一种零序电压传感器的制作方法

本实用新型属于传感器技术领域，涉及一种传感器，特别是一种零序电压传感器。

背景技术：

我国现有的配电网中，大多数采用中性点不接地系统，即小电流接地系统。小电流接地系统中发生单相接地故障的几率约占90％，当系统发生单相接地故障时，由于不能构成回路，接地故障电流往往很小，所以单纯的以零序电流来判断“接地点”在负荷侧还是电源侧，判据有些不足。零序电流信号检测一般使用零序电流互感器，目前使用的零序电流互感器，带上规定的二次负荷后，变比误差达20％以上，角误差达20'以上，当一次零序电流小于1A时二次侧基本无电流输出，无法保证接地检测的准确度。而采用三相五柱式电压互感器采集零序电压的方案，在电力系统发生接地故障时，检测到零序电压，但成本较高。

为解决上述问题，中国专利零序电压传感器及智能断路控制器【CN202256457U】公开以下技术方案：零序电压传感器，包括传感器本体，所述的传感器本体内部具有一个高压电容，高压电容具有两个极，其中一个极连接导线，一个极连接导电块，所述的高压电容、导线和导电块外部包裹有硅橡胶层，所述的导线、导电块的自由端在硅橡胶层的两端露出。上述方案存在以下问题：该电压传感器在下雨天或者存在凝露的情况下，相邻伞裙的外缘之间容易因电气距离不够而产生击穿现象，安全性较差。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种零序电压传感器，本实用新型所要解决的技术问题是：如何使零序电压传感器结构简单且具有良好的安全性。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种零序电压传感器，包括高压电容，所述高压电容包括电容体、高压端和低压端，高压端和低压端分别设置在电容体两端，其特征在于，所述电容体呈柱状且所述电容体的侧面包裹有绝缘外壳，所述绝缘外壳上设置有若干个大伞裙和若干小伞裙，若干大伞裙和若干小伞裙自高压电容的高压端至低压端方向依次交替排列。

使用时，电压传感器通常采用竖直方向设置，即高压端朝上/下，低压端朝下/上，本实用新型通过采用大伞裙和小伞裙交替设置在绝缘外壳外面的方式，这样绝缘外壳包覆住电容体后，高压电容的高压端和低压端具有较大的爬电距离；当处于雨雪天气或者伞裙上具有凝露时，由于相邻的一大一小两个伞裙的外缘之间的距离要大于现有技术中两个相邻等直径的伞裙的外缘之间的距离，这样相当于增加了相邻两个伞裙外缘处的电气间隙在两个导电零部件之间或导电零部件与设备防护界面之间测得的最短空间距离，相邻伞裙的外缘处发生击穿现象的可能性降低；此外，大伞裙还可以遮挡小伞裙，防止小伞裙受雨、雪气候的影响，安全性更高。

在上述的一种零序电压传感器中，所述大伞裙的外缘和与其相邻的小伞裙的外缘的距离值小于两个相近的大伞裙的外缘之间的距离值。采用这种结构，大伞裙和小伞裙的外缘之间的电气间隙设置更合理，在雨雪天气或者伞裙上有凝露时不容易发生击穿现象，安全性高。

在上述的一种零序电压传感器中，所述大伞裙的数量比所述小伞裙的数量多一个。由于大伞裙的数量比小伞裙的数量多一个，因此整个由大伞裙和小伞裙交替排列形成的组合中，两端均为大伞裙，即靠近高压端和低压端的伞裙均为大伞裙，而大伞裙具有较大直径，这样靠近高压端的大伞裙与高压端的电气间隙更大，同理靠近低压端的大伞裙与低压端的电气间隙更大，这样就保证高压端和低压端之间具有最大电气间隙，是安全性能更稳定。

在上述的一种零序电压传感器中，所述高压端和低压端均设置有金属电极，所述金属电极的端面上开设有与所述电容体同轴心的螺孔。设置电容体的两端金属电极和电容体共同构成高压电容，电容体作为介质，两个金属电极分别对应高压极和低压极。

在上述的一种零序电压传感器中，所述电容体呈圆柱状，所述电容体的两端部外缘设有倒角，所述绝缘外壳包覆所述倒角。在电容体的两端部外缘开设倒角，当绝缘外壳包覆住倒角后，绝缘外壳与倒角对应处形成限位结构，对电容体的位置起到限位作用，使电容体与绝缘外壳的结合更稳定。

在上述的一种零序电压传感器中，所述大伞裙、所述小伞裙和所述绝缘外壳为一体式注塑成型。采用一体注塑，成型方便，制造成本低廉。

在上述的一种零序电压传感器中，所述电容体为陶瓷基体。陶瓷基体具有性能稳定的特点，能够有效延长电容体的使用寿命并且使传感器能够采集更稳定的信号；除采用陶瓷基体之外，还可以采用薄膜基体或聚丙乙烯基体等电容基体来实现。

在上述的一种零序电压传感器中，所述金属电极采用铜、银、锌、铜合金中一种制成。采用上述金属材料具有成本低廉、制造方便的特点，特别是铜还具有耐压、稳定的特点。

与现有技术相比，本实用新型的零序电压传感器具有以下优点：

1、相邻伞裙之间电气间隙大，不容易在极端环境下产生击穿现象，安全性更高；

2、采用陶瓷电容性能稳定，电压检测稳定；

3、通过将高压端与电源相接，低压端与负载电路相接，能够有效对电源输入的高压进线分压，使加载在负载电路上的电压降低，实现降压。

附图说明

图1是本实用新型实施例中零序电压传感器的结构示意图。

图2是本实用新型实施例中零序电压传感器的剖面图。

图3是本实用新型实施例中高压电容的结构示意图。

图中，1、高压电容；1a、电容体；1a1、倒角；1b、高压端；1c、低压端；2、绝缘外壳；3、大伞裙；4、小伞裙；5、金属电极；5a、螺孔。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1和2所示，本申请中的零序电压传感器在使用时通常采用竖直方向设置。该零序电压传感器包括高压电容1，高压电容1包括电容体1a，电容体1a两端分别设置有高压端1b和低压端1c，电容体1a呈柱状且电容体1a的侧面包裹有绝缘外壳2，绝缘外壳2上设置有三个大伞裙3和两个小伞裙4，自高压电容1的高压端1b至低压端1c方向，由大伞裙3开始，三个大伞裙3和两个小伞裙4依次交替排列，并且大伞裙3的外缘和与其相邻的小伞裙4的外缘的距离值小于两个相近的大伞裙3的外缘之间的距离值。由于相邻的一大一小两个伞裙的外缘之间的距离要大于两个相邻等直径的伞裙的外缘之间的距离，这样相当于增加了相邻两个伞裙外缘处的电气间隙，相邻伞裙的外缘处发生击穿现象的可能性降低；并且由于大伞裙3具有较大直径，这样靠近高压端1b的大伞裙3与高压端1b的电气间隙更大，同理靠近低压端1c的大伞裙3与低压端1c的电气间隙更大，这样就保证高压端1b和低压端1c之间具有最大电气间隙。需要说明的是，本申请中采用成型方便，制造成本低廉的一体式注塑成型工艺，将大伞裙3、小伞裙4和绝缘外壳2一体式注塑在电容体1a侧面。

具体来说，集合附图2和如图3，电容体1a呈圆柱状，其材质为陶瓷基体。电容体1a的两端部外缘设有倒角1a1，绝缘外壳2包覆倒角1a1，绝缘外壳2与倒角1a1对应处形成限位结构，对电容体1a的位置起到限位作用，使电容体1a与绝缘外壳2的结合更稳定。高压端1b和低压端1c均设置有铜电极，铜电极的端面上开设有与电容体1a同轴心的螺孔5a，两端的铜电极和电容体1a共同构成高压电容1，电容体1a作为介质，两个铜电极分别对应高压极和低压极。

需要指出的是，在本实用新型的其具体实施例中，大伞裙3和小伞裙4的数量均能够根据实际需要进行增加或者减少，单必须保证大伞裙3的数量要比小伞裙4的数量多一个，这样就保证了靠近高压端1b和靠近低压端1c的伞裙均为大伞裙3；电容体1a在其他具体实施例中还可以采用薄膜基体或聚丙乙烯基体等电容基体来实现；金属电极5也可以采用银、锌、铜合金中一种制成。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。