专利名称：压敏式电压传感装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电压传感装置，具体说是涉及一种具有避雷器和高压带电显示装置双重功能的压敏式电压传感装置。
现有技术中采用压敏非线性电阻芯片组成的避雷器，此种避雷器利用非线性伏特特性仅仅用于实现雷击过电压保护。它没有设置对线路工作运行电压信息的采集，没有实现对是否带电发出强制性工作指令作出定性带电显示。而现有技术中的户内外高压带电显示装置虽然有电容分压式、感应式、电磁场强接收式等之分，但其功能都只能实现对线路是否带电进行定性判断并发出灯光、音响等警示信号，它无法实现对线路工作运行电压作定量的测量数据显示也没有设置避雷器功能。由于现有的避雷器和高压带电显示装置都是功能单一的装置，这给用户的使用带来极大的不方便。
本实用新型目的在于提供一种压敏式电压传感装置。该传感装置不仅具有过电压保护和定性判断线路是否带电功能，而且还具有实时测量带电的电压数值与运行电压信息的采集和传递功能。
实现本实用新型目的的解决方案是这样一种压敏式电压传感装置是由至少一个的电压传感器和一个显示器电连接而成。所述的电压传感器包括外绝缘体，填充层，芯体，多个电极层，多个二次输出端子，上、下法兰，外绝缘体呈伞裙状，芯体位于外绝缘体中央，芯体是由多个压敏非线性电阻芯片或芯柱组成，相邻的两个芯片或芯柱之间设置有电极层，外绝缘体与芯体之间是填充层，外绝缘体与芯体间、芯体与填充层间是弹性密封层，二次输出端子与电极层电连接，上、下法兰分别与芯体两端构成弹性电连接，所述的显示器包括线路板，接线端子排，面板，所述的线路板中设置有数字电压表线路，带电状况显示器线路，雷击放电指示器线路，上述三个线路的输入端分别与电压传感器的二次输出端连接，所述的面板设有用于显示一次线路是否带电的指示灯，一次线路运行工作电压数值指示器，雷击放电指示器，辅助电源是否供电指示灯，继电器接点开关状态指示灯，电压传感器的二次输出端子分别与显示器的接线端子排电连接。
上述方案中电压传感器可以采用一个或者多个与显示器电连接。多个示器，雷击放电指示器，辅助电源是否供电指示灯，继电器接点开关状态指示灯，电压传感器的二次输出端子分别与显示器的接线端子排电连接。
上述方案中电压传感器可以采用一个或者多个与显示器电连接。多个电压传感器相互间可以采用星接再与显示器电连接，也可以采用星接加串接后再与显示器电连接。
上述方案中外绝缘体采用硅橡胶、环氧树脂、乙丙橡胶、有机硅树脂、三聚氰胺甲醛树脂、有机玻璃、SMC塑料、DMC塑料、合成云母、玻璃、硅微粉、AL2O3微粉等绝缘材料制作。
上述方案中的填充层采用硅橡胶、环氧树脂、乙丙橡胶、有机硅树脂、三聚氰胺甲醛树脂、有机玻璃、SMC塑料、DMC塑料、合成云母、玻璃、硅微粉、AL2O3微粉、聚乙烯塑料、交联聚乙烯塑料、天然橡胶、丁基橡胶、电缆胶、氟硅高聚物、聚丙烯薄膜、聚胶薄膜、环氧玻璃布、白炭黑、苄基甲苯、芳基乙烷、异内基联苯、十二烷基苯、SAS-40绝缘油、硅油、蓖麻油、变压器油、烷基苯绝缘油、SF6氮气等绝缘材料制作。
上述方案中的芯体由多个压敏非线性电阻芯片或芯柱通过导电塑料、导电胶、导电脂、焊锡等粘合而成、芯片主材料采用氧化锌、氧化铋、碳化硅、钛酸钡、硅酸盐等制作。
与现有技术相比，本实用新型集避雷器和高压带电显示装置双重功能，具有电压信息的采集和传递功能，体积小，性能好，又方便用户使用。
下面通过附图和实施例具体描述本实用新型。
图1是单相压敏式电压传感装置结构示意图。
图2是单相压敏式电压传感装置线路原理图。
图3是三相压敏式电压传感装置结构示意图。
图4是三相压敏式电压传感装置线路原理图。其中图4a是数字电压表线路原理图，图4b是带电状况显示器线路原理图，图4c是雷击放电指示器线路原理图，图4d是电压传感器连接电路原理图。
图1是由一个电压传感器和显示器组成的压敏式电压传感装置结构示意图。从图中可清看出，电压传感器1整体呈伞裙状，外绝缘体11采取硅橡胶制作成型，填充层12采取环氧树脂制作，芯体13由多个压敏非线性阻芯片串联而成，芯体13侧面涂有硅橡胶绝缘层。电极层14通过导线与二次输出端子15连接，上，下法兰16，17位于电压传感器1的上下两端。显示器2由接线端子排21，线路板22，面板23组成。电压传感器1通过由与不同位置电极层14电连接的三个二次输出端子15分别与显示器2中接线端子排21的三个输入接线端子连接成体。
图2是单相压敏式电压传感装置线路连接原理图。从图中可清看出，电压传感器1的A相中三个中间抽头a1、a2、a3接线端分别与显示器2线路板22上的数字电压表线路输入端a1，带电状况显示器线路输入端a2，雷击放电指示器线路输入端a3连接。从而组成具有单个电压传感器连接电路I，单相数字电压表电路II，单相带电状况显示器工作电路III，单相雷击放电指示器工作电路IV连接的压敏式电压传感装置。
图3是三相压敏式电压传感装置结构示意图。从图中可以看出三相压敏式电压传感装置是由三个星接的A、B、C相电压传感器各自的三个二次输出端子15分别与显示器2中接线端子排21的三个输入接线端子连接成体。
图4是三相压敏式电压传感装置线路原理图。从图4a的数字电压表线路原理图可以看出，由三个电压传感器1组成的各相压敏电阻分压器的第一个中间抽头a1、b1、c1分别接到数字电压表线路的三个输入接线端a1、b1、c1，输入接线端a1、b1、c1分别与由A、B、C三相RC分压器电路连接，分压器电路由电阻R1、R2和电容C1、C2，电阻R4、R5和电容C3、C4，电阻R7、R8和电容C5、C6组成。取三相分压器电路的中性点与显示器2中接线端子排21上输出接线端上的“O”接线端子连接，A、B、C三相RC分压器电路中每相RC分压电路的中间抽头Xa、Xb、Xc分别接到显示器2中接线端子排21上输出接线端上，Xa、Xb、Xc与“O”分别作为A、B、C三相的二次电压输出接口，同时分别并联有作为过电压保护的压敏电阻R3、R6、R9和高阻抗数字电压表V1、V2、V3，数字电压表设置在显示器面板23上。
图4b是显示器的带电状况显示器线路原理图，从图中可以看出，由三个电压传感器1组成的各相压敏电阻分压器的第二个中间抽头a2、b2、c2分别接到带电状况显示器线路的三个输入接线端a2、b2、c2，输入接线端a2、b2、c2分别与压敏电阻R1、R2、R3连接，压敏电阻R1、R2、R3的另一端连接成中性点，并与显示器接线端子排21上“O”接线端子连接，组成一个二次输出端并联有过电压保护压敏电阻的三相星接压敏电阻分压电路；串联有限流电阻R4、R5、R6的发光二极管XD1、XD2、XD3分别与三相压敏电阻分压器的第二个中间抽头a2、b2、c2连接，组成三相一次线路是否带电的指示回路，发光二极管XD1、XD2、XD3设置在显示器面板23上；压敏电阻分压器的第二个中间抽头a2、b2、c2与中性点之间并联有电容C1、C2、C3、C4组成电容分压电路，在电容C4两端的电压信号经二极管D1单向箝位后，经RC积分电路将大于毫秒级低频的二次电压信号由电容C5输入到复合三极管G1的be结，由复合三极管G1的集电极输出。这样，由三相星接压敏电阻分压电路的第二个中间抽头a2、b2、c2获取的电压信号与复合三极管G1集电极输出的电压信号之间的逻辑电路是或非门逻辑电路，复合三极管G1集电极输出的低、高电压作为一次线路中的A、B、C三相是否带电的判定信号。以复合三极管G1集电极输出的低、高电压来决定开关三极管G2的截止或导通，驱动继电器J的释放或吸合，继电器J接点K1、K2的闭合或断开状态信号是被控电器的动作指令，继电器J的常闭接点K1、K2两端分别与显示器中接线端子排21上的输出端子连接，输出端子作为被控电器发出动作指令的输出接口，开关三极管G2发射极的负载电阻R9两端并联发光二极管XD4，发光二极管XD4随着继电器J的释放或吸合作出不亮或亮的显示，从而作出是否对被控电器发出动作指令信号的提示。发光二极管XD4设置在显示器面板23上；在复合三极管G1的be结之间并联一个常开状态的按钮AN，当人工按下按钮AN时，be结被短接，发光二极管XD4亮。按钮AN作为人为指令设置在显示器面板23上；按钮AN作为人工对被控电器发出人为的动作指令，串联有限流电阻R1的发光二极管XD5并联在辅助电源X1、X2的二次侧，发光二极管XD5是否发亮作为辅助电源是否正常供电的指示信号，发光二极管XD5设置在显示器面板23上。这样，通过本案设计的带电状况显示器线路就可以实现如下功能当一次回路中的三相线路只要一相以上线路带电时，显示器中接线端子排21上的输出端子接口就会发出常闭状态的K1、K2接点信号。反之，只有当三相线路不带电时，显示器中接线端子排21上的输出端子接口才会发出断开状态的K1、K2接点信号对被控电器进行控制，并在显示器面板23上发出一次回路中每相是否带电的亮光显示和是否对被控电器发出动作指令的亮光显示。只要X1、X2端的辅助电源正常供电情况下，不论一次回路的三相线路是否带电均可用人工对被控电器发出动作指令进行操作。在显示器面板23上设置发光二极管XD5作为X1、X2端的辅助电源是否供电的亮光显示。
图4c是显示器的雷击放电指示器线路原理图。从图中可以看出，三个电压传感器的组成的三相星形接法中的各相压敏电阻分压器的第三个中间抽头a3、b3、c3端与雷击放电指示器线路中成星形连结的中性点之间的电阻R4、R8、R12分别作为三个桥式整流堆L1、L2、L3的负载电阻，当过电压或雷击放电时电阻R4、R8、R12由兆欧姆级高阻抗转变为欧姆级低阻抗，这时分别与三个高输入阻抗电子式直流失压继电器J1、J2、J3并联的压敏非线性电阻R4、R8、R12失压继电器J1、J2、J3被旁路短接而驱动了失压继电器J1、J2、J3动作、使失压继电器J1、J2、J3中的接点K3和K4，K5和K6，K7和K8由原来的闭合或断开状态转变为断开或闭合状态，这种经过隔离的K3和K4，K5和K6，K7和K8电接点状态信号作为累加计数器的输入信号，由累加计数器进行过电压或雷击放电次数的累加统计同时分别把K3和K4，K5和K6，K7和K8电接点的两端分别与显示器2中接线端子排21的相互独立的六个输出接线端子连接后作为过电压或雷击放电的判定信号的输出接口。分别与三个失压继电器J1、J2、J3并联的电容C1、C2、C3是起着延缓失压继电器的动作速度作用，以提高动作的可靠性。失压继电器J1、J2、J3由串有限流电阻的辅助电源X3、X4两端供电，累加计数器的显示屏设置在显示器面板23上。
图4d是电压传感器连接电路原理图。从图中可以看出，三个电压传感器中的三个二次输出端子是4个的压敏电阻串联中的三个中间抽头；由三个电压传感器的下法兰17电连接为一个公共点作为中性点直接与接地网电连接，同时由公共点引出一根导电线与显示器中接线端子排21上注有“O”标志接线端子电连接，组成A、B、C三相星形接法且每相带有三个中间抽头的三相压敏电阻分压器。A、B、C三相共有九个中间抽头a1、a2、a3，b1、b2、b3，c1、c2、c3接线端分别与显示器中的接线端子排21上相互独立的输入接线端子a1、a2、 a3，b1、b2、 b3，c1、c2、c3一端电连接，输入接线端子a1、a2、 a3，b1、b2、 b3，c1、c2、c3另一端分别与显示器内的线路板22上的三个相互独立的数字电压表线路，带电状况显示器线路，雷击放电指示器线路输入端a1、b1、c1，a2、b2、c2，a3、b3、c3电连接组成具有三个电压传感器连接电路，三相数字电压表线路，三相带电状况显示器线路，三相雷击放电指示器线路的压敏式电压传感装置。
依照本实用新型技术方案构成的压敏式电压传感装置，体积小、功能全、成本低、使用安装都极方便。
权利要求1.一种压敏式电压传感装置，其特征在于该装置是由至少一个的电压传感器和一个显示器电连接而成。所述的电压传感器包括外绝缘体，填充层，芯体，多个电极层，多个二次输出端子，上、下法兰，外绝缘体呈伞裙状，芯体位于外绝缘体中央，芯体是由多个压敏非线性电阻芯片或芯柱组成，相邻的两个芯片或芯柱之间设置有电极层，外绝缘体与芯体之间是填充层，外绝缘体与芯体间、芯体与填充层间是弹性密封层，二次输出端子与电极层电连接，上、下法兰分别与芯体两端构成弹性电连接，所述的显示器包括线路板，接线端子排，面板，所述的线路板中设置有数字电压表线路，带电状况显示器线路，雷击放电指示器线路，上述三个线路的输入端分别与电压传感器的二次输出端连接，所述的面板设有用于显示一次线路是否带电的指示灯，一次线路运行工作电压数值指示器，雷击放电指示器，辅助电源是否供电指示灯，继电器接点开关状态指示灯，电压传感器的二次输出端子分别与显示器的接线端子排电连接。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于上述的电压传感器可以采用一个或者多个与显示器电连接。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于上述的外绝缘体采用硅橡胶、环氧树脂、乙丙橡胶、有机硅树脂、三聚氰胺甲醛树脂、有机玻璃、SMC塑料、DMC塑料、合成云母、玻璃、硅微粉、AL2O3微粉等绝缘材料制作。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于上述的填充层采用硅橡胶、环氧树脂、乙丙橡胶、有机硅树脂、三聚氰胺甲醛树脂、有机玻璃、SMC塑料、DMC塑料、合成云母、玻璃、硅微粉、AL2O3微粉、聚乙烯塑料、交联聚乙烯塑料、天然橡胶、丁基橡胶、电缆胶、氟硅高聚物、聚丙烯薄膜、聚胶薄膜、环氧玻璃布、白炭黑、苄基甲苯、芳基乙烷、异内基联苯、十二烷基苯、SAS-40绝缘油、硅油、蓖麻油、变压器油、烷基苯绝缘油、SF6氮气等绝缘材料制作。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于上述的芯体由多个压敏非线性电阻芯片或芯柱通过导电塑料、导电胶、导电脂、焊锡等粘合而成、芯片主材料采用氧化锌、氧化铋、碳化硅、钛酸钡、硅酸盐等制作。
专利摘要一种压敏式电压传感装置由一个或多个电压传感器和显示器组成。电压传感器包括外绝缘体,填充层,芯体,多个电极层,多个二次输出端子,上、下法兰,本装置通过电压传感器压敏电阻分压器提取电压信号经显示器中的数字电压表线路,三相带电状况显示器线路,三相雷击放电指示器线路,实现了集避雷器和高压带电显示装置双重功能,具有体积小、成本低、性能好、又方便用户使用等特点。
文档编号G01R15/00GK2443381SQ9924627
公开日2001年8月15日 申请日期1999年10月1日 优先权日1999年10月1日
发明者刘金生 申请人:刘金生