专利名称：一种电子式电压传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电子式电压互感器，具体涉及一种适用于35kV及35kV以下电力 系统的电压变换，为测量和保护单元提供二次电压信号的电子式电压传感器。
技术背景电压互感器是电力系统中进行电压测量和获取继电保护信号的重要设备，其精度和 可靠性与电力系统的安全性和经济运行密切相关。长期以来，传统的电磁感应式电压互 感器在继电保护和电压测量中一直占据主导地位。但电磁感应式电压互感器具有测量精 度低，体积大，造价高，绝缘结构复杂，易出现铁磁谐振等缺点。而电子式互感器具有 测量精度高，频带宽，动态范围大，结构紧凑，抗干扰能力强，便于与计算机接口，满 足电力系统自动化和数字化要求，特别适合数字化变电站需要等优点。作为电子式电压互感器核心部分的传感器，按照其获取信号方式的不同，可以分为 光学晶体型、电阻分压型和电容分压型。光学晶体型传感器易受环境温度的影响，因此 其结构和信号处理电路比较复杂；电阻分压型传感器采用两个电阻对一次高压进行分 压，得到二次低压，因此其高压臂侧需要一个阻值非常高的电阻，而阻值高的电阻误差 也非常的大，影响其测量精度；对于电容分压型传感器，传统的方法是采用电力电容器 分压或用气体作为绝缘材料，因此其结构复杂，体积大，使用和运行维护成本高。 发明内容本发明的目的是为电子式电压互感器提供一种新型电容分压型传感器，克服了现有 电磁感应式电压互感器和传统电子式电压互感器的不足，为电力系统提供安全可靠的电 压信号。本发明的目的是这样实现的 一种电子式电压传感器，包括高压带电棒，高压带电 棒上端设有母线接头，下端为基座，在高压带电棒外套装有由固体绝缘材料做成的绝缘 圆筒，绝缘圆筒外贴有双面柔性印刷电路板，双面柔性印刷电路板上设有信号处理电路， 双面柔性印刷电路板的内层和外层铜模通过精密电阻连接，并且双面柔性印刷电路板的 外层铜模和电气地相连。精密电阻和信号处理电路在双面柔性印刷电路板的外层布板。本发明提供的电子式电压传感器，其结构简单，适合工业批量生产；采用双面柔性 印刷电路板可将信号调理电路放在传感器的内部，可提高传感器的信噪比；特别适合电 磁环境恶劣的电力系统中使用；精密电阻、信号调理电路在双面柔性印刷电路板的外层 布板，可有效减少引线误差，增加了系统的信噪比，提高了测量精度。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。 图l是本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示， 一种电子式电压传感器，包括高压带电棒2，高压带电棒2上端设有 母线接头1 ，下端为基座8，在高压带电棒2外套装有由固体绝缘材料做成的绝缘圆筒4， 绝缘圆筒4外贴有双面柔性印刷电路板6，双面柔性印刷电路板6上设有信号处理电路 7，双面柔性印刷电路板6的内层和外层铜模通过精密电阻5连接，并且双面柔性印刷 电路板6的外层铜模和电气地相连。精密电阻5和信号处理电路7在双面柔性印刷电路板6的外层布板。信号处理电路 7采用通用的运算放大电路，对分压得到的微弱二次信号直接进行放大、调理后再传输。本发明的工作原理是利用等效电容组成分压电容器，对一次高压分压，得到二次低 压，对二次低压信号用信号调理电路7进行处理后，经过输出接口端子9输出。其中， 高压带电棒9的表层、绝缘圆筒4和双面柔性印刷电路板6内层的铜模等效为高压臂电 容，其中，带电棒表面和双面柔性印刷电路板6内层的铜模等效为两个极板，而绝缘圆 筒4等效为电介质；双面柔性印刷电路板6等效为低压臂电容，其中双面柔性印刷电路 板6内外两层的铜模等效为两个极板，而双面柔性印刷电路板6的基板等效为电介质。 由于绝缘圆筒4的厚度要远大于双面柔性印刷电路板6的厚度，根据圆筒形电容器的计 算公式，高压臂的电容要远小于低压臂的电容，因此大部分电压降在高压臂电容两侧， 这样在低压臂电容两端得到二次低压信号。这样，经由母线接头l采集到的电压信号经 过电压传感器处理后从输出接口 9输出，完成电压信号采集工作。为改善暂态响应，提高测量精度，在低压电容臂两端，也就是双面柔性印刷电路板 6内外两层之间并联了一个精密电阻5。这样在工频条件下，二次信号和一次信号不是 简单的分压关系，二次信号是一次信号的微分，对二次信号进行放大、积分、移相等处 理后即可还原出一次信号。权利要求
1、一种电子式电压传感器，包括高压带电棒(2)，高压带电棒(2)上端设有母线接头(1)，下端为基座(8)，其特征在于在高压带电棒(2)外套装有由固体绝缘材料做成的绝缘圆筒(4)，绝缘圆筒(4)外贴有双面柔性印刷电路板(6)，双面柔性印刷电路板(6)上设有信号处理电路(7)，双面柔性印刷电路板(6)的内层和外层铜模通过精密电阻(5)连接，并且双面柔性印刷电路板(6)的外层铜模和电气地相连。
2、 根据权利要求l所述的一种电子式电压传感器，其特征在于精密电阻(5)和 信号处理电路(7)在双面柔性印刷电路板(6)的外层布板。
全文摘要
一种电子式电压传感器，包括高压带电棒，高压带电棒上端设有母线接头，下端为基座，在高压带电棒外套装有由固体绝缘材料做成的绝缘圆筒，绝缘圆筒外贴有双面柔性印刷电路板，双面柔性印刷电路板上设有信号处理电路，双面柔性印刷电路板的内层和外层铜模通过精密电阻连接，并且双面柔性印刷电路板的外层铜模和电气地相连。本发明结构简单，适合工业批量生产；采用双面柔性印刷电路板可将信号调理电路放在传感器的内部，可提高传感器的信噪比；特别适合电磁环境恶劣的电力系统中使用；精密电阻、信号调理电路在双面柔性印刷电路板的外层布板，可有效减少引线误差，增加了系统的信噪比，提高了测量精度。
文档编号G01R19/00GK101566640SQ20091006250
公开日2009年10月28日 申请日期2009年6月9日 优先权日2009年6月9日
发明者李正天, 林湘宁, 翁汉琍, 薄志谦, 赵志敏, 胜 郑 申请人:三峡大学