一种无源电子式电压互感器的制造方法

文档序号:9765100阅读:677来源:国知局
一种无源电子式电压互感器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电子式电压互感器的技术领域,具体涉及一种无源电子式电压互感 器。
【背景技术】
[0002] 随着国家坚强智能电网的提出,智能变电站已经正式走进电力系统,为电力事业 提供服务。其中电压互感器是电力系统中进行电能计量和继电保护的基本测量设备之一, 其准确度及可靠性与电力系统的安全、可靠、经济运行密切相关。随着输配电网朝着高电 压、大容量方向发展,电力系统在监测、控制及保护等方面的自动化和智能化要求的不断提 高,电子式电压互感器有效克服了传统电磁式电压互感器的缺点,具有体积小、重量轻、造 价低、暂态性能好、无铁磁谐振、无磁饱和现象、优良的绝缘性能等优点,可W适应电力系统 数字化、智能化和网络化的需要。
[0003] 根据传感元件的传感机理,电子式电压互感器可分为光学电压互感器、电阻分压 电压互感器和电容分压电压互感器H类。随着智能电网建设的推进,在电子式电压互感器 产业化进程中发现,光学电压互感器的传感元件稳定性较差,温度、外磁场、感应灵敏度、可 靠性及成本等问题均制约着该类互感器的实用化发展。采用分压原理的的电子式电压互感 器一次侧与二次回路之间缺乏有效的电气隔离,同时,电容分压的电子式电压互感器存在 电荷滞留造成的暂态问题;电阻分压的电子式电压互感器存在分压电阻值易受外界温度影 响及应用电压等级不高等问题。
[0004] 因此,亟需研制一种新型电子式电压互感器,W降低制造成本和提高电网的稳定 性。

【发明内容】

[0005] 本发明要解决的技术问题是提供一种新型无源电子式电压互感器,能有效克服现 有电子式电压互感器的缺陷,高压侧无需供电,不存在磁饱和问题,并且具有成本低、响应 速度快、测量线性度好、测量动态范围宽、测量精度高、暂态性能好、可靠性高和稳定性好等 优点。
[0006] 为了实现送一目的,本发明采取的技术方案是:
[0007] -种无源电子式电压互感器,包括电容分压器、全光纤电流互感器和数据处理单 元;通过采用全光纤电流互感器测量电容分压器的泄露电流间接进行电压的检测;
[0008] -、电容分压器包括高压端子、上盖、金属膨胀器、绝缘伞裙、绝缘套筒、高压电容、 低压电容、绝缘介质、第一信号输出端子、接地端子、底盖、第二信号输出端子、底座;
[0009] 高压端子通过焊接的方式固定在上盖的正上方,用于施加高电压;绝缘套筒内部 设置固定在上盖正下方的金属膨胀器,并连接有高压电容和低压电容,低压电容的输出端 通过金属铜丝从第一信号输出端子穿出,并缠绕N面在电流传感环圈的外壳上,金属铜丝 的另一端连接至接地端子上,并安装在底座上;绝缘套筒的下端设有底盖,底盖安装在底座 上,内部充满绝缘介质;外绝缘的绝缘伞裙采用高温硫化型娃橡胶制成,在绝缘套筒外用模 具高温压制而成,W保证电容分压器的绝缘性能;
[0010] 二、全光纤电流互感器包括电流传感环圈、保偏光缆和电气单元;
[0011] 电流传感环圈由依次连接的A/4光纤波片、传感光纤、反射镜H部分组成;所述 电流传感环圈用来敏感穿过其中的电流周围形成的闭合磁场,在两束偏振光间形成相位 差;
[0012] 电气单元包括光源、禪合器、起偏器、相位调制器、光电探测器、数字闭环信号处理 单元;光源的尾纤W 0°烙接禪合器的输入端,禪合器的两个输出端分别连接光电探测器 和起偏器的输入端,相位调制器的输入端W 45°对轴烙接起偏器的输出端;保偏光缆的两 端分别W 0°烙接相位调制器的输出端和W 45°对轴烙接A/4光纤波片;
[0013] 光电探测器连接至数字闭环信号处理单元的输入端,数字闭环信号处理单元的一 个输出端与相位调制器构成数字闭环,对输出信号进行处理,解调出被测电流;数字闭环信 号处理单元的另一输出端连接至数据处理单元,解调出被测电压,通过保偏光缆从第二信 号输出端子将电压信息输出给外接终端设备。
[0014] 进一步的,如上所述的一种无源电子式电压互感器,其中电容分压器为W下两种 分压器中的一种:串联电容分压器、同轴电容分压器。
[0015] 进一步的,如上所述的一种无源电子式电压互感器,其中电容分压器采用串联电 容分压器时,在电流传感环圈的外壳上缠绕的金属铜丝的面数N > 300。
[0016] 进一步的,如上所述的一种无源电子式电压互感器,其中电容分压器采用同轴电 容分压器时,在电流传感环圈的外壳上缠绕的金属铜丝的面数N > 15000。
[0017] 进一步的,如上所述的一种无源电子式电压互感器,其中绝缘介质为W下两种材 料中的一种;环氧树脂胶、SF6气体。
[0018] 进一步的,如上所述的一种无源电子式电压互感器,其中绝缘介质采用环氧树脂 胶时,环氧树脂胶的机械拉断强度大于60MPa,冲击强度大于5. 5KJ/m2,介电常数大于2,体 积电阻率大于3. OOX IQi2Q .m。
[0019] 进一步的,如上所述的一种无源电子式电压互感器,其中制备绝缘伞裙的高温硫 化型娃橡胶性能指标满足如下要求:抗撕裂强度大于SkN ? m 1,机械化断强度大于4. 5MPa, 拉断伸长率大于200%,体积电阻率大于2. OOX 1〇11 Q ? m,直流击穿强度大于45kV ? mm 1, 4. 5级最大蚀损深度小于2. 5mm。
[0020] 进一步的,如上所述的一种无源电子式电压互感器,其中电流传感环圈的外壳采 用非金属材料制作,材料的弯曲模数大于9000MPa,拉伸强度大于60MPa,弯曲强度大于 SOMPa,高温下尺寸稳定性小于0. 3%。
[0021] 进一步的,如上所述的一种无源电子式电压互感器,其中电流传感环圈的外壳采 用W下两种材料中的一种:环氧树脂、酪醒树脂。
[0022] 进一步的,如上所述的一种无源电子式电压互感器,其中金属铜丝的外表面涂覆 绝缘材料,在电流传感环圈外表面进行紧密排列的多层缠绕,层与层之间用绝缘材料隔开。
[0023] 本发明所述全光纤电流互感器是一种采用数字闭环信号处理方案的反射型的高 精度全光纤电流互感器,它基于安培定律和法拉第效应原理进行电流检测,具有体积小、重 量轻、优良的绝缘性能、抗电磁干扰能力强、成本相对较低、动态测量范围大、频率响应范围 宽、灵敏度高和测量精度高等优点;在额定电流高于30A时,变比测量精度优于0. 2%,相位 误差优于10分。
【附图说明】
[0024] 图1是无源电子式电压互感器原理示意图;
[00巧]图2是全光纤电流互感器原理示意图。
[0026] 其中;1 -高压端子,2 -上盖,3 -电容分压器,4 -金属膨胀器,5 -绝缘伞裙, 6 -绝缘套筒,7 -高压电容,8 -低压电容,9 -绝缘介质,10 -第一信号输出端子,11 -全 光纤电流互感器,12 -金属铜丝,13 -电流传感环圈,14 -保偏光缆,15 -电气单兀,16 - 数据处理单元,17 -接地端子,18 -底盖,19 -第二信号输出端子,20 -底座,21 -光源, 22 -禪合器,23 -起偏器,24 -相位调制器,25 - A/4光纤波片,26 -传感光纤,27 -反 射镜,28 -光电探测器,29 -数字闭环信号处理单元。
【具体实施方式】
[0027] 本发明所述无源电子式电压互感器是利用全光纤电流互感器测量高低压间电容 分压器的泄露电流来间接进行电压的检测。下面结合附图对本发明的实施例作进一步的说 明。
[0028] 如图1所示,本发明一种无源电子式电压互感器,包括电容分压器3、全光纤电流 互感器11和数据处理单元16 ;通过采用全光纤电流互感器11测量电容分压器3的泄露电 流间接进行电压的检测;
[0029] 一、电容分压器3包括高压端子1、上盖2、金属膨胀器4、绝缘伞裙5、绝缘套筒6、 高压电容7、低压电容8、绝缘介质9、第一信号输出端子10、接地端子17、底盖18、第二信号 输出端子19、底座20 ;
[0030] 顶端的高压端子1采用金属铅材料制作而成,用于施加一次高电压,通过金属焊 接的方式固定在金属上盖2的正上方,用于施加高电压;绝缘套筒6内部设置固定在上盖2 正下方的金属膨胀器4,并连接有高压电容7和低压电容8,低压电容8的输出端通过金属 铜丝12从第一信号输出端子10穿出,并缠绕N面在电流传感环圈13的外壳上,金属铜丝 12的另一端连接至接地端子17上,并安装在底座20上;
[0031] 金属膨胀器4可W缓解温度变化引起高压电容7和低压电容8的电极间距离的变 化,引起高压电容7和低压电容8的电容值的变化,使电容分压器3的分压比在高低温变化 下发生变化,从而影响系统的测量精度。绝缘套筒6可W屏蔽外界电场,防止外界电场引起 高压电容7和低压电容8值的变化,从而影响电容分压器3的测量精度。
[0032] 绝缘套筒6的下端设有底盖18,底盖18安装在底座20上,内部充满绝缘介质 9 ;在本具体实施例中,所述绝缘介质9既可W采用环氧树脂胶,也可W采用SF6气体,来 保证绝缘套筒6内部的绝缘性能。所述环氧树脂罐封胶需要在常温下进行固化,具有粘 度低、流动性好、有光泽、硬度高、良好的绝缘、抗压、粘结强度高等特点。环氧树脂罐封胶 的机械拉断强度大于60MPa,冲击强度大于5. 5KJ/m2,介电常数大于2,体积电阻率大于 3. OOXlQizQ -m。所述金属铜丝12的外表面涂覆绝缘材料,并在电流传感环圈13外表
当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1