一种用于10KV配电网智能开关设备的高压电阻分压器的制作方法

本发明涉及测量设备领域，更具体地，涉及一种用于10KV配电网智能开关设备的高压电阻分压器。

背景技术：

在设备测量的领域中，当需要在总电压不变的情况下，在某一电路上串联一个分压电阻，将能起分压的作用，一部分电压将降在分压电阻上，使该部分电路两端的电压减小，分压电阻的阻值越大，分压作用越明显，一次高电压施加到高压电阻分压器的一次电压端子和接地端子之间时，在二次电压输出端子与接地端子之间产生二次电压，一次电压与二次电压幅值之比称为电压比，数值上接近等于高压臂电阻值与低压臂电阻值之比。

在目前市场上，有着各种各样的高压电阻分压器，一般来说，传统开关设备的二次控制回路普遍使用电磁继电器，需要要求二次电压输出有足够大的功率容量，需要配用电磁式电压互感器。

目前大量使用的智能化10kV配电网开关设备二次控制回路已经改用电子电路进行测量和控制，二次电压信号源不需要提供大的功率输出，允许使用高压电阻分压器代替传统的电磁式电压互感器作为电压比例变换器。

但是，考虑到高压电阻分压器有较高的测量准确度要求，目前10kV配电网开关设备使用的高压电阻分压器主要使用厚膜电阻，特别是高压臂电阻基本上都使用厚膜电阻。厚膜电阻使用金属氧化物和金属氧化物盐生成的晶体作为导电介质，具有半导电材料的电导率，把这些晶体和适量的玻璃状无机粘结剂及金属粉磨成微米级的颗粒，掺入有机粘合剂搅拌成浆料，用丝网印刷技术把电阻电路印制在陶瓷基底上，在高温炉中烧结，最后用激光修校到电阻的标称值。只是，这样生产制成的厚膜电阻的成本比较高，同时晶体具有退化的特性，准确度会随着使用时间降低，使用年限难以达到配电网开关设备的要求。

因此，提出一种解决上述问题的用于10KV配电网智能开关设备的高压电阻分压器实为必要。

技术实现要素：

本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷(不足)，提供一种用于10KV配电网智能开关设备的高压电阻分压器。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：一种用于10KV配电网智能开关设备的高压电阻分压器，包括绝缘基板、高电压电阻模块和低电压电阻模块，还包括二次控制回路模块；

所述高电压电阻模块和低电压电阻模块分别安装在绝缘基板两侧，相邻高电压电阻模块和低电压电阻模块之间串连连接；

所述最顶层的高电压电阻模块顶端设有一次出线端子，最底层的高电压电阻模块的底端与二次控制回路模块相连接；

所述二次控制回路模块底部设有接地出线电子端，通过把高电压电阻模块和低电压电阻模块分别安装在绝缘基板两侧，利用导线，依次对相邻的高电压电阻模块和低电压电阻模块进行梅花间竹的连接，使其分成高电压电阻模块一侧和低电压电阻模块一侧，并通过二次控制回路模块，实现对高电压电阻模块和低电压电阻模块的电压调控，在保证测量可靠的条件下，使得高压电阻分压器的制造成本显著低于电磁式电压互感器，需要的安装空间也小得多，而且不会发生直流磁化和铁磁谐振，可以提高配电网的安全运行水平。

进一步的，所述二次控制回路模块包括二次出线端子和二次控制电阻，所述二次控制电阻一端与最底层高电压电阻模块底端相连接，另一端与接地出线电子端相连接，所述二次出线端子安装在二次控制电阻与最底层高电压电阻模块的交接处，通过二次出线端子和二次控制电阻的连接结构，取代了传统的电磁式电压互感器作为电压比例变换器，使其结构更加简单，生产成本更加低廉。

更进一步的，所述高电压电阻模块和低电压电阻模块均为精密金属膜电阻，通过多个精密金属膜电阻的串联，可以代替传统的厚膜电阻，从而降低了生产成本。

进一步的，所述精密金属膜电阻的阻值大于二次控制电阻的阻值，在实际应用中，可以根据具体的电压控制其阻值的大小，以实现测量不同电路的需求。

更进一步的，还包括连接臂，所述一次出线端子通过连接臂与最顶层的高电压电阻模块顶端相连接，通过连接臂，使得一次出线端子更牢固的安装在最顶层的高电压电阻模块顶端，不会因为长期的使用而导致端子因固定不牢固而脱落。

此外，还包括引线焊盘，所述二次控制电阻通过引线焊盘与接地出线电子端相连接，通过引线焊盘，可以确保接地出线电子端与二次控制电阻充分接触，不会脱落而存在安全隐患。

更进一步的，所述绝缘基板上设有引线连接孔，所述相邻的高电压电阻模块通过引线连接孔和低电压电阻模块之间串连连接，通过引线连接孔，使得导线的连接更加顺畅。

进一步的，所述高电压电阻模块和低电压电阻模块之间呈“之”字型连接，通过“之”字型的连接方式，可以节约了安装空间，使得该模块所需体积变小，使其适合用于不同的测量仪器中。

更进一步的，所述绝缘基板为双面PCB板，双面PCB板的设置，可以使得高电压电阻模块和低电压电阻模块之间的绝缘性能更好。

进一步的，所述双面PCB板呈条状，在实际应用中，双面PCB板的形状可以根据实际需要设置成不同的形状，其均在本发明的保护范围之内。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

(1)本发明公开的用于10KV配电网智能开关设备的高压电阻分压器，通过把高电压电阻模块和低电压电阻模块分别安装在绝缘基板两侧，利用导线，依次对相邻的高电压电阻模块和低电压电阻模块进行梅花间竹的连接，使其分成高电压电阻模块一侧和低电压电阻模块一侧，并通过二次控制回路模块，实现对高电压电阻模块和低电压电阻模块的电压调控，在保证测量可靠的条件下，使得高压电阻分压器的制造成本显著低于电磁式电压互感器，需要的安装空间也小得多，而且不会发生直流磁化和铁磁谐振，可以提高配电网的安全运行水平。

(2)本发明公开的用于10KV配电网智能开关设备的高压电阻分压器，通过二次出线端子和二次控制电阻的连接结构，取代了传统的电磁式电压互感器作为电压比例变换器，使其结构更加简单，生产成本更加低廉。

(3)本发明公开的用于10KV配电网智能开关设备的高压电阻分压器，通过多个精密金属膜电阻的串联，可以代替传统的厚膜电阻，从而降低了生产成本。

(4)本发明公开的用于10KV配电网智能开关设备的高压电阻分压器，通过双面PCB板的设置，可以使得高电压电阻模块和低电压电阻模块之间的绝缘性能更好。

附图说明

图1是本发明中用于10KV配电网智能开关设备的高压电阻分压器的结构示意图。图中，1为高压臂金属膜电阻、2为低压臂金属膜电阻、3为双面PCB板、4为一次出线端子、5为二次出线端子、6为接地出线电子端、7为二次控制电阻、8为引线连接孔。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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，也可以是通过中间媒介间接连接，可以说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发明的具体含义。下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

本实施例公开了一种用于10KV配电网智能开关设备的高压电阻分压器，包括双面PCB板3、高压臂金属膜电阻1和低压臂金属膜电阻2，二次控制回路模块；高压臂金属膜电阻1和低压臂金属膜电阻2分别安装在双面PCB板3两侧，相邻高压臂金属膜电阻1和低压臂金属膜电阻2之间串连连接；最顶层的高压臂金属膜电阻1顶端设有一次出线端子4，最底层的高压臂金属膜电阻1的底端与二次控制回路模块相连接；而在二次控制回路模块底部设有接地出线电子端6，通过把高压臂金属膜电阻1和低压臂金属膜电阻2分别安装在双面PCB板两侧，利用导线，依次对相邻的高压臂金属膜电阻1和低压臂金属膜电阻2进行梅花间竹的连接，使其分成高压臂金属膜电阻1一侧和低压臂金属膜电阻2一侧，并通过二次控制回路模块，实现对高压臂金属膜电阻1和低压臂金属膜电阻2的电压调控，在保证测量可靠的条件下，使得高压电阻分压器的制造成本显著低于电磁式电压互感器，需要的安装空间也小得多，而且不会发生直流磁化和铁磁谐振，可以提高配电网的安全运行水平。

在本发明中，还包括连接臂，一次出线端子通过连接臂与最顶层的高电压电阻模块顶端相连接，通过连接臂，使得一次出线端子更牢固的安装在最顶层的高电压电阻模块顶端，不会因为长期的使用而导致端子因固定不牢固而脱落，此外，还包括引线焊盘，所述二次控制电阻通过引线焊盘与接地出线电子端相连接，通过引线焊盘，可以确保接地出线电子端与二次控制电阻充分接触，不会脱落而存在安全隐患。

其中，二次控制回路模块包括二次出线端子5和二次控制电阻7，二次控制电阻7一端与最底层高压臂金属膜电阻1底端相连接，另一端与接地出线电子端6相连接，二次出线端子5安装在二次控制电阻7与最底层高压臂金属膜电阻1的交接处，通过二次出线端子5和二次控制电阻7的连接结构，取代了传统的电磁式电压互感器作为电压比例变换器，使其结构更加简单，生产成本更加低廉。在实际应用中，高压臂金属膜电阻1和低压臂金属膜电阻2均为精密金属膜电阻，通过多个精密金属膜电阻的串联，可以代替传统的厚膜电阻，从而降低了生产成本。而精密金属膜电阻的阻值大于二次控制电阻的阻值，在实际应用中，可以根据具体的电压控制其阻值的大小，以实现测量不同电路的需求。

此外，在双面PCB板3上设有引线连接孔8，相邻的高压臂金属膜电阻1通过引线连接孔和低压臂金属膜电阻2之间串连连接，通过引线连接孔8，使得导线的连接更加顺畅，高压臂金属膜电阻1和低电压电阻模块之间呈“之”字型连接，通过“之”字型的连接方式，可以节约了安装空间，使得该模块所需体积变小，使其适合用于不同的测量仪器中，此外，还包括引线焊盘，所述二次控制电阻通过引线焊盘与接地出线电子端相连接，其中，在本实施例中，双面PCB板呈条状，在实际应用中，双面PCB板的形状可以根据实际需要设置成不同的形状，其均在本发明的保护范围之内。

如图1所示，公开的是一种10KV配电网测量用的高压电阻，在双面PCB板的两个侧面分别设置高压臂金属膜电阻1和低压臂金属膜电阻2，其中，高压臂金属膜电阻1的数量为16个，低压臂金属膜电阻2的数量为15个，相邻的高压臂金属膜电阻1和低压臂金属膜电阻2前后相互串联，其中，高压臂金属膜电阻1和低压臂金属膜电阻2均采用标称值为1MΩ，电阻精度0.1％，温度系数25ppm/℃，功率容量0.5W的RJ24型精密金属膜电阻，并呈“之”字形排列在条形的双面PCB板上，然后按串联方式焊接。

然后，从位于双面PCB板最上端，没有接成串联的电阻的引线焊盘上焊出一次端子出线，从位于PCB板最下端没有接成串联的电阻的引线焊盘上串联接入1只标称值为10kΩ的二次控制电阻7，该二次控制电阻7的电阻精度0.1％，温度系数25ppm/℃，功率容量0.5W的RJ24型精密金属膜电阻，同时焊出二次端子出线，在金属膜电阻的没有接入串联的引线焊盘上焊出接地端子出线，制成高压电阻分压器，其中，按图1制造的10kV电阻分压器标称分压比为3101，在树脂封装后再进行出厂调校，使得分压器置于测试状态，在二次电压输出端口并联接入电阻箱，调节电阻箱使使分压比为3250，然后去掉电阻箱，用电阻值接近电阻箱示值的100kΩ～220kΩ电阻并联接入二次电压输出端口，使分压器的电压比等于3250。

由于本发明使用的精密金属膜电阻不会发生金属氧化物和金属氧化物盐晶体的退化效应，使用期限可以满足10kV配电网开关设备要求，且其制造成本低于高压厚膜电阻，价格可降低到高压厚膜电阻的二分之一以下，能有效的延长配电网高压电阻分压器的使用寿命和减低其生产成本。

在实际应用中，把多个精密金属膜电阻以串联的方式，沿长度方向采用“之”字形从上到下排列在绝缘基板两侧，其中一侧为高压臂电阻，另一侧为低压臂电阻，从高压臂电阻没有接成串联的引线端焊出一次出线，从低压臂电阻没有接成串联的引线端焊出接地出线，从高压臂电阻和低压臂电阻的串联引线端焊出二次出线，制成高压电阻分压器，使用时，当一次高电压施加到高压电阻分压器的一次电压端子和接地端子之间时，在二次电压输出端子与接地端子之间产生二次电压，形成电阻分压的作用，通过该结构，可以进一步的对电阻进行分压，并节约安装所需要的空间，通过多个精密金属膜电阻串联并引出接线的方式代替厚膜电阻，节约了生产的成本。

图中，描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。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的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。