CN204228774U - 一种用于直流电压加法试验的1000kV直流分压比标准装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于直流电压加法试验的1000kV直流分压比标准装置，其高压臂单元包括设置有第一辅助分压器的高压臂电阻的第一绝缘筒，以及设置有第二辅助分压器的高压臂电阻的第二绝缘筒；低压臂单元包括设置有第一辅助分压器的低压臂电阻和第二辅助分压器的低压臂电阻的金属屏蔽盒；在装置和待测直流分压器上同时施加直流电压，以装置为参考标准，测量待测直流分压器的电压相对误差ε。与现有技术相比，本实用新型提供的一种用于直流电压加法试验的1000kV直流分压比标准装置，使直流电压加法试验的检测更加快速、检测结果更加准确，可消除标准直流分压器低压臂电阻的差异对待测直流分压器的分压比电压系数计算的影响。

Description

一种用于直流电压加法试验的1000kV直流分压比标准装置

技术领域

本实用新型涉及一种直流分压比标准装置，具体涉及一种用于直流电压加法试验的1000kV直流分压比标准装置。

背景技术

直流分压器(DC voltage divider)，是用于电力系统及电气、电子设备制造部门测量直流高电压的设备，其分压比一般溯源到直流标准分压器上。直流标准分压器的分压比量值溯源过程可以分解成低电压下电阻比的标定和高电压下分压比的电压系数的测定。

对1000kV直流分压比的比例标准进行量值溯源包括：

①：用高准确度等级的100kV标准分压器作标准器，在100kV电压下校准1000kV直流电压标准，获得1000kV直流电压标准在100kV电压下的分压比大小；

②：用直流电压加法试验，确定出1000kV直流电压标准在100kV～1000kV范围内的分压比的电压系数；

③：综合前两步的结果，得到1000kV直流电压标准在100kV～1000kV电压范围内的分压比大小。

在进行直流电压加法试验时，需要两台500kV辅助的标准直流分压器，由于两台500kV标准直流分压器的高、低压臂焊接在一起，并且封装在同一个绝缘筒内，导致两台500kV标准直流分压器单独使用时的低压臂电阻之和与两台500kV标准直流分压器串联使用时的低压臂电阻是不同的，因此需要评估由此引入的测量误差。这不仅增加了测量的步骤，而且还降低了直流分压比电压系数的测量不确定度水平。

综上，需要提供一种用于直流电压加法试验时，既能将两台500kV标准直流分压器单独使用又能串联在一起使用、而且单独使用时的低压臂电阻之和与串联使用时的低压臂电阻相同的1000kV直流分压比标准装置。

发明内容

为了满足现有技术的需要，本实用新型提供了一种用于直流电压加法试验的1000kV直流分压比标准装置，所述装置为由第一辅助分压器和第二辅助分压器组成的直流分压器；所述装置包括高压臂单元和低压臂单元；

所述高压臂单元包括设置有第一辅助分压器的高压臂电阻R_h1的第一绝缘筒，以及设置有第二辅助分压器的高压臂电阻R_h2的第二绝缘筒；所述低压臂单元包括设置有第一辅助分压器的低压臂电阻R_l1和第二辅助分压器的低压臂电阻R_l2的金属屏蔽盒；

通过调整所述高压臂单元和低压臂单元的连接方式，改变所述装置与外部直流电源和地线的连接方式，以满足所述直流电压加法试验的要求；在所述装置和待测直流分压器上分别施加直流电压，以所述装置为参考标准，测量待测直流分压器的电压相对误差ε。

优选的，所述低压臂电阻R_l1的阻值和所述低压臂电阻R_l2的阻值相同，且所述低压臂电阻R_l1和低压臂电阻R_l2均为所述待测直流分压器的低压臂电阻R_l3的阻值一半；所述高压臂电阻R_h1的阻值和所述高压臂电阻R_h2的阻值相同，且所述高压臂电阻R_h1和高压臂电阻R_h2均为所述待测直流分压器的高压臂电阻R_h3的阻值一半；

优选的，所述第一绝缘筒为由金属盖板、金属底盘和绝缘侧板组成的密闭的柱形筒；所述高压臂电阻R_h1的一端引线通过所述金属盖板引出至第一绝缘筒外侧，另一端引线通过所述金属底盘引出至第一绝缘筒外侧；所述引线的外部设有绝缘套管以保证引线与金属盖板，以及与金属底盘绝缘，所述绝缘套管分别与引线、金属盖板和金属底盘密封以保证第一绝缘筒的密封性；

所述第二绝缘筒为由金属盖板、金属底盘和绝缘侧板组成的密闭的柱形筒；所述高压臂电阻R_h2的一端引线通过所述金属盖板引出至第二绝缘筒外侧，另一端引线通过所述金属底盘引出至第二绝缘筒外侧；所述引线的外部设有绝缘套管以保证引线与金属盖板，以及与金属底盘绝缘，所述绝缘套管分别与引线、金属盖板和金属底盘密封以保证第二绝缘筒的密封性；

优选的，所述金属屏蔽盒包括顶盖和底座；所述顶盖上设有第一引线端子、第二引线端子和第三引线端子；所述底座上设有第一出线端子、第二出线端子、第三出线端子和第四出线端子；

所述低压臂电阻R_l1和低压臂电阻R_l2串联后设置在所述顶盖和底座之间，包括：

低压臂电阻R_l1另一端的一条支路与所述第二引线端子连接，另一条支路与所述第三引线端子连接；低压臂电阻R_l2另一端的一条支路与所述第二出线端子连接，另一条支路与所述第三出线端子连接；低压臂电阻R_l1和低压臂电阻R_l2连接点的一条支路与所述第一引线端子连接，一条支路与所述第一出线端子连接，一条支路与所述第四出线端子连接；

优选的，所述装置的第一辅助分压器作为参考标准，测量待测直流分压器的低压臂电阻两端的电压相对误差ε_a时：将所述装置的第一绝缘筒的金属盖板侧的引线与外部直流电源连接，所述金属底盘侧的引线与所述金属屏蔽盒的第二引线端子连接，所述第一出线端子接地；

所述装置的第二辅助分压器作为参考标准，测量待测直流分压器的低压臂电阻两端的电压相对误差ε_b时：将所述第二绝缘筒的金属盖板侧的引线与外部直流电源连接，所述金属底盘侧的引线与所述金属屏蔽盒的第一引线端子连接，所述第二出线端子接地；

所述第一辅助分压器和第二辅助分压器串联形成的分压器支路作为参考标准，测量待测直流分压器的低压臂电阻两端的电压相对误差ε_c时：将所述第一绝缘筒的金属盖板侧的引线与外部直流电源连接，金属底盘侧的引线与所述第二绝缘筒的金属盖板侧的引线连接，所述第二绝缘筒的金属底盘侧的引线与所述金属屏蔽盒的第二引线端子连接，所述第二出线端子接地；

优选的，测量所述低压臂电阻R_l1两端的电压包括：采集所述金属屏蔽盒的第三引线端子和第四出线端子之间的电压值；

测量所述低压臂电阻R_l2两端的电压包括：

采集所述金属屏蔽盒的第三出线端子和第四出线端子之间的电压值；

测量所述低压臂电阻R_l1和低压臂电阻R_l2串联后两端的电压包括：

采集所述金属屏蔽盒的第三引线端子和第三出线端子之间的电压值。

与最接近的现有技术相比，本实用新型的优异效果是：

1、本实用新型技术方案中，将1000kV直流分压比标准装置设计为高压臂和低压臂可以分离的直流分压器，使两台500kV的标准直流分压器串联使用时的高压臂电阻和低压臂电阻分别等于这两台分压器单独使用时的高压臂电阻之和与低压臂电阻之和，从而消除了因直流标准分压器低压臂电阻不同而引入的误差，减少了试验步骤，有利于提高待测直流分压器的直流分压比电压系数的测量不确定度水平；

2、本实用新型技术方案中，设有辅助分压器的低压臂电阻的金属屏蔽盒为四端口电阻，消除了直流电压加法试验过程中的引线电阻和接触电阻对低压臂电阻的影响，有利于提高了测量不确定度水平；

3、本实用新型提供的用于直流电压加法试验的1000kV直流分压比标准装置，使直流电压加法试验的检测更加快速、检测结果更加准确，消除了标准直流分压器低压臂电阻的差异对待测直流分压器的直流分压比电压系数计算的影响。

附图说明

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

图1：本实用新型实施例中一种用于直流电压加法试验的1000kV直流分压比标准装置；

图2：本实用新型实施例中高压臂单元结构示意图；

图3：本实用新型实施例中低压臂单元结构示意图；

其中，1-绝缘侧板；2-金属盖板；3-金属底盘；4-高压臂电阻；5-绝缘套管；6-金属盖板侧的引线；7-金属底盘侧的引线；8-金属屏蔽盒外壳；9-第一辅助分压器的低压臂电阻；10-第二辅助分压器的低压臂电阻；11-绝缘套管；12-第二引线端子；13-第二出线端子；14-第一引线端子；15-第一出线端子；16-第三引线端子；17-第四出线端子；18第三出线端子。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

一、分压比电压系数；

在不同电压下直流分压器的分压比是不同的，分压比电压系数表示了不同电压下的分压比的相对变化量。

二、本实用新型提供的一种用于直流电压加法试验的1000kV直流分压比标准装置，为由第一辅助分压器和第二辅助分压器组成的直流分压器；该装置包括高压臂单元和低压臂单元。

高压臂单元包括设置有第一辅助分压器的高压臂电阻R_h1的第一绝缘筒，以及设置有第二辅助分压器的高压臂电阻R_h2的第二绝缘筒；低压臂单元包括设置有第一辅助分压器的低压臂电阻R_l1和第二辅助分压器的低压臂电阻R_l2的金属屏蔽盒；

技术人员依据直流电压加法试验的要求调整高压臂单元和低压臂单元的连接方式，改变装置与外部直流电源和地线的连接方式，以满足直流电压加法试验的要求；在装置和待测直流分压器上同时施加直流电压，以装置为参考标准，测量待测直流分压器的电压相对误差ε。

1、高压臂单元；

(1)第一绝缘筒包括由金属盖板、金属底盘和绝缘侧板组成的密闭的柱形筒；

高压臂电阻R_h1的一端引线通过金属盖板引出至第一绝缘筒外侧，另一端引线通过金属底盘引出至第一绝缘筒外侧；引线的外部设有绝缘套管以保证引线与金属盖板，以及引线与金属底盘绝缘，绝缘套管分别与引线、金属盖板和金属底盘密封以保证第一绝缘筒的密封性。

(2)第二绝缘筒也包括由金属盖板、金属底盘和绝缘侧板组成的密闭的柱形筒；

高压臂电阻R_h2的一端引线通过金属盖板引出至第二绝缘筒外侧，另一端引线通过金属底盘引出至第二绝缘筒外侧；引线的外部设有绝缘套管以保证引线与金属盖板，以及引线与金属底盘绝缘，绝缘套管分别与引线、金属盖板和金属底盘密封以保证第二绝缘筒的密封性；

(3)第一绝缘筒和第二绝缘筒的结构相同，绝缘筒的结构示意图如图2所示。

2、低压臂单元；

如图3所示，金属屏蔽盒包括顶盖和底座；顶盖上设有第一引线端子14、第二引线端子12和第三引线端子16；底座上设有第一出线端子15、第二出线端子13、第三出线端子18和第四出线端子17；

低压臂电阻R_l1和低压臂电阻R_l2串联后的连接方式为：

低压臂电阻R_l1另一端的一条支路与第二引线端子12连接，另一条支路与第三引线端子16连接；低压臂电阻R_l2另一端的一条支路与第二出线端子13连接，另一条支路与第三出线端子18连接；低压臂电阻R_l1和低压臂电阻R_l2连接点的一条支路与第一引线端子14连接，一条支路与第一出线端子15连接，一条支路与第四出线端子17连接。

金属屏蔽盒的所有引线端子和出线端子均设有绝缘套管11以保证端子与金属屏蔽盒绝缘，且绝缘套管11与端子和金属屏蔽盒外壳8密封以保证金属屏蔽盒的密封性。

3、第一辅助分压器的低压臂电阻R_l1的阻值和第二辅助分压器的低压臂电阻R_l2的阻值相同，且低压臂电阻R_l1和低压臂电阻R_l2均为待测直流分压器的低压臂电阻R_l3的阻值一半；第一辅助分压器的高压臂电阻R_h1的阻值和第二辅助分压器的高压臂电阻R_h2的阻值相同，且高压臂电阻R_h1和高压臂电阻R_h2均为待测直流分压器的高压臂电阻R_h3的阻值一半。

三、本实施例中1000kV直流分压比标准装置的工作过程为：

1、施加直流电压U，以第一辅助分压器作为参考标准，测量待测直流分压器的低压臂电阻两端的电压相对误差ε_a(U)，将第一绝缘筒的金属盖板侧的引线与外部直流电源连接，金属底盘侧的引线与金属屏蔽盒的第二引线端子连接，第一出线端子接地。

2、施加直流电压U，以第二辅助分压器作为参考标准，测量待测直流分压器的低压臂电阻两端的电压相对误差ε_b(U)，将第二绝缘筒的金属盖板侧的引线与外部直流电源连接，金属底盘侧的引线与金属屏蔽盒的第一引线端子连接，第二出线端子接地。

3、施加直流电压2U，以第一辅助分压器和第二辅助分压器串联形成的分压器支路作为参考标准，测量待测直流分压器的低压臂电阻两端的电压相对误差ε_c(2U)，将第一绝缘筒的金属盖板侧的引线与外部直流电源连接，金属底盘侧的引线与第二绝缘筒的金属盖板侧的引线连接，第二绝缘筒的金属底盘侧的引线与金属屏蔽盒的第二引线端子连接，第二出线端子接地。

采集金属屏蔽盒的第三引线端子和第四出线端子之间的电压值，得到低压臂电阻R_l1两端的电压；采集金属屏蔽盒的第三出线端子和第四出线端子之间的电压值得到低压臂电阻R_l2两端的电压；采集金属屏蔽盒的第三引线端子和第三出线端子之间的电压值得到低压臂电阻R_l1和低压臂电阻R_l2串联后两端的电压。

4、依据步骤1-3得到的电压相对误差，计算待测直流分压器从电压U到电压2U的直流分压比的电压系数γ(2U)，计算公式为：

γ(2U)＝0.5[ε_a(U)+ε_a(U)]-ε_c(2U)    (1)

最后应当说明的是：所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

Claims (6)

1.一种用于直流电压加法试验的1000kV直流分压比标准装置，其特征在于，所述装置为由第一辅助分压器和第二辅助分压器组成的直流分压器；所述装置包括高压臂单元和低压臂单元；

所述高压臂单元包括设置有第一辅助分压器的高压臂电阻R_h1的第一绝缘筒，以及设置有第二辅助分压器的高压臂电阻R_h2的第二绝缘筒；所述低压臂单元包括设置有第一辅助分压器的低压臂电阻R_l1和第二辅助分压器的低压臂电阻R_l2的金属屏蔽盒；

在所述装置和待测直流分压器上同时施加直流电压，以所述装置为参考标准，测量待测直流分压器的电压相对误差ε。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述低压臂电阻R_l1的阻值和所述低压臂电阻R_l2的阻值相同，且所述低压臂电阻R_l1和低压臂电阻R_l2均为所述待测直流分压器的低压臂电阻R_l3的阻值一半；所述高压臂电阻R_h1的阻值和所述高压臂电阻R_h2的阻值相同，且所述高压臂电阻R_h1和高压臂电阻R_h2均为所述待测直流分压器的高压臂电阻R_h3的阻值一半。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一绝缘筒为由金属盖板、金属底盘和绝缘侧板组成的密闭的柱形筒；所述高压臂电阻R_h1的一端引线通过所述金属盖板引出至第一绝缘筒外侧，另一端引线通过所述金属底盘引出至第一绝缘筒外侧；所述引线的外部设有绝缘套管以保证引线与金属盖板，以及与金属底盘绝缘，所述绝缘套管分别与引线、金属盖板和金属底盘密封以保证第一绝缘筒的密封性；

所述第二绝缘筒为由金属盖板、金属底盘和绝缘侧板组成的密闭的柱形筒；所述高压臂电阻R_h2的一端引线通过所述金属盖板引出至第二绝缘筒外侧，另一端引线通过所述金属底盘引出至第二绝缘筒外侧；所述引线的外部设有绝缘套管以保证引线与金属盖板，以及与金属底盘绝缘，所述绝缘套管分别与引线、金属盖板和金属底盘密封以保证第二绝缘筒的密封性。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述金属屏蔽盒包括顶盖和底座；所述顶盖上设有第一引线端子、第二引线端子和第三引线端子；所述底座上设有第一出线端子、第二出线端子、第三出线端子和第四出线端子；

所述低压臂电阻R_l1和低压臂电阻R_l2串联后设置在所述顶盖和底座之间，包括：

低压臂电阻R_l1另一端的一条支路与所述第二引线端子连接，另一条支路与所述第三引线端子连接；低压臂电阻R_l2另一端的一条支路与所述第二出线端子连接，另一条支路与所述第三出线端子连接；低压臂电阻R_l1和低压臂电阻R_l2连接点的一条支路与所述第一引线端子连接，一条支路与所述第一出线端子连接，一条支路与所述第四出线端子连接。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置的第一辅助分压器作为参考标准，测量待测直流分压器的低压臂电阻两端的电压相对误差ε_a时：将所述装置的第一绝缘筒的金属盖板侧的引线与外部直流电源连接，所述金属底盘侧的引线与所述金属屏蔽盒的第二引线端子连接，所述第一出线端子接地；

所述装置的第二辅助分压器作为参考标准，测量待测直流分压器的低压臂电阻两端的电压相对误差ε_b时：将所述第二绝缘筒的金属盖板侧的引线与外部直流电源连接，所述金属底盘侧的引线与所述金属屏蔽盒的第一引线端子连接，所述第二出线端子接地；

所述第一辅助分压器和第二辅助分压器串联形成的分压器支路作为参考标准，测量待测直流分压器的低压臂电阻两端的电压相对误差ε_c时：将所述第一绝缘筒的金属盖板侧的引线与外部直流电源连接，金属底盘侧的引线与所述第二绝缘筒的金属盖板侧的引线连接，所述第二绝缘筒的金属底盘侧的引线与所述金属屏蔽盒的第二引线端子连接，所述第二出线端子接地。

6.如权利要求4所述的装置，其特征在于，测量所述低压臂电阻R_l1两端的电压包括：采集所述金属屏蔽盒的第三引线端子和第四出线端子之间的电压值；

测量所述低压臂电阻R_l2两端的电压包括：

采集所述金属屏蔽盒的第三出线端子和第四出线端子之间的电压值；

测量所述低压臂电阻R_l1和低压臂电阻R_l2串联后两端的电压包括：

采集所述金属屏蔽盒的第三引线端子和第三出线端子之间的电压值。