35kV振荡波系统高压分压器的制作方法

本实用新型涉及高压分压器技术领域，具体涉及一种35kV振荡波系统高压分压器。

背景技术：

振荡波测试系统(Oscillating Waveform Test System，简称OWTS)，是一种新兴的电缆绝缘故障检测技术，它通过对被测电缆施加近似于工频的衰减振荡波电压来激发出电缆绝缘缺陷处的局部放电信号，并对其进行有效检测从而判断电缆绝缘的好坏。

振荡波检测系统属于离线检测的一种形式，自带的高压直流源通过内置空心电抗器对被测电缆进行充电，当达到预设电压时，断开高压固体开关，使得电缆与电抗器形成阻尼振荡电压波，通过阻尼振荡电压激发出电缆内部缺陷的局部放电信号，通过系统内部的耦合机构检测到该局部放电信号，从而达到检测的目的。在35kV振荡波整个检测过程中，需要采集被测电缆两端的电压信号，既升压过程的直流信号以及振荡过程的交流信号。

为了配合35kV振荡波局部放电检测系统的开发和运行，实时监测被测电缆两端的电压信号，所需分压器要求承受35kV交流，65kV直流电压而不产生局部放电，以及要求分压器实现测量信号不产生畸变，如无电压过冲，分压比大、体积小、重量轻、价格便宜等。

现有的高压分压器多为高压直流分压器或高压工频交流分压器，无法应用在既要检测直流电压又要检测交流电压的振荡波检测系统里；分压比低，多为1000:1，而且没有考虑局部放电问题；体积、重量大，不适合轻便运输，因而不适用于振荡波检测系统。另外，高电压等级的分压器则价格非常昂贵。

技术实现要素：

本实用新型提供一种35kV振荡波系统高压分压器，该高压分压器非常适合应用在35kV振荡波局部放电检测系统中，既能检测直流电压又能用于检测交流电压，而且分压比高，本身不会出现局部放电的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：35kV振荡波系统高压分压器，包括外壳、高压臂和低压臂，

所述外壳包括壳体和端盖，所述壳体和端盖可拆卸连接；

所述高压臂包括串联的电阻R5和R6，高压臂入线穿过端盖后与电阻R5的自由端电连接，电阻R6的自由端与壳体电连接，电阻R5和R6与壳体之间填充环氧树脂，高压臂出线由壳体的侧壁引出，其一端与壳体电连接；

所述低压臂包括低压臂PCB电路板，所述低压臂PCB电路板上设置有电阻R1、R2、R3、R4和电容C1，电阻R1、R2、R3、R4并联后再与电容C1串联，电阻R1、R2、R3、R4的公共端与高压臂出线另一端电连接，电容C1一端接地。

进一步地，所述壳体为圆柱体，高190mm、直径80mm，壁厚6mm，材质为铝。

进一步地，所述壳体侧面距离顶部40mm处设置有安装孔，安装孔大小与BNC底座相适应，其内插设有第一BNC底座，电阻R6的一端与第一BNC底座电连接；低压臂PCB电路板上还设置有第二BNC底座，所述第二BNC底座与电阻R1、R2、R3、R4的公共端电连接；所述高压臂出线为同轴电缆，第一BNC底座与第二BNC底座之间通过同轴电缆电连接。

进一步地，所述高压臂入线采用耐压100kV的高压绝缘导线，所述高压臂入线通过端盖上设置的小孔穿出，小孔直径为12mm，高压臂入线与小孔之间设置有软质保护层。

进一步地，所述电阻R5和R6均为高压高温玻璃釉电阻，阻值均为100M，电阻R5和R6并排设置在壳体内，呈U型分布。

进一步地，所述电阻R1、R2、R3和R4均为阻值为20kΩ的贴片电阻，电容C1为容值为250nF的贴片电容。

进一步地，所述壳体与端盖之间通过螺钉可拆卸连接。

本实用新型的35kV振荡波系统高压分压器，非常适合应用在35kV振荡波局部放电检测系统中，能实现测量直流和交流信号的目的，所测量的信号大小合适、不产生畸变，分压器本身无局部放电问题、整体体积小、重量轻、便于集成，而且价格低廉。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

上述图中：1-壳体；2-端盖；3-高压臂入线；4-高压臂出线；5-低压臂PCB电路。

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白，以下结合附图和实施例，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。

如图1所示，本实用新型的35kV振荡波系统高压分压器，包括外壳、高压臂和低压臂。

所述外壳包括壳体1和端盖2，所述壳体1与端盖2之间通过螺钉可拆卸连接。

所述高压臂包括串联的电阻R5和R6，高压臂入线3穿过端盖2后与电阻R5的自由端电连接，电阻R6的自由端与壳体1电连接，电阻R5和R6与壳体1之间填充环氧树脂，高压臂出线4由壳体1的侧壁引出，其一端与壳体1电连接。

所述低压臂包括低压臂PCB电路板5，所述低压臂PCB电路5板上设置有电阻R1、R2、R3、R4和电容C1，电阻R1、R2、R3、R4并联后再与电容C1串联，电阻R1、R2、R3、R4的公共端与高压臂出线4另一端电连接，电容C1的一端接地。

具体为，所述壳体1为圆柱体，高190mm、直径80mm，壁厚6mm，材质为铝，所述壳体1侧面距离顶部40mm处设置有安装孔，安装孔大小与BNC底座相适应，其内插设有第一BNC底座，电阻R6的一端与第一BNC底座电连接；低压臂PCB电路5板上还设置有第二BNC底座，所述第二BNC底座与电阻R1、R2、R3、R4的公共端电连接；所述高压臂出线4为同轴电缆，第一BNC底座与第二BNC底座之间通过同轴电缆电连接。所述高压臂入线3采用耐压100kV的高压绝缘导线，所述高压臂入线3通过端盖2上设置的小孔穿出，小孔直径为12mm，高压臂入线3与小孔之间设置有软质保护层。所述电阻R1、R2、R3和R4均为阻值为20kΩ的贴片电阻，电容C1为容值为250nF的贴片电容。

为了有效减小分压器尺寸，高压臂采用两根耐压40kV，直径9mm，长度125mm的高压高温玻璃釉电阻串联而成，各阻值均为阻值为100M，两根电阻呈U型布置。选用的高压高温玻璃釉电阻具有工作电压高、阻值高、比功率大、高频特性好、耐湿、耐电脉冲及长期工作特性稳定可靠等特点。

通常情况下，由于电阻引线间及引与地间存在杂散电容，在高频时刻，由于杂散电容的存在会影响分压器的分压结构，改变分压比，进而造成测量信号畸变。为了解决这一问题，可将分压器充当高压臂的高压电阻固定在一金属外壳内，并选用环氧树脂灌封。将金属外壳与电阻R6自由端相连，可实现金属外壳与U型电阻低压端电位相同，即与分压器低压臂测量信号端电位相同。这样可实现电阻引线间杂散电容参数的固定，并且不存在引线与地间的杂散参数，或者该杂散参数可忽略不计。

考虑到实际尺寸，要求高压分压器体积小、重量轻、便于安装和运输。该高压分压器最高耐压需达到直流65kV。空气的相对介电常数为1，环氧树脂的相对介电常数为3～4，为了使得在高电压下不发生局部放电，设计的壳体尺寸需考虑在不同介质中的绝缘水平，具体设计及设计参数如下：高压分压器高压部分为圆柱形外壳设计，所选用的壳体的材质为铝，高190mm、直径80mm、壁厚6mm、顶圆小孔直接12mm，两电阻水平间距25mm，电阻距离外壳圆柱体侧面最近水平距离25mm、电阻距离外壳圆柱体上下圆面最近距离40mm。

圆柱体的侧面在距离顶圆面40mm预设一个安装孔，并且在安装孔周围打磨成平面，平面大小与一个BNC底座大小相适应。安装孔大小容许BNC底座插入，以便高压臂出线与BNC底座相连。分压器金属壳体与电阻R6通过内部实现相连，实现电位一致。

分压器的低压臂为阻容结构。根据分压比10000:1的要求，高压臂电阻阻值为200M，因此选用低压臂阻值为20kΩ的贴片电阻。之后根据试验测试到高压臂的杂散电容约为25pF，因此选用低压臂容值为250nF的贴片电容。

为了实现耐受65kV无局部放电、测量带宽0-1MHz范围内分压比恒定的要求，为此设计了高压分压器的内外部连接。

首先，分压器高压臂入线采用耐压100kV的高压绝缘导线，该高压绝缘导线与U型布置的电阻R5的自由端通过焊丝焊接相连，焊接处的棱角都已经做了圆滑处理。为了防止外壳上表面与高压绝缘导线来回摩擦造成绝缘导线外皮损坏，在外壳上表明开孔处添加软材质的保护层。

其次，R6的自由端直接与BNC底座焊接相连，并且通过内部连接，使得壳体与R6的一端同电位，即与分压器低压臂同电位。

最后，分压器外壳的BNC端口通过同轴电缆与低压臂PCB电路板BNC座相连。同时，该同轴电缆需做特殊处理，即将内部的屏蔽线刨除一部分，使得同轴电缆两端BNC连接端不共地，确保外壳电位与低压臂电位相同。

该高压分压器充是基于振荡波检测系统的需求下设计而成，其测量信号不产生畸变、耐压高、分压比大、无局部放电、体积小、重量轻、便于安装运输。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。