CN111521869A - 高压交流计量装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种高压交流计量装置，涉及电气装置技术领域。高压交流计量装置包括基础壳体、分压单元、信号处理模块和电流互感器，分压单元设置于基础壳体内且被绝缘材料裹覆，分压单元与信号处理模块电连接，信号处理模块与电流互感器电连接，基础壳体上设有第一接线端子、第二接线端子。分压单元包括第一屏蔽单元、计量分压单元和第二屏蔽单元。计量分压单元包括横向排布的第一电阻器，第一电阻器的中心线到第一屏蔽单元、第二屏蔽单元的间距相等且与第一屏蔽单元、第二屏蔽单元平行。高压交流计量装置能够对电流线进行监测计量，其分压单元实现了非闭环式的等电位屏蔽，使得计量精度有保障，产品可靠性高又节省材料。

Description

高压交流计量装置

技术领域

本申请涉及电气装置技术领域，具体而言，涉及一种高压交流计量装置。

背景技术

对高压电力线路进行电力监测和电能计量是必备工作，现有技术中一般会采用高压电能计量装置进行相应工作。

但是高压电能计量装置仍然存在一些缺点，比如，所用的计量电阻与屏蔽层之间的压差较大、电场高，不能很好地实现绝缘和等电位屏蔽；所用高压分压电阻与低压分压电阻并不是相同的电阻，并且也不在相同的环境中，因此环境变化时，高、低压分压单元的变化并不一致，从而计量准确度不高。

发明内容

本申请的目的在于提供一种高压交流计量装置，其能够解决以上的问题。

本申请的实施例是这样实现的：

本申请的实施例提供了一种高压交流计量装置，包括：基础壳体、分压单元、信号处理模块和电流互感器，所述基础壳体内填充有绝缘材料，所述分压单元设置于所述基础壳体内且被绝缘材料裹覆，所述分压单元与所述信号处理模块电连接，所述信号处理模块与所述电流互感器电连接，被测量的电流线穿设于所述电流互感器，所述基础壳体上设有第一接线端子、第二接线端子，所述第一接线端子分别与所述信号处理模块连接和所述分压单元连接；

所述分压单元包括支撑连接单元以及设置于所述支撑连接单元的电源高压臂单元、第一屏蔽单元、计量分压单元和第二屏蔽单元，所述第一屏蔽单元、所述第二屏蔽单元分别处于所述计量分压单元的相对的两侧且与所述电源高压臂单元电连接；

所述计量分压单元包括横向均匀排布的第一电阻器，每个所述第一电阻器的中心线到所述第一屏蔽单元、所述第二屏蔽单元的间距相等，所述第一电阻器的轴向中心线与对应的所述第一屏蔽单元的屏蔽段的中心线、所述第二屏蔽单元的屏蔽段的中心线平行。

本申请的高压交流计量装置通过将第一屏蔽单元、第二屏蔽单元与计量分压单元上的第一电阻器等间距平行设置，第一屏蔽单元、第二屏蔽单元分别与电源高压臂单元电气连接，计量分压单元电阻均匀分布，实现了等电位屏蔽，并且由于第一电阻器是横向布设，在电阻器轴向的投影是一个单点，因此受到来自平行于第一电阻器中心轴方向的电场的干扰时，不存在横向泄露电流不一致的现象，无需在第一电阻器中心轴垂直方向设置封闭式的屏蔽结构。

另外，根据本申请的实施例提供的高压交流计量装置，还可以具有如下附加的技术特征：

在本申请的可选实施例中，所述电源高压臂单元、所述计量分压单元用于将高电压等分为多个低电压；

所述第一屏蔽单元和所述第二屏蔽单元均包括多个所述屏蔽段，多个所述屏蔽段分别与所述电源高压臂单元通过所述支撑连接单元实现电气连接，所述计量分压单元的每个分电压都被每两个相对的所述屏蔽段等电位屏蔽。

在本申请的可选实施例中，所述屏蔽单元包括第一基板、第一焊接凸台以及铜箔块，所述第一基板上间隔排布有多个第一焊接凸台，每个所述第一焊接凸台对应一个所述屏蔽段，每个所述屏蔽段设有两个所述铜箔块且与对应的第一焊接凸台电连接，两个所述铜箔块相对地设置于所述第一基板的两侧且通过金属过孔连通。

在本申请的可选实施例中，所述计量分压单元包括第二基板、第二焊接凸台、第一低压端子、第一高压端子、输出端子，多个所述第二焊接凸台沿着所述第二基板长度方向上的一侧边沿间隔分布；多个所述第一电阻器依次串联成电阻串且呈S形排布于所述第二基板，电阻串的起始端第一电阻器为初端电阻，结束端第一电阻器为末端电阻，电阻串的与所述初端电阻直接串联的所述第一电阻器为次端电阻，所述第一接线端子通过所述第一低压端子与所述初端电阻相连，所述第二接线端子通过所述第一高压端子与所述末端电阻相连，所述输出端子设置于所述初端电阻与所述次端电阻的连接处且与所述信号处理模块电连接，所述初端电阻为所述计量分压单元的低压臂，所述输出端子与所述第一高压端子之间的所述第一电阻器串接成所述计量分压单元的高压臂；

所述第一电阻器为参数相同的金属膜精密电阻。

参数相同的金属膜精密电阻处于相同的环境中，有助于保障高压臂和低压臂的温度系数相同，克服了高压臂和低压臂受环境影响偏移不一致的问题，有助于提升计量精度。

在本申请的可选实施例中，在所述第二基板的位于直接相连的两个所述第一电阻器的连接处的部分的正反面，分别设有铜箔块且通过金属过孔连通。

铜箔块的设置能够增加电阻与周围环境的接触面积、金属过孔能够快速将热量传导致正反两面，提升散热效果。

在本申请的可选实施例中，所述第二基板由双面覆铜的印制电路板直接腐蚀加工而成。

这样可以更好地实现技术向产品的成果转化，可制造性好，成本低。

在本申请的可选实施例中，所述电源高压臂单元包括第三基板、第二电阻器、分压电容器、第二低压端子、第二高压端子以及第三焊接凸台；

多个所述第二电阻器与多个所述分压电容器依次交错串联成阻容串且呈S形分布于所述第三基板，所述第二低压端子、所述第二高压端子分别与位于阻容串起始端和结束端的所述第二电阻器连接，所述第二低压端子与所述信号处理模块连接，所述第二高压端子与所述第二接线端子连接，多个所述第三焊接凸台沿着所述第三基板的长度方向的一侧边沿间隔分布，每两个相对的所述屏蔽段通过所述第三焊接凸台与对应的所述第二电阻器以及所述分压电容器电连接。

多个参数相同的分压电容器能够进行辅助分压为多段电压以均衡电场，降低计量电阻与屏蔽层之间的压差，降低绝缘要求，并且还能作为信号处理模块的电源使用，节约能源，不产生额外的功率消耗。而第二电阻器为参数相同的绕线型功率电阻器，阻抗远远小于分压电容器的容抗，一方面可以起到分压作用，一方面还能形成滤波电路，提高了抗干扰能力。

在本申请的可选实施例中，所述支撑连接单元包括第四基板、焊盘和连接线，所述第四基板在长度方向上开设有多行连接孔，每个所述连接孔附近设有对应的所述焊盘，同一列的多个所述焊盘通过所述连接线电连接，所述电源高压臂单元、所述第一屏蔽单元、所述计量分压单元和所述第二屏蔽单元在所述连接孔处连接于所述第四基板。

第四基板可以为其他部件提供一个支撑基础，并且通过焊盘以及连接线，将电源高压臂单元、第一屏蔽单元、第二屏蔽单元在同一列的部分联结起来，以实现对计量分压单元分段屏蔽。

所述分段电压分别与所述屏蔽单元的所述多个屏蔽段电连接，从而所述多个屏蔽段均有对应的电压，不存在悬浮电压，提高了抗干扰能力。

在本申请的可选实施例中，所述第四基板包括从上至下四行所述连接孔；

第一行所述连接孔用于插接所述电源高压臂单元、第二行所述连接孔用于插接所述第一屏蔽单元、第三行所述连接孔用于插接计量分压单元、第四行所述连接孔用于插接第二屏蔽单元。

在本申请的可选实施例中，所述基础壳体包括环氧绝缘管、第一法兰、第二法兰以及互感器外壳；

所述分压单元设置于所述环氧绝缘管内且在所述环氧绝缘管内填充有硅橡胶，所述第一法兰的一端与所述环氧绝缘管的一端连接，另外一端与所述互感器外壳连接，所述第一接线端子设置于所述第一法兰，所述信号处理模块容置于所述第一法兰内，所述电流互感器设置于所述互感器外壳内，所述第二法兰连接于所述环氧绝缘管的另外一端，所述第二接线端子设置于所述第二法兰，所述环氧绝缘管的外周设有硅橡胶伞裙。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请的实施例提供的高压交流计量装置的示意图；

图2为分压单元的原理图；

图3为分压单元的轴测图；

图4为图3的左视图；

图5为电源高压臂单元的示意图；

图6为计量分压单元的示意图；

图7为第一屏蔽单元的示意图；

图8为支撑连接单元的示意图；

图9为第一电阻器在空间投影及电场干扰示意图；

图10为爬电距离示意图。

图标：10-互感器外壳；11-电流互感器；20-信号处理模块；30-第一挡板；31-第二挡板；40-硅橡胶伞裙；50-环氧绝缘管；60-第二法兰；61-第二接线端子；62-第一法兰；63-第一接线端子；70-硅橡胶；80-分压单元；801-电源高压臂单元；80102-第二低压端子；80103-分压电容器；80104-第三基板；80107-第二电阻器；80108-第二高压端子；80109-第三焊接凸台；802-第一屏蔽单元；80202-第一焊接凸台；80203-第一基板；803-计量分压单元；80301-输出端子；80302-第一低压端子；80303-第二焊接凸台；80307-第二基板；80308-第一电阻器；80309-第一高压端子；804-第二屏蔽单元；805-支撑连接单元；80501-连接孔；80502-焊盘；80506-第四基板；8100-通孔；8200-开槽；8300-铜箔连接线；8400-铜箔块。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例

请参照图1至图10，本申请的实施例提供了一种高压交流计量装置，包括：基础壳体、分压单元80、信号处理模块20和电流互感器11，基础壳体内填充有绝缘材料，分压单元80设置于基础壳体内且被绝缘材料裹覆，分压单元80与信号处理模块20电连接，信号处理模块20与电流互感器11电连接，被测量的电流线穿设于电流互感器11，基础壳体上设有第一接线端子63、第二接线端子61，第一接线端子63分别与信号处理模块20连接和分压单元80连接；

分压单元80包括支撑连接单元805以及设置于支撑连接单元805的电源高压臂单元801、第一屏蔽单元802、计量分压单元803和第二屏蔽单元804，第一屏蔽单元802、第二屏蔽单元804分别处于计量分压单元803的相对的两侧且与电源高压臂单元801电连接；

计量分压单元803包括横向均匀排布的第一电阻器80308，每个第一电阻器80308的中心线到第一屏蔽单元802、第二屏蔽单元804的间距相等，第一电阻器80308的轴向中心线与对应的第一屏蔽单元802的屏蔽段的中心线、第二屏蔽单元804的屏蔽段的中心线平行。

其中，基础壳体包括环氧绝缘管50、第一法兰62、第二法兰60以及互感器外壳10。分压单元80设置于环氧绝缘管50内且在环氧绝缘管50内填充有硅橡胶70，第一法兰62的一端与环氧绝缘管50的一端连接，另外一端与互感器外壳10连接，第一接线端子63设置于第一法兰62(本实施例为铝制金属法兰，具备导电性)，信号处理模块20容置于第一法兰62内，电流互感器11(本实施例为穿心互感器，穿心互感器尾部有两条信号线，信号线与信号处理模块20连接)设置于互感器外壳10内，第二法兰60连接于环氧绝缘管50的另外一端，第二接线端子61设置于第二法兰60，环氧绝缘管50的外周设有硅橡胶伞裙40(硅橡胶伞裙40的作用是为了增加环氧绝缘管50两端高电压沿表面爬电的距离，提高安全性)。

其中，电流线可以是6～35kV高压电力线路的电流线。

详细的，信号处理模块20包含开关电源电路、电能计量电路、数据存储电路和通信电路。

详细的，本实施例的第一法兰62、第二法兰60均为铝制法兰。第一法兰62上的第一接线端子63用于连接与穿过电流线等电位的电压线L1，该电压信号同时也是信号处理模块20电路的参考地信号；第二法兰60上的第二接线端子61用于连接另外一条外部电压线L2。分压单元80两端设有铝制圆柱形金属板来作为第一挡板30和第二挡板31，并开设有槽，以便于固定分压单元80的位置，第一挡板30、第二挡板31分别与第一法兰62、第二法兰60连接。分压单元80左边有三条连接线，连接线穿过第一挡板30与信号处理模块20连接；分压单元80右边有两条连接线，连接线穿过第二挡板31与第二法兰60连接。

本申请的高压交流计量装置通过电流互感器11将被测线路的电流转换为小信号电流并输出到信号处理模块20，分压单元80将第一接线端子63和第二接线端子61所接的电压进行分压，将分压后的电压信号输出到信号处理模块20。信号处理模块20上的电能计量电路对上述信号进行处理运算，将运算结果储存在存储电路中，同时外部也可以通过通信单元与信号处理模块20进行交互，提取运算结果和储存的数据。

其中，分压单元80通过将第一屏蔽单元802、第二屏蔽单元804与计量分压单元803上的第一电阻器80308平行设置，第一屏蔽单元802、第二屏蔽单元804分别与电源高压臂单元801电气连接，计量分压单元803上的第一电阻器80308均匀横向分布，与屏蔽板等间距，屏蔽板与电源高压臂单元801的均分电压电连接，实现了等电位屏蔽，并且由于第一电阻器80308是横向布设，在电阻器轴向的投影是一个单点，因此受到来自平行于中心轴方向的电场的干扰时，不存在横向泄露电流不一致的现象，无需在第一电阻器80308中心轴垂直方向设置封闭式的屏蔽结构。

关于分压单元80，具体的，如图2所示，电源高压臂单元801、计量分压单元803用于将高电压等分为多个低电压。第一屏蔽单元802和第二屏蔽单元804均包括多个屏蔽段，多个屏蔽段分别与电源高压臂单元801通过支撑连接单元805实现电气连接，计量分压单元803的每个分电压都被每两个相对的屏蔽段等电位屏蔽。多个屏蔽段实现了分段屏蔽。

详细的，计量分压单元803将分压单元80两端的高电压进行分压，将所分到的低压信号输送至信号处理模块20中运算，实现对高压的采样，计量分压单元803位于上下屏蔽单元的中间并与屏蔽单元平行，电源高压臂单元801通过分压后给信号处理模块20供电，同时也是辅助分压器，该电源高压臂单元801由多个参数相同的低压电阻和参数相同的低压电容串联而成，其中电容的阻抗远远大于电阻的阻抗，电阻在电路中的阻抗可以忽略不计，低压电阻与低压电容的工艺简单，生产成本低，一致性高，该电源高压臂单元801将两端的高压近似等分为多段电压，并将分到的多段电压与上下屏蔽单元采用铜箔块8400或铜箔连接线8300(本实施例是通过支撑连接单元805，图2中以线条805示意)实现电气连接，使屏蔽单元上带上与电容连接处相等的电压，从而达到分段等电位屏蔽，同时电源高压臂单元801的低压端与信号处理模块20的开关电源连接，将高压电源转换为低压直流电源，给信号处理模块20电路供电。由于电源高压臂单元801所分电压近似均匀相等，而计量分压单元803上电阻均匀分布，所分电压也均匀相等，从而缩小了屏蔽单元上电压与计量分压单元803的第一电阻器80308上所分电压的电压差，使得计量分压单元803上的第一电阻器80308与周围的电压差小，处于均匀分布的低压电场中，实现等电位，达到横向泄露电流小，且不受外界电磁干扰的目的，使得计量分压单元803的采样精度高且稳定，从而使得高压交流计量装置获得更高精度的电压采样信号，达到高精度、高可靠的目的。

请结合图5，详细的，在本实施例中，电源高压臂单元801包括第三基板80104、第二电阻器80107、分压电容器80103、第二低压端子80102、第二高压端子80108以及第三焊接凸台80109。

多个第二电阻器80107与多个分压电容器80103依次交错串联成阻容串且呈S形分布于第三基板80104，第二低压端子80102、第二高压端子80108分别与位于阻容串起始端和结束端的第二电阻器80107连接，第二低压端子80102与信号处理模块20连接，第二高压端子80108与第二接线端子61连接，多个第三焊接凸台80109沿着第三基板80104的长度方向的一侧边沿间隔分布，每两个相对的屏蔽段通过第三焊接凸台80109与对应的第二电阻器80107以及分压电容器80103电连接。其中，第一个凸台(左边)与第一个电阻、第一个电容的电气连接交点处采用铜箔连接线8300连接，最后一个凸台(右边)与最后一个电阻、最后一个电容的电气连接交点处采用铜箔连接线8300连接，第二个凸台连接处与第一个凸台之间间隔了2个电阻和1个电容，其余剩下凸台分别间隔2个电容和2个电阻后连接。

多个参数相同的分压电容器80103能够进行辅助分压以均衡电场，并且还能作为信号处理模块20的电源使用，节约能源。而第二电阻器80107为参数相同的绕线型功率电阻器，一方面可以起到分压作用，一方面还能形成滤波电路，提高了抗干扰能力。本实施例采用的第二电阻器80107通过串联线绕电阻后，不再需要另外设计阻尼电阻器，电源高压臂单元801输出电流可达20mA，电源输出带负载能力强。

可以理解的是，分压电容器80103的数量可以根据需求灵活设置，有益于提高分压单元80两端的耐压能力，提高高压交流计量装置的可靠性。

请结合图6，详细的，在本实施例中，计量分压单元803包括第二基板80307、第二焊接凸台80303、第一低压端子80302、第一高压端子80309、输出端子80301，多个第二焊接凸台80303沿着第二基板80307长度方向上的一侧边沿间隔分布。

多个第一电阻器80308依次串联成电阻串且呈S形排布于第二基板80307，电阻串的起始端第一电阻器80308为初端电阻，结束端第一电阻器80308为末端电阻，电阻串的与初端电阻直接串联的第一电阻器80308为次端电阻，第一接线端子63通过第一低压端子80302与初端电阻相连，第二接线端子61通过第一高压端子80309与末端电阻相连，输出端子80301设置于初端电阻与次端电阻的连接处且与信号处理模块20电连接，初端电阻为计量分压单元803的低压臂，输出端子80301与第一高压端子80309之间的第一电阻器80308串接成计量分压单元803的高压臂。通过计量分压单元803的低压臂和高压臂，可以将高压信号分压为低压信号，并传输给信号处理模块20进行处理。

在本实施例中，第一电阻器80308为参数相同的金属膜精密电阻。金属膜精密电阻设置于第二基板80307的底面。参数相同的金属膜精密电阻有助于保障高压臂和低压臂的温度系数相同，加之都处于环氧绝缘管50并采用相同的硅橡胶70灌封，如此高压臂和低压臂所处的环境完全相同，完全保证了低压臂和高压臂的温度系数，克服了高压臂和低压臂受环境影响偏移不一致的问题，有助于提升计量精度。在第二基板80307的位于直接相连的两个第一电阻器80308的连接处的部分的正反面，分别设有铜箔块8400且通过金属过孔连通。铜箔块8400的设置能够增加电阻与周围环境的接触面积、金属过孔能够快速将热量传导致正反两面，提升散热效果。降低了因第一电阻器80308发热而对计量误差的影响。

在本实施例中，第二基板80307由双面覆铜的印制电路板直接腐蚀加工而成。这样可以更好地实现技术向产品的成果转化，可制造性好，成本低。

请结合图7，详细的，第一屏蔽单元802和第二屏蔽单元804相同，在本实施例中，屏蔽单元包括第一基板80203、第一焊接凸台80202以及铜箔块8400，第一基板80203上间隔排布有多个第一焊接凸台80202，每个第一焊接凸台80202对应一个屏蔽段，每个屏蔽段设有两个铜箔块8400且与对应的第一焊接凸台80202电连接，两个铜箔块8400相对地设置于第一基板80203的两侧且通过金属过孔连通。在本实施例中，第一基板80203也是由印制电路板的铜板双面覆铜直接加工(腐蚀)而来，其生产方便、加工简单，成本低。可以理解的是，此处的铜箔块8400和计量分压单元803的铜箔块8400并不要求完全一致，可以根据实际需求进行形状、尺寸的设计。

其中，对应一个屏蔽段的两个铜箔块8400大小相等且投影重合。第一焊接凸台80202与上述的第二焊接凸台80303、第三焊接凸台80109的数量相等并且间距相同地一一对应。

更为详细的，每个屏蔽段的上下屏蔽单元的铜箔块8400都与电源高压臂单元801的一个分电压相连，第一电阻器80308的中心轴到上下屏蔽单元的距离相等，基本上实现了等电位屏蔽。且由于第一基板80203、第二基板80307平行，即第一屏蔽单元802、计量分压单元803和第二屏蔽单元804平行，加之高压交流计量装置所测的高压位于分压单元80两端，分压单元80具有足够长度，即使灌封后的灌封材料受到环境温度变化或填充材料的老化产生气隙，其两端也具备足够的爬电距离，耐压能力强。分压单元80不会存在现有技术中因两极板之间的距离近而可能沿计量分压单元803表面存在的气隙放电问题，可靠性高。

进一步的，第一电阻器80308是低压电阻，全部的第一电阻器80308横向排列，单个第一电阻器80308沿中心线方向的投影都是一个单点(如图9)。

更进一步的，图9中的第一电阻器80308分别在空间三个平面产生投影，其中在Y、Z方向的投影是一个长方形，因此第一电阻器80308的Y轴和Z方向可能存在泄露电流不一致，需要在沿X轴方向作屏蔽，因此在Z轴方向设置了第一、第二屏蔽单元，而在Y轴方向由第一挡板30和第二挡板31建立电场来屏蔽。然而在第一电阻器80308的中心线上的投影一个点，该点不存在两端横向泄露电流不一致的问题，因此不需要在第一电阻器80308的两端(垂直于中心轴的方向)进行屏蔽，也节省了材料。

本申请的，第一屏蔽单元802和第二屏蔽单元804实现了对计量分压单元803的分段等电位屏蔽，屏蔽效果好，并且由于有分压电容器80103进行分压，电压在电路中只存在无功功率，无功不耗能，也不发热，使得计量分压单元803的采样更为精确，并且对于电能也是一种节约。此外，由于第一屏蔽单元802和第二屏蔽单元804形成了非闭环式的屏蔽结构，相对于传统的屏蔽盒、屏蔽环、屏蔽罩和电阻膜等屏蔽方式更节省材料。

请结合图8，详细的，在本实施例中，支撑连接单元805包括第四基板80506、焊盘80502和连接线，第四基板80506在长度方向上开设有多行连接孔80501，每个连接孔80501附近设有对应的焊盘80502，同一列的多个焊盘80502通过连接线电连接，电源高压臂单元801、第一屏蔽单元802、计量分压单元803和第二屏蔽单元804在连接孔80501处连接于第四基板80506。第四基板80506可以为其他部件提供一个支撑基础，并且通过焊盘80502以及连接线，将电源高压臂单元801、第一屏蔽单元802、第二屏蔽单元804在同一列的部分联结起来，以实现对计量分压单元803分段屏蔽。分段电压分别与屏蔽单元的多个屏蔽段电连接，从而多个屏蔽段均有对应的电压，不存在悬浮电压，提高了抗干扰能力。可以理解的是，此处的连接线也为铜箔连接线8300，不同单元所用的铜箔连接线8300并不要求形状、尺寸一致，按照需求进行选用即可。

更为详细的，本实施例的第四基板80506包括从上至下四行连接孔80501。第一行连接孔80501用于插接电源高压臂单元801、第二行连接孔80501用于插接第一屏蔽单元802、第三行连接孔80501用于插接计量分压单元803、第四行连接孔80501用于插接第二屏蔽单元804。插接后将焊接凸台与焊盘80502焊接在一起即可，加工方便。

其中，在本实施例中，第一基板80203、第二基板80307、第三基板80104、第四基板80506均为环氧树脂基板，并且环氧树脂基板上均开设有通孔8100以及开槽8200(形状、尺寸可以根据需求设计，本实施例中的不同单元的通孔8100以及开槽8200的形状、尺寸不同)。当填充了硅橡胶70后，通孔8100、开槽8200所在处会形成硅橡胶墙，增加了高压电压差点之间的爬电距离，使得两个电压差之间的点不会产生空气击穿。如图10所示，如不开设通孔8100、开槽8200，则爬电距离为d1，而开设以后，爬电距离为d2，众所周知，两点之间直线距离d1小于两点之间的曲线距离d2的，从而提高了分压单元80的可靠性。

本实施例中所使用的电阻均为低压电阻、电容均为低压电容，所使用的铜箔、基板等都是由现成的印制电路板加工而成，通过焊接的方式即可达到极佳的效果，因此使及其容易产品化，同时又能保证产品的一致性，提高了产品的可靠性的同时又大大降低生产制造成本，不需要高昂的加工费用、开设磨具或是定制组建等。

可以理解的是，本实施例的高压交流计量装置为单向电能计量设备，但本领域人员也可以灵活的组成三相三线和三相四线设备，用于实现对高压三相电能的计量。

综上所述，本申请的高压交流计量装置能够对电流线进行监测计量，并且通过将第一屏蔽单元802、计量分压单元803和第二屏蔽单元804平行设置，将计量分压单元803的第一电阻器80308横向排列且使得第一电阻器80308的中心线到第一屏蔽单元802和第二屏蔽单元804的距离相等，实现了非闭环式的等电位屏蔽。使得计量精度有保障，产品可靠性高又节省材料，能够有效解决现有的技术问题。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高压交流计量装置，其特征在于，包括：基础壳体、分压单元、信号处理模块和电流互感器，所述基础壳体内填充有绝缘材料，所述分压单元设置于所述基础壳体内且被绝缘材料裹覆，所述分压单元与所述信号处理模块电连接，所述信号处理模块与所述电流互感器电连接，被测量的电流线穿设于所述电流互感器，所述基础壳体上设有第一接线端子、第二接线端子，所述第一接线端子分别与所述信号处理模块连接和所述分压单元连接；

所述分压单元包括支撑连接单元以及设置于所述支撑连接单元的电源高压臂单元、第一屏蔽单元、计量分压单元和第二屏蔽单元，所述第一屏蔽单元、所述第二屏蔽单元分别处于所述计量分压单元的相对的两侧且与所述电源高压臂单元电连接；

所述计量分压单元包括横向均匀排布的第一电阻器，每个所述第一电阻器的中心线到所述第一屏蔽单元、所述第二屏蔽单元的间距相等，所述第一电阻器的轴向中心线与对应的所述第一屏蔽单元的屏蔽段的中心线、所述第二屏蔽单元的屏蔽段的中心线平行。

2.根据权利要求1所述的高压交流计量装置，其特征在于，所述电源高压臂单元、所述计量分压单元用于将高电压等分为多个低电压；

所述第一屏蔽单元和所述第二屏蔽单元均包括多个所述屏蔽段，多个所述屏蔽段分别与所述电源高压臂单元通过所述支撑连接单元实现电气连接，所述计量分压单元的每个分电压都被每两个相对的所述屏蔽段等电位屏蔽。

3.根据权利要求2所述的高压交流计量装置，其特征在于，所述屏蔽单元包括第一基板、第一焊接凸台以及铜箔块，所述第一基板上间隔排布有多个第一焊接凸台，每个所述第一焊接凸台对应一个所述屏蔽段，每个所述屏蔽段设有两个所述铜箔块且与对应的第一焊接凸台电连接，两个所述铜箔块相对地设置于所述第一基板的两侧且通过金属过孔连通。

4.根据权利要求1所述的高压交流计量装置，其特征在于，所述计量分压单元包括第二基板、第二焊接凸台、第一低压端子、第一高压端子、输出端子，多个所述第二焊接凸台沿着所述第二基板长度方向上的一侧边沿间隔分布；多个所述第一电阻器依次串联成电阻串且呈S形排布于所述第二基板，电阻串的起始端第一电阻器为初端电阻，结束端第一电阻器为末端电阻，电阻串的与所述初端电阻直接串联的所述第一电阻器为次端电阻，所述第一接线端子通过所述第一低压端子与所述初端电阻相连，所述第二接线端子通过所述第一高压端子与所述末端电阻相连，所述输出端子设置于所述初端电阻与所述次端电阻的连接处且与所述信号处理模块电连接，所述初端电阻为所述计量分压单元的低压臂，所述输出端子与所述第一高压端子之间的所述第一电阻器串接成所述计量分压单元的高压臂；

所述第一电阻器为参数相同的金属膜精密电阻。

5.根据权利要求4所述的高压交流计量装置，其特征在于，在所述第二基板的位于直接相连的两个所述第一电阻器的连接处的部分的正反面，分别设有铜箔块且通过金属过孔连通。

6.根据权利要求5所述的高压交流计量装置，其特征在于，所述第二基板由双面覆铜的印制电路板直接腐蚀加工而成。

7.根据权利要求2所述的高压交流计量装置，其特征在于，所述电源高压臂单元包括第三基板、第二电阻器、分压电容器、第二低压端子、第二高压端子以及第三焊接凸台；

多个所述第二电阻器与多个所述分压电容器依次交错串联成阻容串且呈S形分布于所述第三基板，所述第二低压端子、所述第二高压端子分别与位于阻容串起始端和结束端的所述第二电阻器连接，所述第二低压端子与所述信号处理模块连接，所述第二高压端子与所述第二接线端子连接，多个所述第三焊接凸台沿着所述第三基板的长度方向的一侧边沿间隔分布，每两个相对的所述屏蔽段通过所述第三焊接凸台与对应的所述第二电阻器以及所述分压电容器电连接。

8.根据权利要求1所述的高压交流计量装置，其特征在于，所述支撑连接单元包括第四基板、焊盘和连接线，所述第四基板在长度方向上开设有多行连接孔，每个所述连接孔附近设有对应的所述焊盘，同一列的多个所述焊盘通过所述连接线电连接，所述电源高压臂单元、所述第一屏蔽单元、所述计量分压单元和所述第二屏蔽单元在所述连接孔处连接于所述第四基板。

9.根据权利要求8所述的高压交流计量装置，其特征在于，所述第四基板包括从上至下四行所述连接孔；

第一行所述连接孔用于插接所述电源高压臂单元、第二行所述连接孔用于插接所述第一屏蔽单元、第三行所述连接孔用于插接计量分压单元、第四行所述连接孔用于插接第二屏蔽单元。

10.根据权利要求1所述的高压交流计量装置，其特征在于，所述基础壳体包括环氧绝缘管、第一法兰、第二法兰以及互感器外壳；

所述分压单元设置于所述环氧绝缘管内且在所述环氧绝缘管内填充有硅橡胶，所述第一法兰的一端与所述环氧绝缘管的一端连接，另外一端与所述互感器外壳连接，所述第一接线端子设置于所述第一法兰，所述信号处理模块容置于所述第一法兰内，所述电流互感器设置于所述互感器外壳内，所述第二法兰连接于所述环氧绝缘管的另外一端，所述第二接线端子设置于所述第二法兰，所述环氧绝缘管的外周设有硅橡胶伞裙。

Images