基于双电容和带间隙铁芯式罗氏线圈的电子式电压互感器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于电磁测量技术领域，尤其涉及一种可测量电网电压的电子式电压 互感器，具体地说是一种基于双电容和带间隙铁芯式罗氏线圈的电子式电压互感器。
【背景技术】
[0002] 电子式电压互感器是一种用于测量电网电压的电压传感器，它的基本技术要求由 国家标准GB/T20840. 7-2007《互感器第7部分：电子式电压互感器》规定，它是传统的电磁 式电压互感器更新换代的产品。电子式电压互感器主要由一次电压转换器和信号处理与传 输系统构成，一次电压转换器用来将一次电压转换为适合测量的低电压信号，该信号经信 号处理与传输系统传送给二次设备。
[0003] 电子式电压互感器的一次电压转换器可以米用电阻分压器、电容分压器、阻容分 压器或光学装置，其中电阻分压器、电容分压器及阻容分压器由于结构简单易于实现而被 广泛采用。电阻分压器和电容分压器由于高压臂元件与低压臂元件类型相同，因此分压器 的输出电压与一次电压成线性比例关系。但是电阻分压器不太适合高电压测量场合，而电 容分压器的分压比受高压电容和低压电容的标称误差及温漂影响很大，因此很难保证互感 器的准确度。虽然可以选择温度特性相近的高压电容和低压电容组成电容分压器，但还是 不能从根本上解决电容的离散性带来的误差问题，而且电容分压器还需要电容量较大的低 压电容。阻容分压器通常需要后续的积分环节将它的输出信号还原，但是阻容分压器的输 出电压与一次电压之间并不是一个理想的微分关系，并且积分环节也会引入误差。另外，利 用电容分压器及阻容分压器检测电网电压时无法对分压器的高压电容进行准确的在线检 测，这不利于互感器的长期安全运行。利用一个高压电容也可以测量一次电压，这时一次电 压全部加在一个高压电容上，利用微型电流互感器测量流过高压电容的微小电流就可以计 算出一次电压，但是此时需要高压电容的电容值，因此同样存在高压电容的标称误差及温 漂的问题，同时由于高压电容电流很小，微型电流互感器也将带来较大的测量误差。本实用 新型利用双电容和带间隙铁芯式罗氏线圈构成一种新型一次电压转换器，高压电容将一次 电压转变成微小电流，带间隙铁芯式罗氏线圈将微小电流转化成较大信号的输出电压。与 常规的电容分压器及阻容分压器等一次电压转换器只有单个低电压输出信号的情况不同， 这种新型一次电压转换器具有两个低电压输出信号，对这两个低电压输出信号进行处理和 计算，就可以得到一次电压的测量值。这种基于双电容和带间隙铁芯式罗氏线圈的电子式 电压互感器避免了高压电容温漂和标称误差对传感准确度带来的严重影响问题，并且可以 对高压电容等元件进行在线检测，提高了电子式电压互感器长期运行的安全性，这样的基 于双电容和带间隙铁芯式罗氏线圈的电子式电压互感器未见有专利和其它文献报道。
【发明内容】
[0004] 本实用新型所要解决的是现有技术存在的上述问题，旨在提供一种基于双电容和 带间隙铁芯式罗氏线圈的电子式电压互感器，它能实现对一次电压的准确测量，并且能进 行高压电容等元件的在线检测，提高电子式电压互感器长期运行的安全。
[0005] 为解决上述问题，本实用新型采用的的技术方案是：基于双电容和带间隙铁芯式 罗氏线圈的电子式电压互感器，它包括第一高压电容、第二高压电容、第一带间隙的闭环铁 芯、第二带间隙的闭环铁芯、第一初级线圈、第二初级线圈、第一次级线圈、第二次级线圈、 第一有过孔的环形屏蔽盒、第二有过孔的环形屏蔽盒、低压臂电阻、信号调理电路、模数转 换器、微处理器和通讯接口；第一带间隙的闭环铁芯、第一初级线圈、第一次级线圈和第一 有过孔的环形屏蔽盒构成第一带间隙铁芯式罗氏线圈，第一初级线圈和第一次级线圈分别 均匀地绕制在第一带间隙闭环铁芯的除间隙以外的铁芯上并一同安装在第一有过孔的环 形屏蔽盒内，第一初级线圈和第一次级线圈的线圈端子引线由第一有过孔的环形屏蔽盒上 的过孔引出；第二带间隙的闭环铁芯、第二初级线圈、第二次级线圈和第二有过孔环形屏蔽 盒构成第二带间隙铁芯式罗氏线圈，第二初级线圈和第二次级线圈分别均匀地绕制在第二 带间隙闭环铁芯的除间隙以外的铁芯上并一同安装在第二有过孔的环形屏蔽盒内，第二初 级线圈和第二次级线圈的线圈端子引线由第二有过孔的环形屏蔽盒上的过孔引出；信号调 理电路具有第一输入端子、第二输入端子和第三输入端子共三个输入端子以及第一输出端 子、第二输出端子和第三输出端子共三个输出端子，第一输入端子、第二输入端子和第三输 入端子的输入信号分别经过第一信号保护放大电路、第二信号保护放大电路和第三信号保 护放大电路实现信号的处理，第一信号保护放大电路、第二信号保护放大电路和第三信号 保护放大电路依次由保护电路、电压跟随器、滤波电路和信号放大电路构成，第一信号保护 放大电路和第二信号保护放大电路的输出信号分别由信号调理电路的第一输出端子和第 二输出端子输出，第一信号保护放大电路和第三信号保护放大电路的两个输出信号同时输 入差动放大电路，差动放大电路的输出信号由信号调理电路的第三输出端子输出；第一高 压电容的一端与第一初级线圈的同名端相连，第一初级线圈的非同名端与地相连，第一次 级线圈的非同名端与信号调理电路的第一输入端相连，第一次级线圈的同名端与地相连， 第一高压电容的另一端与第二高压电容的一端相连，该相连端子与地构成了电子式电压互 感器的一次电压输入端口，第二高压电容的另一端与第二初级线圈的同名端相连，第二初 级线圈的非同名端分别与低压臂电阻的一端和信号调理电路的第二输入端相连，低压臂电 阻的另一端与地相连，第二次级线圈的非同名端与信号调理电路的第三输入端相连，第二 次级线圈的同名端与地相连，信号调理电路的接地端子与地相连，信号调理电路的三路输 出信号分别连接模数转换器的三个输入端，微处理器接受来自模数转换器的三路数字信 号，然后进行计算处