CN219392153U - 一种电压传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于传感器技术领域，特别是涉及一种电压传感器。电压传感器包括高压电容，所述高压电容处于绝缘层内部，所述高压电容一端安装有支撑连接杆，所述支撑连接杆用于使电压传感器的高压电容保持在绝缘层的中心轴线上。本实用新型通过在高压电容上安装支撑连接杆以保证高压电容在电压传感器绝缘层中的居中位置，从而保证高压电容外部树脂绝缘层的均匀一致性，并进一步保证电压传感器内绝缘层各径向方向上的绝缘强度一致，同时在温度变化较大的极端环境条件下可进一步使高压电容受绝缘层的收缩压力较为均衡，维持高压电容测量精度的稳定一致，最终实现提高电压传感器绝缘性能，并维持不良条件下的精度稳定性。

Description

一种电压传感器

技术领域

本实用新型属于传感器技术领域，特别是涉及一种电压传感器。

背景技术

电压传感器作为电器开关设备中重要的元器件，随着目前对于开关设备智能化与小型化的发展，原有传统的采用电磁感应原理制作的电压传感器因体型较大已不能满足市场需求，电子式电压传感器则因结构简单小巧、动态响应较好而发展愈盛。

但对于电子式电压传感器特别是电容式电子式电压传感器的现有制作技术，仍有问题待解决，首先高压组件受外部磁场或邻近效应影响导致在运行中精度稳定性较低，其次通过在高温高压环境下用环氧树脂浇注的高压组件，其成型前后精度偏差较大，且二者结合后存在缺陷，导致绝缘强度与局放性能不理想，最后则是整个产品易受极端工作环境温度影响，测量精度偏差较大。

申请公告号为CN107677866A，申请公布日为2018年2月9日的中国发明专利申请公开了一种单向电容式分压电压传感器，包括绝缘体、一次侧和二次侧，一次侧有一次高压电容，二次侧有二次低压电容，一次端子盖连接一次电容的高压端，一次电容的低压端和二次电容高压端串联，并从中间引出一次电容低压端引出线的始端。二次电容低压端通过二次电容低压端引线连接接地螺母，接地螺母的接地螺母引线和一次电容低压端引出线的末端之间为二次信号输出端。其产品外层由抗老化的硅橡胶一次压铸成形，可为二次设备提供小信号直接对接，其中一次电容为高压电容，可采用陶瓷电容作为高压电容进行降压，二次电容为低压电容，可采用陶瓷电容，减小温度对二次电压的影响，设有环氧树脂壳体作为绝缘体。

但该电压传感器仅靠端子盖不便于保证内部电容及其组件在加工成型时保持在绝缘体中心，从而使绝缘层厚度分布不均，并缺少相应保护结构保证电压传感器的稳定运行，使得绝缘层的绝缘性能及电压传感器的精度稳定性较低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电压传感器，以解决现有技术中电压传感器绝缘性较低、不良条件下精度稳定性较差的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型所提供电压传感器的技术方案是：

一种电压传感器，包括高压电容，所述高压电容处于绝缘层内部，所述高压电容一端安装有支撑连接杆，所述支撑连接杆上设有模具定位端，所述支撑连接杆通过模具定位端使电压传感器的高压电容在成型加工时保持在模具内绝缘层的中心轴线上。

有益效果是：本实用新型的改进之处在于通过在高压电容上安装带有模具定位端的支撑连接杆，通过将支撑连接杆的模具定位端与模具进行配合定位，可以保证高压电容在模具内一体成型加工时始终处于绝缘层中的居中位置，而不受绝缘层材料的挤压变形。从而保证了高压电容外部树脂绝缘层的均匀一致性，并进一步保证电压传感器内绝缘层各径向方向上的绝缘强度一致，同时在温度变化较大的极端环境条件下可进一步使高压电容受绝缘层的收缩压力较为均衡，维持高压电容测量精度的稳定一致，最终实现提高电压传感器绝缘性能，并维持不良条件下的精度稳定性。

作为进一步地改进，所述支撑连接杆为固定连接于高压电容一端的导电杆，所述高压电容设有低压端嵌件，所述导电杆与低压端嵌件固定连接，所述高压电容通过导电杆与低压端嵌件电连接。

有益效果是：将支撑连接杆设为导电杆并使其实现高压电容与低压端嵌件的电连接，即可使支撑连接杆兼作低压端嵌件与高压电容之间的引线，在保证高压电容的可靠居中的同时也使电压传感器结构进一步简化紧凑。

作为进一步地改进，所述导电杆为直线型导电杆。

有益效果是：采用直杆结构的导电杆的便于使导电杆的导电性能与结构强度较好，可保证高压电容与低压端嵌件之间的电连接及高压电容在绝缘层内部的稳定居中，也便于提供稳定支撑。

作为进一步地改进，所述导电杆与高压电容、低压端嵌件之间均通过螺纹结构连接。

有益效果是：通过螺纹结构实现固定连接，可保证支撑连接杆与高压电容及低压端嵌件间连接支撑的稳定性，并且结构简单紧凑，易于加工。

作为进一步地改进，所述导电杆两端的螺纹结构之间为喷砂处理段。

有益效果是：通过喷砂处理可进一步加强在成型浇注过程中绝缘层与支撑连接杆之间的紧密结合效果，保证支撑稳定，并提高支撑连接杆的强度。

作为进一步地改进，所述高压电容设有缓冲绝缘层。

有益效果是：设置缓冲绝缘层可便于在成型浇注过程中有效避免绝缘层与高压电容直接接触产生细纹，提高电压传感器的绝缘强度，并可通过缓冲绝缘层减小温度变化时高压电容所受的绝缘层挤压力，从而进一步提高高压电容的测量精度。

作为进一步地改进，所述缓冲绝缘层为设于高压电容表面的硅橡胶层。

有益效果是：硅橡胶材质绝缘性能稳定，承力能力较好，并且受温度变化影响较小，便于为高压电容提供良好的绝缘与缓冲效果。

作为进一步地改进，所述高压电容设有屏蔽罩。

有益效果是：设置屏蔽罩，可进一步减少产品内部绝缘层因气泡等缺陷产生的局放现象，并可避免因外部电场的干扰及其他金属体的邻近效应所引发的测量精度不稳定的问题。

作为进一步地改进，所述屏蔽罩通过支撑连接杆与高压电容固定连接，并与高压电容之间留有绝缘间距。

有益效果是：将屏蔽罩通过支撑连接杆与高压电容固定连接并留出绝缘距离，既可进一步使电压传感器的结构简化紧凑，减少连接件的数目，也可保证电压传感器的绝缘性能良好。

作为进一步地改进，所述屏蔽罩为一端开口的碗状结构，所述碗状结构的底部与支撑连接杆固定连接。

有益效果是：设置为碗状结构可进一步扩大屏蔽范围，维持高压电容的测量精度稳定，并且也便于实现屏蔽罩与支撑连接杆之间的固定连接。

附图说明

图1为本实用新型中电压传感器的实施例1的高压电容及绝缘缓冲层的结构示意图；

图2为电压传感器的屏蔽罩的结构示意图；

图3为电压传感器的高压组件的结构示意图；

图4为电压传感器的整体结构示意图；

图5为电压传感器的整体效果图。

附图标记说明：

1、高压电容；2、缓冲绝缘层；3、屏蔽罩；4、支撑连接杆；5、高压端嵌件及引线；6、电容嵌件；7、低压端嵌件；8、环氧树脂；9、伞裙；10、壳体。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

以下结合实施例对本实用新型作进一步的详细描述。

本实用新型所提供的电压传感器的具体实施例1：

如图4所示，本实施例所提供的的电压传感器的高压电容下端设有支撑连接杆4，支撑连接杆4选用直线型铜杆，以保证良好的导电与支撑，并在支撑连接杆4两端开设螺纹，同时在高压电容一端的电容嵌件6与低压端嵌件7上开设与其匹配的螺纹孔，由此直接利用支撑连接杆4将高压电容1与低压端嵌件7之间导电连通，并且以不与高压电容连接的一端作为模具定位端进行居中定位，支撑连接杆4在居中支撑高压电容1的同时兼作低压端嵌件7的引线，使电压传感器结构进一步简单紧凑。在支撑连接杆4无螺纹的部分还需进行喷砂处理，以便在后期浇注或注射绝缘层材料时进一步提高支撑连接杆4与绝缘层的结合效果，保证电压传感器整体结构稳定性。通过设置带有模具定位端的支撑连接杆4，通过将支撑连接杆4的模具定位端与成型模具进行配合定位，可以保证高压电容1在模具内一体成型加工时始终处于绝缘层中的居中位置，而不受绝缘层材料的挤压变形，保证了高压电容外部树脂绝缘层的均匀一致性，并进一步保证电压传感器内绝缘层各径向方向上的绝缘强度一致，而且在电压传感器所处环境温度变化较大时可进一步使高压电容受绝缘层的收缩压力较为均衡，维持高压电容测量精度的稳定一致变化，最终实现提高电压传感器绝缘性能，并维持不良条件下的精度稳定性。

在本实施例中，高压电容1表面还设有硅橡胶构成的缓冲绝缘层2。硅橡胶可以是常温成型或高温成型，并且优选设置其具体厚度为2.5mm，也可根据实际电容的尺寸进行适当增减。设置缓冲绝缘层2之前还需对高压电容1表面进行清洁并用粘接剂进行均匀处理，从而提高缓冲绝缘层2与高压电容1间的可靠结合效果，保证二者结合的稳定性。由于硅橡胶材质的膨胀系数处于高压电容1与树脂的膨胀系数之间，因此硅橡胶在保证稳定的绝缘性能的同时也可以为高压电容1提供缓冲效果，减缓外部树脂层因温度变化对高压电容1产生的不利影响，避免影响高压电容的测量精度。

在本实施例中，高压电容1靠近低压端一侧设有一电容嵌件6，屏蔽罩3为一端开口的碗状屏蔽罩3，并包绕高压电容1至少三周，在碗状屏蔽罩3的底部开有一个和电容嵌件6外径匹配的通孔，碗状屏蔽罩3通过将通孔与电容嵌件6套装连接实现与高压电容1的固定连接。同时在高压电容1与碗状屏蔽罩3之间还保留有绝缘间距，以此减少高压电容1的局放现象并保证其绝缘效果，以达到精度偏差较小的要求。

在本实施例中，为实现提高电压传感器的绝缘性能，维持不良工作环境下电压传感器的精度稳定，设置缓冲绝缘层2为高压电容1保证良好绝缘，并可为其提供良好的缓冲作用，同时还可以避免成品的树脂绝缘层材料与高压电容1直接接触造成表面裂纹影响表面质量，解决电压传感器在极端温度的工作环境下绝缘层与高压电容1间因膨胀系数不一致导致的开裂问题，提高工作性能；设置屏蔽罩3则进一步解决高压电容1的局放问题，使其免受外部电场干扰及各种金属体对电压传感器的邻近效应影响，提高测量精度的稳定性；通过支撑连接杆4保证高压电容1外侧绝缘层的厚度均匀，使高压电容1及屏蔽罩处于电压传感器的树脂绝缘层中心轴线位置，整体绝缘性能的一致性更好。

本实施例所提供的电压传感器按如下步骤进行制作，首先如图1所示，将高压电容1本体上下两端分别焊接高压端嵌件及引线5和电容嵌件6，在高压电容1外表面均匀涂刷一侧粘接剂并待其自然干燥，然后在高压电容1表面设置一层常温成型或高温成型的硫化硅橡胶使其形成缓冲绝缘层2。待缓冲绝缘层2成型后将如图2所示的屏蔽罩3和支撑连接杆4与电容嵌件6连接，并在支撑连接杆4另一端安装低压端嵌件7，使其形成如图3所示的高压组件。之后再将高压组件放置在烘箱内，设置140℃-160℃预热两至三小时，再取出装模，设置模具温度为145℃左右，经环氧树脂8浇注或注射成型，形成带有伞裙9的壳体10，设置伞裙9也可进一步提高其绝缘性能，最终完成如图4、图5所示的电压传感器。若该电压传感器为户外产品，则需将成型后的环氧树脂8绝缘层表面进行喷砂处理使其表面粗糙化，将表面酒精清洗后再次放置在80℃-100℃的烘箱内预热两小时，并再度取出装模，将模具设置为115℃-125℃之间用液体硅橡胶注射成型，将注射压力设置在0.4MPa左右并保压大概15min，或用固态硅橡胶材料压制成型，经后续处理将其与低压模块组合即可。

本实用新型所提供的电压传感器的具体实施例2：

在本实用新型的电压传感器的实施例1中，所述支撑连接杆4为固定连接于高压电容1一端的导电杆，所述高压电容1设有低压端嵌件7，所述导电杆与低压端嵌件7固定连接，所述高压电容1通过导电杆与低压端嵌件7电连接。在本实施例中，也可不将支撑连接杆4设为导电杆，仅使支撑连接杆起支撑连接的作用，额外接引线连接高压电容与低压端嵌件。

本实用新型所提供的电压传感器的具体实施例3：

在本实用新型的电压传感器的实施例1中，所述导电杆为直线型导电杆，导电杆为铜材质。在本实施例中，也可将导电杆替换为铝质杆或其他导电性能良好的支撑杆件，或根据低压嵌件设定位置调整导电杆的具体形状。

本实用新型所提供的电压传感器的具体实施例4：

在本实用新型的电压传感器的实施例1中，所述导电杆与高压电容1、低压端嵌件7之间均通过螺纹结构连接。在本实施例中，也可直接将导电杆与高压电容1、低压端嵌件7进行焊接。

本实用新型所提供的电压传感器的具体实施例5：

在本实用新型的电压传感器的实施例1中，所述导电杆两端的螺纹结构之间为喷砂处理段。在本实施例中，也可进行其他强化处理，或在条件允许的情况下也可不对其做喷砂处理。

本实用新型所提供的电压传感器的具体实施例6：

在本实用新型的电压传感器的实施例1中，所述高压电容1设有缓冲绝缘层2。在本实施例中，也可根据电压传感器的具体工作环境或生产时的绝缘层的成型温度不设缓冲绝缘层2。

本实用新型所提供的电压传感器的具体实施例7：

在本实用新型的电压传感器的实施例1中，所述缓冲绝缘层2为设于高压电容1表面的硅橡胶层。在本实施例中，也可具体设置缓冲绝缘层2由其他绝缘性能较好、膨胀系数介于高压电容与环氧树脂绝缘层之间的的材料形成。

本实用新型所提供的电压传感器的具体实施例8：

在本实用新型的电压传感器的实施例1中，所述高压电容1设有屏蔽罩3。在本实施例中，可根据电压传感器附近电场、金属件分布情况，或内部环氧树脂绝缘层的成型质量情况，具体选择是否设置屏蔽罩3。

本实用新型所提供的电压传感器的具体实施例9：

在本实用新型的电压传感器的实施例1中，所述屏蔽罩3通过支撑连接杆4与高压电容1固定连接。在本实施例中，也可额外使用其他支撑件将屏蔽罩3与高压电容1进行连接，而不借助支撑连接杆4。

本实用新型所提供的电压传感器的具体实施例10：

在本实用新型的电压传感器的实施例1中，所述屏蔽罩为一端开口的碗状结构，所述碗状结构的底部与支撑连接杆固定连接。在本实施例中，屏蔽罩3的结构也可根据内部高压电容1的具体形状进行设计，若高压电容1为片式电容，也可将屏蔽罩3设为空心筒状结构。

最后需要说明的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细地说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行不需付出创造性劳动地修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电压传感器，包括高压电容，所述高压电容处于绝缘层内部，其特征是，所述高压电容一端安装有支撑连接杆，所述支撑连接杆上设有模具定位端，所述支撑连接杆通过模具定位端使电压传感器的高压电容在成型加工时保持在模具内绝缘层的中心轴线上。

2.根据权利要求1所述的电压传感器，其特征是，所述支撑连接杆为固定连接于高压电容一端的导电杆，所述高压电容设有低压端嵌件，所述导电杆与低压端嵌件固定连接，所述高压电容通过导电杆与低压端嵌件电连接。

3.根据权利要求2所述的电压传感器，其特征是，所述导电杆为直线型导电杆。

4.根据权利要求3所述的电压传感器，其特征是，所述导电杆与高压电容、低压端嵌件之间均通过螺纹结构连接。

5.根据权利要求4所述的电压传感器，其特征是，所述导电杆两端的螺纹结构之间为喷砂处理段。

6.根据权利要求1-4任一项所述的电压传感器，其特征是，所述高压电容设有缓冲绝缘层。

7.根据权利要求6所述的电压传感器，其特征是，所述缓冲绝缘层为设于高压电容表面的硅橡胶层。

8.根据权利要求1-4任一项所述的电压传感器，其特征是，所述高压电容设有屏蔽罩。

9.根据权利要求8所述的电压传感器，其特征是，所述屏蔽罩通过支撑连接杆与高压电容固定连接，并与高压电容之间留有绝缘间距。

10.根据权利要求9所述的电压传感器，其特征是，所述屏蔽罩为一端开口的碗状结构，所述碗状结构的底部与支撑连接杆固定连接。