专利名称：一种高电压标准电容器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高电压标准电容器，尤其涉及一种用于5kV及以上电压的高电压标准电容器。
背景技术：
高电压实验室中，压缩气体标准电容器是一种必不可少的测量设备，它具有很多重要的功能。在高电压实验室中，由于其低损耗和电容值的高度稳定性，常作为标准器使用，它与西林电桥或其他相同功能的电桥共同使用，来测量电缆、套管、绝缘子、变压器、电容器等电力设备及绝缘材料的电容值及介质损耗；在高压测试电路中，也可兼具分压器的功能，配备高压臂和低压臂后用于测量试验设备的高电压。参见图1，现有的高电压标准电容器由密封绝缘筒、屏蔽罩以及密封绝缘筒内的高 压电极、低压电极、屏蔽电极等组成，高压电极为外电极，低压电极为内电极，高压电极安装于密封绝缘筒上方，低压电极通过底座上的金属支柱固定于高压电极内。此种结构的电容器存在电场结构分布不合理、电容器外形尺寸和重量偏大、在运输、移动及震动等情况下性能不稳定的技术问题。
发明内容
为解决现有高电压标准电容器电场结构分布不合理、产品的外形尺寸和重量偏大及性能不稳定的技术问题，本发明提供一种高电压标准电容器。本发明的技术解决方案为一种高电压标准电容器，包括底座2、设置在底座2上方的密封绝缘筒10、设置于底座上方且位于密封绝缘筒10外侧的下屏蔽罩4及设置在密封绝缘筒上方的上屏蔽罩，所述密封绝缘筒10内设置有高压电极6、低压电极7、屏蔽电极12及金属支柱9，其特殊之处在于所述金属支柱9的一端与密封绝缘筒10顶部固定连接，所述金属支柱9的另一端与高压电极6的顶部固定连接，所述低压电极7设置在高压电极6的外侧且下端固定在绝缘筒的底部。还包括至少三根绝缘拉杆11，所述绝缘拉杆11的一端与高压电极顶部固定连接，其另一端与密封绝缘筒顶部固定连接；所述高压电极的顶部高于低压电极的顶部。还包括至少三根绝缘拉杆11，所述绝缘拉杆11的一端与金属支柱的下端固定连接且连接点位于高压电极顶部上方，其另一端与密封绝缘筒顶部固定连接，所述绝缘拉杆和金属支柱的连接点处设置有扣合在一起的两个半球形屏蔽罩8 ;所述高压电极的顶部低于低压电极的顶部。上述低压电极7包括屏蔽金属筒77以及设置在屏蔽金属筒内的多个相互隔离的电极段。上述多个电极段由上至下依次包括上接地电极71、分压电极72、第一屏蔽电极75、测量电极73、第二屏蔽电极76及下接地电极74 ;所述分压电极72、第一屏蔽电极75、测量电极73、第二屏蔽电极76及下接地电极74通过各自的绝缘垫块固定在屏蔽金属筒内，所述上接地电极固定在屏蔽金属筒顶部。上述多个电极段由上至下依次包括上接地电极71、第一屏蔽电极75、测量电极73、第二屏蔽电极76、分压电极72及下接地电极74 ;所述第一屏蔽电极75、测量电极73、第二屏蔽电极76、分压电极72及下接地电极74通过各自的绝缘垫块固定在屏蔽金属筒内，所述上接地电极固定在屏蔽金属筒顶部。上述上屏蔽罩包括第一环形屏蔽罩131以及位于第一环形屏蔽罩131下方的第二环形屏蔽罩132，所述第一环形屏蔽罩131及第二环形屏蔽罩132均为圆环形闭合筒。上述上屏蔽罩为下端开口的球形屏蔽罩133，其开口端与密封绝缘筒10顶部固定连接；所述球形屏蔽罩133的上下曲率半径相同。·上述上屏蔽罩为下端开口的球形屏蔽罩133，其开口端与密封绝缘筒10顶部固定连接；所述球形屏蔽罩133的下部曲率半径大于上部曲率半径且顶部为水平面。还包括绝缘支柱5，所述绝缘支柱5的一端与密封绝缘筒底部固定连接，另一端与高压电极6底部固定连接。本发明的有益效果I、本发明高电压标准电容器，将高压电极和低压电极置于密封绝缘筒内下方，且将高压电极作为内电极，低压电极作为外电极，这种结构使电容器各部分电位分布更为合理，同时可将电容器整体尺寸尤其是轴向尺寸减小20% 30%。2、本发明高电压标准电容器，外电极(低压电极)为分段电极，由上至下分为上接地电极、分压电极、第一屏蔽电极、测量电极、第二屏蔽电极及下接地电极，分压电极也可放置于第二屏蔽电极与下接地电极之间，电极的设计更加合理，并将其安装于一个强度较高的屏蔽金属筒内，可防止外界干扰，同时加强了电极的机械强度和电容的稳定性。3、本发明高电压标准电容器，在密封绝缘筒顶部增加屏蔽罩，屏蔽罩有两种结构，一种是上下设置的安装于密封绝缘筒顶部的圆环形屏蔽罩，其优点是两个屏蔽罩以及密封绝缘筒内部的高压屏蔽组成一个屏蔽系统，成本较低，另一种是安装于密封绝缘筒顶部的球形屏蔽罩，其优点是屏蔽效果更好，防止上部电场集中。4、本发明高电压标准电容器，在密封绝缘筒内部增加绝缘拉杆以加强金属支柱的强度，在保证电极同心度的同时，增加了高压电极的机械强度，使电容更加稳定。5、本发明高电压标准电容器，绝缘拉杆和金属支柱固定连接处设置有屏蔽罩，屏蔽绝缘拉杆和金属支柱连接处的电场畸变。6、本发明高电压标准电容器，在密封绝缘筒底部增加一绝缘支柱，更好地保证同心度，解决运输中的悬臂的问题。
图I为现有高电压标准电容器的结构图；图2为本发明高电压标准电容器的第一种结构图；图3为本发明高电压标准电容器的第二种结构图；图4为本发明高电压标准电容器的第三种结构图5为本发明高电压标准电容器低压电极与屏蔽金属筒的装配结构图；图6为本发明高电压标准电容器低压电极与屏蔽金属筒的另一种装配结构图；附图标记1_滚轮、2-底座、3-下法兰、4-下屏蔽罩、5-绝缘支柱、6_高压电极、7-低压电极、71-上接地电极、72-分压电极、73-测量电极、74-接地电极、75-第一屏蔽电极、76-第二屏蔽电极、77-屏蔽金属筒、78-接线窗、8-半球形屏蔽罩、9-金属支柱、10-密封绝缘筒、11-绝缘拉杆、12-屏蔽电极、131-第一圆环形屏蔽罩、132-第二圆环形屏蔽罩、133-球形屏蔽罩、14-上法兰。
具体实施例方式一种高电压标准电容器，包括底座2、密封绝缘筒10、下屏蔽罩4、上屏蔽罩及安装于密封绝缘筒内的高压电极6、低压电极7、屏蔽电极12及金属支柱9，密封绝缘筒包括筒体、上法兰14、下法兰3。
密封绝缘筒10通过下法兰3安装于底座上方，下屏蔽罩4通过下法兰3安装于底座上方且位于密封绝缘筒10外侧，上屏蔽罩通过上法兰14安装于密封绝缘筒上方。为使电容器各部分电位分布更为合理，减小电容器整体尺寸，尤其是轴向尺寸，可将高压电极和低压电极置于密封绝缘筒内下方，且将高压电极作为内电极，低压电极作为外电极。如图2、图3、图4所示，金属支柱9的一端与密封绝缘筒10顶部上法兰固定连接，金属支柱9的另一端与高压电极6顶部通过紧固件或螺纹固定连接；金属支柱9的中心轴线与密封绝缘筒中心轴线重合,高压电极6的中心轴线与密封绝缘筒10中心轴线重合，低压电极7设置在高压电极6的外侧且下端固定在密封绝缘筒10的底部下法兰3上，低压电极7的中心轴线与高压电极6的中心轴线重合。为增加金属支柱强度，保证电极同心度及高压电极的机械强度，使电容更加稳定，在密封绝缘筒内部增加3根绝缘拉杆。如图2所示，绝缘拉杆11的一端与高压电极顶部中心固定连接，其另一端与上法兰固定连接，高压电极的顶部高于低压电极的顶部。如图3、图4所示，绝缘拉杆11的一端与金属支柱的下端固定连接且连接点位于高压电极顶部上方，且高压电极的顶部低于低压电极的顶部，在绝缘拉杆和金属支柱的连接点处设置有扣合在一起的两个半球形屏蔽罩8，以防金属连接处的电场畸变。如图5、图6所示，为防止外界干扰，加强电极的机械强度和电容的稳定性，可将低压电极7设计为分段电极，分段电极由上至下的排列顺序为上接地电极71、分压电极72、第一屏蔽电极75、测量电极73、第二屏蔽电极76及下接地电极74，其中分压电极也可置于第二屏蔽电极76与下接地电极74之间。除上接地电极外，其余各电极段先通过各自的绝缘垫块保证安装同轴，同时保证相互之间的间隙，再用屏蔽金属筒从上向下压在绝缘垫块上，并将屏蔽金属筒固定在下法兰上，上接地电极可以直接固定在屏蔽金属筒上。屏蔽金属筒上开有接线窗78，方便低压电极7的引线。密封绝缘筒顶部上法兰处的屏蔽罩有两种结构，一种是上下设置的安装于密封绝缘筒顶部的圆环形屏蔽罩，其优点是两个屏蔽罩以及密封绝缘筒内部的高压屏蔽组成一个屏蔽系统，成本较低，如图3所示；另一种是安装于密封绝缘筒顶部的球形屏蔽罩，其优点是屏蔽效果更好，防止上部电场集中，如图2、图4所示。为更好地保证同心度，解决运输中的悬臂的问题，可在密封绝缘筒下法兰底部增加一绝缘支柱。为方便电容器的移动，可在底座下方安装滚轮I或气垫，当标准电容器质量大时，采用气垫更方便。本发明适用于5kV及以上电压的高电压标准电容器，常用于IOkV及以上电压的高 电压标准电容器。
权利要求
1.一种高电压标准电容器，包括底座(2)、设置在底座(2)上方的密封绝缘筒(10)、设置于底座上方且位于密封绝缘筒(10)外侧的下屏蔽罩(4)及设置在密封绝缘筒上方的上屏蔽罩，所述密封绝缘筒(10)内设置有高压电极(6)、低压电极(7)、屏蔽电极(12)及金属支柱(9)， 其特征在于 所述金属支柱(9)的一端与密封绝缘筒(10)顶部固定连接，所述金属支柱(9)的另一端与高压电极(6)的顶部固定连接，所述低压电极(7)设置在高压电极(6)的外侧且下端固定在绝缘筒的底部。
2.根据权利要求I所述的高电压标准电容器，其特征在于还包括至少三根绝缘拉杆(11)，所述绝缘拉杆(11)的一端与高压电极顶部固定连接，其另一端与密封绝缘筒顶部固定连接；所述高压电极的顶部高于低压电极的顶部。
3.根据权利要求I所述的高电压标准电容器，其特征在于还包括至少三根绝缘拉杆(11)，所述绝缘拉杆(11)的一端与金属支柱的下端固定连接且连接点位于高压电极顶部上方，其另一端与密封绝缘筒顶部固定连接，所述绝缘拉杆和金属支柱的连接点处设置有扣合在一起的两个半球形屏蔽罩(8);所述高压电极的顶部低于低压电极的顶部。
4.根据权利要求I或2或3所述的高电压标准电容器，其特征在于所述低压电极(7)包括屏蔽金属筒(77)以及设置在屏蔽金属筒内的多个相互隔离的电极段。
5.根据权利要求4所述的高电压标准电容器，其特征在于所述多个电极段由上至下依次包括上接地电极(71)、分压电极(72)、第一屏蔽电极(75)、测量电极(73)、第二屏蔽电极(76)及下接地电极(74);所述分压电极(72)、第一屏蔽电极(75)、测量电极(73)、第二屏蔽电极(76)及下接地电极(74)通过各自的绝缘垫块固定在屏蔽金属筒内，所述上接地电极固定在屏蔽金属筒顶部。
6.根据权利要求4所述的高电压标准电容器，其特征在于所述多个电极段由上至下依次包括上接地电极(71)、第一屏蔽电极(75)、测量电极(73)、第二屏蔽电极(76)、分压电极(72)及下接地电极(74);所述第一屏蔽电极(75)、测量电极(73)、第二屏蔽电极(76)、分压电极(72)及下接地电极(74)通过各自的绝缘垫块固定在屏蔽金属筒内，所述上接地电极固定在屏蔽金属筒顶部。
7.根据权利要求4所述的高电压标准电容器，其特征在于所述上屏蔽罩包括第一环形屏蔽罩(131)以及位于第一环形屏蔽罩(131)下方的第二环形屏蔽罩(132)，所述第一环形屏蔽罩(131)及第二环形屏蔽罩(132)均为圆环形闭合筒。
8.根据权利要求4所述的高电压标准电容器，其特征在于所述上屏蔽罩为下端开口的球形屏蔽罩(133)，其开口端与密封绝缘筒(10)顶部固定连接；所述球形屏蔽罩(133)的上下曲率半径相同。
9.根据权利要求4所述的高电压标准电容器，其特征在于所述上屏蔽罩为下端开口的球形屏蔽罩(133)，其开口端与密封绝缘筒(10)顶部固定连接；所述球形屏蔽罩(133)的下部曲率半径大于上部曲率半径且顶部为水平面。
10.根据权利要求4所述的高电压标准电容器，其特征在于还包括绝缘支柱(5)，所述绝缘支柱(5)的一端与密封绝缘筒底部固定连接，另一端与高压电极(6)底部固定连接。
全文摘要
本发明涉及一种高电压标准电容器，包括底座、设置在底座上方的密封绝缘筒、设置于底座上方且位于密封绝缘筒外侧的下屏蔽罩及设置在密封绝缘筒上方的上屏蔽罩，密封绝缘筒内设置有高压电极、低压电极、屏蔽电极及金属支柱，金属支柱的一端与密封绝缘筒顶部固定连接，金属支柱的另一端与高压电极的顶部固定连接，低压电极设置在高压电极的外侧且下端固定在绝缘筒的底部。本发明解决了现有高电压标准电容器电场结构分布不合理、产品的外形尺寸和重量偏大及性能不稳定的技术问题。
文档编号G01R27/26GK102800476SQ20121031067
公开日2012年11月28日 申请日期2012年8月28日 优先权日2012年8月28日
发明者不公告发明人 申请人:西安布伦帕电力无功补偿技术有限公司, 西安布伦帕电能质量技术研究所有限公司