所述电路板与所述高压臂螺杆相连,所述电路板通过匹配电阻与所述电缆连接头相连。
2.根据权利要求1所述的低压臂,其特征在于:所述低压电阻的一端与所述第一连接螺杆电气相连,所述低压电阻的另一端与所述低压电容的首段相连。
3.根据权利要求1或2所述的低压臂,其特征在于:所述低压电阻采用星形布置。
4.根据权利要求1或2所述的低压臂,其特征在于:所述低压电阻为厚膜脉冲电阻,且多个所述厚膜脉冲电阻相互并联。
5.根据权利要求1所述的低压臂,其特征在于:所述低压电容为陶瓷电容,所述陶瓷电容为表面安装多层陶瓷电容,且所述陶瓷电容相互并联。
6.根据权利要求1所述的低压臂,其特征在于:所述匹配电阻的一端与所述低压电阻的高压端相连,所述匹配电阻的另一端与所述电缆连接头的芯线相连。
7.根据权利要求6所述的低压臂,其特征在于:所述匹配电阻通过连接片与所述电缆连接头相连,且所述电缆连接头通过同轴电缆与数据采集单元相连。
8.根据权利要求7所述的低压臂,其特征在于:所述数据采集单元包括高速数据采集卡和计算分析软件。
9.根据权利要求1所述的低压臂,其特征在于:所述电路板上设有多个焊接孔。
10.一种暂态电压测量装置,包括高压臂,其特征在于:所述高压臂与权利要求1-9中任意一项所述的低压臂相连。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20190212 |