一种带有屏蔽电容芯子的耦合电容分压器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种带有屏蔽电容芯子的耦合电容分压器，所述分压器包括套筒、包裹在所述套筒外壁的伞裙以及分别安装在所述套筒两端的一次接线板和底座；所述套筒内同轴安装有屏蔽电容芯子和设置在所述屏蔽电容芯子内的主电容芯子。这种分压器在减小耦合电容分压器总电容量的基础上，保证了分压器分压比的稳定性，有效提高了EVT的综合性能。
【专利说明】一种带有屏蔽电容芯子的耦合电容分压器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种分压器，具体讲涉及一种带有屏蔽电容芯子的耦合电容分压器。
【背景技术】
[0002]电子式电压互感器(Electronic Voltage Transformer, EVT)通过从分压器低压侧直接提取二次电压信号，避免了铁磁谐振问题和磁饱和问题，提高了常规电压互感器的动态响应能力的同时，实现了分压器低压侧电压的数字化，这些优势使其成为了目前互感器发展的主要方向。
[0003]目前IlOkV至750kV电压等级独立支撑式EVT基本上都采用耦合电容分压器结构，为了减少周边电场及邻近效应对电容分压器分压比的准确度影响，通常将电容分压器的电容量加大到数千PF左右；如此大的电容量，一方面导致分压器的重量、体积和成本增加；另一方面，当高压电网中出现暂态过程时，会使耦合到二次系统的传递过电压幅值极高，进而造成二次系统出现乱码、死机或硬件损伤，从而威胁与EVT分压器低压侧相连的二次系统的安全，降低了 EVT整体运行的可靠性。
[0004]综上所述，降低耦合电容分压器的电容量对减小分压器重量、体积，提高分压器、二次系统工作可靠性具有重要意义。本实用新型提供一种带有屏蔽电容芯子的耦合电容分压器，其电容主体由屏蔽电容芯子和主电容芯子共同构成，在减小親合电容分压器总电容量的基础上，保证了分压器分压比的稳定性，有效提高了 EVT的综合性能。
实用新型内容
[0005]为了克服现有技术中所存在的上述不足，本实用新型提供一种带有屏蔽电容芯子的親合电容分压器，屏蔽电容芯子与主电容芯子共同构成电容分压器的主体；在减小f禹合电容分压器总电容量的基础上，可使分压器主电容的分压比不受外界影响，提高电容分压器的精度。
[0006]本实用新型提供的技术方案是:一种带有屏蔽电容芯子的耦合电容分压器，所述分压器包括套筒、包裹在所述套筒外壁的伞裙以及分别安装在所述套筒两端的一次接线板和底座；其改进之处在于:所述套筒内同轴安装有屏蔽电容芯子和设置在所述屏蔽电容芯子内的主电容芯子。
[0007]优选的，所述主电容芯子为长方体形卷绕电容；所述屏蔽电容芯子为长方形卷绕电容中部镂空后形成的长方形框架结构的电容。
[0008]进一步，形成所述屏蔽电容芯子中部镂空部分的镂空面为四个平整的端面；所述屏蔽电容经过赋能以剔除所述镂空面介质的薄弱点。
[0009]进一步，所述屏蔽电容芯子中部的镂空部分为形状与所述主电容芯子形状相似且尺寸略大于所述主电容芯子的长方形；所述主电容芯子的厚度等于所述屏蔽电容芯子的厚度。
[0010]进一步，所述长方形卷绕电容由两层具有自愈功能的金属化安全膜以及依次交替叠放在所述两层金属化安全膜之间的聚丙烯薄膜和电容纸经过卷绕、压扁后经高真空浸渍处理制成，所述长方形卷绕电容的两端沿与所述卷绕方向平行的方向缠绕包裹有金属连接片。
[0011]优选的，所述主电容芯子通过所述屏蔽电容芯子的镂空结构设置在所述屏蔽电容芯子内，与所述屏蔽电容芯子处于同一平面上，所述主电容芯子的金属连接片与所述屏蔽电容芯子的金属连接片平行。
[0012]优选的，所述主电容芯子的容量与所述屏蔽电容芯子的容量大小相当；所述主电容芯子与所述屏蔽电容芯子以相同的串联和并联方式沿套筒轴线方向固定、叠装置于所述套筒内部。
[0013]优选的，所述套筒两端分别设置有法兰，所述套筒两端分别通过所述法兰与所述一次接线板和所述底座固定。
[0014]进一步，所述一次接线板上方设有与所述套筒同轴的高压端屏蔽环，所述底座上方设置有与所述套筒同轴的低压端屏蔽环；所述高压端屏蔽环和所述低压端屏蔽环为均压环。
[0015]优选的，所述套筒底端的法兰与所述底座之间设置有密封圈，所述套筒顶端的法兰与所述一次接线板之间设置有密封圈，所述套筒的密封腔体内填充有绝缘物质。
[0016]与最接近的技术方案相比，本实用新型具有如下显著进步:
[0017]I)本实用新型提供的耦合电容分压器电容大大降低，减小了电容型电子式互感器的体积，减轻了分压器的重量，降低了制造成本；
[0018]2)在耦合电容分压器内部外加一层屏蔽芯子，该屏蔽层可消除高压端杂散电容的影响，不但改善了分压器内部电场的分布，提高了分压器的电气性能，还使分压器测量准确度和二次侧的输出；
[0019]3)本实用新型提供的耦合电容分压器的屏蔽电容芯子的两层金属化安全膜之间设置了多层聚丙烯薄膜和电容纸，增大了金属电极之间的距离，提高了镂空后屏蔽电容芯子内部端面的绝缘性能；
[0020]4)本实用新型提供的耦合电容分压器屏蔽电容芯子采用一种新的工艺制成，即在卷制电容中部镂空，将其制成长方体框架结构，该结构可有效保证内部电场分布的均匀性。
[0021]5)主电容芯子为设置在屏蔽电容芯子内的长方形结构，屏蔽电容芯子与主电容相同高度电位相等或相对固定，具有很好的屏蔽效果，从而在降低耦合电容分压器的总电容量的基础上保证了分压比的稳定性。
[0022]6)本实用新型提供的耦合电容分压器不仅可以用于EVT，还可以用于提高CVT的运行性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为本实用新型提供的带屏蔽电容芯子的耦合电容分压器的剖面结构示意图；
[0024]图2为主电容芯子的结构示意图；
[0025]图3为用于制作卷绕电容的金属化安全膜与其间介质的横截面结构示意图；
[0026]图4为屏蔽电容芯子的结构不意图；
[0027]图5为耦合电容分压器内部的主电容芯子和屏蔽电容芯子的安装示意图；
[0028]图6为耦合电容分压器内部的主电容芯子和屏蔽电容芯子的安装剖面图；
[0029]图7为带屏蔽电容芯子的耦合电容分压器的工作原理图；
[0030]其中1-高压端屏蔽环；2_ —次接线板；3_上法兰；4_伞裙；5_下法兰；6_套筒；7-主电容芯子；8_屏蔽电容芯子；9_低压端屏蔽环；10_底座；11_金属化安全膜；12_薄膜；13_电容纸；14_金属连接片。
【具体实施方式】
[0031]为了更好地理解本实用新型，下面结合说明书附图和实例对本实用新型的内容做进一步地说明。
[0032]如图1所示，本实用新型为一种带屏蔽电容芯子-8的耦合电容分压器，所述分压器包括主电容芯子_7、屏蔽电容芯子_8、高压端屏蔽环-1、一次接线板_2、上法兰-3、伞裙_4、套筒_6、低压端屏蔽环-9、底座-10、下法兰-5 ;
[0033]套筒-6外包裹伞裙_4，伞裙-4用硅橡胶制成，套筒-6采用环氧玻璃丝制成，伞裙-4和套筒-6构成分压器外部绝缘的主体，其绝缘和支撑作用；
[0034]套筒-6的低端通过下法兰-5固定在底座-10上，并在下法兰-5与底座-10之间设置有橡胶密封圈，以保证套筒-6与外部气体绝缘，设置其顶端通过上法兰-3与一次接线板-2固定，并在上法兰-3与一次接线板-2之间设置有橡胶密封圈，以保证套筒-6与外部气体绝缘；套筒-6的密封腔体内填充有绝缘介质，所述绝缘介质为油性绝缘介质或气体绝缘介质。
[0035]一次接线板-2的上方设置有与套筒-6同轴的高压端屏蔽环-1，底座-10上方设置有与套筒-6同轴的低压端屏蔽环-9 ;高压端屏蔽环-1和低压端屏蔽环-9均为均压环，用于改善分压器表面的电场分布。
[0036]套筒-6的密封腔体内同轴安装主电容芯子-7和屏蔽电容芯子-8 ;如图2所不:主电容芯子-7为长方形的卷绕电容，并在卷绕电容的两端沿与卷绕方向平行的方向包裹金属连接片-14;如图3所示:卷绕电容由具有自愈功能的金属化安全膜-11和交替放在其间的多层聚丙烯薄膜-12和电容纸-13经过卷绕、压扁、并经高真空浸渍处理制成。
[0037]如图4所示:屏蔽电容芯子-8由长方形卷绕电容中部镂空制成的长方形框架结构，屏蔽电容芯子-8四个齐平的内端面形成中部镂空部分，并经过赋能剔除内部端面介质的薄弱点；屏蔽电容芯子-8的两层金属化安全膜-11之间加多层薄膜-12和电容纸-13增大了金属电极之间的距离，从而提高了镂空后屏蔽电容芯子-8内部端面的绝缘性能。屏蔽电容芯子-8没有改变卷绕电容的特性，芯子内部电场分布均匀；屏蔽电容芯子-8与主电容芯子-7的采用的材料相同，卷绕圈数相同。
[0038]如图5和图6所示:主电容芯子-7与屏蔽电容芯子-8卷绕成相同的厚度，将主电容芯子-7放置在屏蔽电容芯子-8的内部，主电容芯子-7之间和屏蔽电容芯子-8之间分别由金属片连接，主电容芯子-7与屏蔽电容芯子-8以相同的连接方式固定、叠装置于分压器的内部。主电容芯子_7与屏蔽电容芯子_8的容量大小相当，总电容量可降至数百PFο主电容与屏蔽电容在相同高度电位相等或相对稳定，外界的干扰首先影响到的是屏蔽电容，屏蔽电容起到了削弱外界电场变化对主电容的影响，从而保证了分压器分压比的稳定性，其工作原理如图7所示:图3中，C1, (:2为由主电容芯子-7组成的主电容用于测量电压；C||为由屏蔽电容子芯子组成的屏蔽电容；Ch、Cg分别为高压端对分压器的杂散电容和分压器对地杂散电容。
[0039]以上仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均在申请待批的本实用新型的权利要求范围之内。
【权利要求】
1.一种带有屏蔽电容芯子的親合电容分压器，所述分压器包括套筒、包裹在所述套筒外壁的伞裙以及分别安装在所述套筒两端的一次接线板和底座；其特征在于:所述套筒内同轴安装有屏蔽电容芯子和设置在所述屏蔽电容芯子内的主电容芯子。
2.如权利要求1所述的一种带有屏蔽电容芯子的耦合电容分压器，其特征在于:所述主电容芯子为长方体形卷绕电容；所述屏蔽电容芯子为长方形卷绕电容中部镂空后形成的长方形框架结构的电容。
3.如权利要求2所述的一种带有屏蔽电容芯子的耦合电容分压器，其特征在于:形成所述屏蔽电容芯子中部镂空部分的镂空面为四个平整的端面；所述屏蔽电容经过赋能以剔除所述镂空面介质的薄弱点。
4.如权利要求2所述的一种带有屏蔽电容芯子的耦合电容分压器，其特征在于: 所述屏蔽电容芯子中部的镂空部分为形状与所述主电容芯子形状相似且尺寸略大于所述主电容芯子的长方形；所述主电容芯子的厚度等于所述屏蔽电容芯子的厚度。
5.如权利要求2所述的一种带有屏蔽电容芯子的親合电容分压器，其特征在于: 所述长方形卷绕电容由两层具有自愈功能的金属化安全膜以及依次交替叠放在所述两层金属化安全膜之间的聚丙烯薄膜和电容纸经过卷绕、压扁后经高真空浸渍处理制成，所述长方形卷绕电容的两端沿与所述卷绕方向平行的方向缠绕包裹有金属连接片。
6.如权利要求1所述的一种带有屏蔽电容芯子的親合电容分压器，其特征在于: 所述主电容芯子通过所述屏蔽电容芯子的镂空结构设置在所述屏蔽电容芯子内，与所述屏蔽电容芯子处于同一平面上，所述主电容芯子的金属连接片与所述屏蔽电容芯子的金属连接片平行。
7.如权利要求1所述的一种带有屏蔽电容芯子的耦合电容分压器，其特征在于:所述主电容芯子的容量与所述屏蔽电容芯子的容量大小相当；所述主电容芯子与所述屏蔽电容芯子以相同的串联和并联方式沿套筒轴线方向固定、叠装置于所述套筒内部。
8.如权利要求1所述的一种带有屏蔽电容芯子的耦合电容分压器，其特征在于:所述套筒两端分别设置有法兰，所述套筒两端分别通过所述法兰与所述一次接线板和所述底座固定。
9.如权利要求8所述的一种带有屏蔽电容芯子的耦合电容分压器，其特征在于:所述一次接线板上方设有与所述套筒同轴的高压端屏蔽环，所述底座上方设置有与所述套筒同轴的低压端屏蔽环；所述高压端屏蔽环和所述低压端屏蔽环为均压环。
10.如权利要求1所述的一种带有屏蔽电容芯子的耦合电容分压器，其特征在于:所述套筒底端的法兰与所述底座之间设置有密封圈，所述套筒顶端的法兰与所述一次接线板之间设置有密封圈，所述套筒的密封腔体内填充有绝缘物质。
【文档编号】G01R15/06GK204228794SQ201420683555
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月14日 优先权日:2014年11月14日
【发明者】吴士普, 冯宇, 胡国昭, 王晓琪, 靳绍平, 廖志军, 吴细秀, 刘见, 陈晓明, 邱进, 杜砚, 徐思恩 申请人:国家电网公司, 中国电力科学研究院, 国网江西省电力公司