一种同轴电容分压式电压传感器的制作方法

本实用新型涉及电压互感器、电子式互感器技术领域，尤其涉及一种同轴电容分压式电压传感器。

背景技术：

随着传统变电所向数字化变电站转变的趋势越来越明显，在数字化变电站一次设备中占据重要地位的电子式互感器越来越引起重视。电子式互感器是互感器传感准确化、传输光纤化和输出数字化发展趋势的必然结果。电压互感器是在电力系统作为电压检测和测量，为继电保护装置、测量计量单元提供信号，使装置元件动作，实现保护或监控。目前在配电网均是采用传统式电磁式电压互感器，具有体积大，重量重、存在铁芯磁饱和、容易因为线路过电压或者谐振引起磁路饱和导致烧毁爆炸现象，二次输出不能短路，而电子式电压互感器具有体积小，重量轻，安装方便，无有铁芯，不会出现铁磁谐振以及二次短路导致的设备损坏等问题，是目前电力系统电压测量与保护的更新换代产品。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种同轴电容分压式电压传感器。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种同轴电容分压式电压传感器，包括有外屏蔽筒，所述外屏蔽筒的底部端口固定连接有固定座，所述固定座的底部均开设有螺纹孔一，所述固定座的底部的几何中心开设有通孔，所述固定座位于外屏蔽筒内部的一端固定连接有连接座，所述连接座位于通孔内部的几何中心固定连接有连接柱，所述连接柱远离连接座的一端开设有螺纹孔二，所述连接座的外壁套接有低压电容筒，所述外屏蔽筒的外壁和低压电容筒的内部整体浇筑有有绝缘材料，所述绝缘材料靠近外屏蔽筒顶部端口的一端的内部设有连接端子，所述连接端子的二个端部开设有二个螺纹孔三，位于所述连接端子底部一端的所述螺纹孔三螺纹连接有高压电极芯棒，所述高压电极芯棒和低压电容筒组成一次电容C1，所述高压电极芯棒和外屏蔽筒组成二次电容C2。

优选的，所述外屏蔽筒和低压电容筒之间留有间隙，且填充有PMP绝缘材料定位绝缘。

优选的，所述绝缘材料位于外屏蔽筒顶部端口的一端向外延伸。

优选的，所述连接端子采用导体材料。

优选的，所述高压电极芯棒远离连接端子的一端延伸至低压电容筒的内部。

优选的，所述高压电极芯棒的一端线性连接于一次电容C1，所述一次电容C1远离高压电极芯棒的一端线性连接于二次电容C2，所述二次电容C2远离一次电容C1的一端线性连接有接地。

优选的，所述高压电极芯棒与接地之间的电压为U1，所述一次电容C1和二次电容C2之间与二次电容C2和接地之间的电压为U2。

优选的，所述一次电容C1承受一次侧高电压，所述二次电容C2接地作为二次分压，输出二次电压，电压变换关系为：

U1=U2(C1+C2)/C1=KU2

K=(C1+C2)/C1 K为电压变比系数。

优选的，所述同轴电容分压式电压传感器内部电极接外部电极、外屏蔽筒均采用一种温度膨胀系数变化极小的合金材料加工而成。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型，一次电容C1具有良好的绝缘性能和温定稳定性。

2、本实用新型，同轴电容分压式电压传感器内部的电流基本是容性无功电流，不会产生焦耳热量，长期运行不会因为发热而导致绝缘老化击穿等问题，安全性能较高。

3、本实用新型采用电子电路和数字软件两者结合校准的方案，可是其二次输出精度达到0.2及级的误差标准要求。

本实用新型中，该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，本实用新型具有良好的绝缘性能和温定稳定性。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种同轴电容分压式电压传感器的整体的结构示意图；

图2为本实用新型提出的一种同轴电容分压式电压传感器的分压原理图；

图3为本实用新型提出的一种同轴电容分压式电压传感器的信号输出保护和校准电路原理图。

图中：1外屏蔽筒、2固定座、3螺纹孔一、4通孔、5连接座、6连接柱、7螺纹孔二、8低压电容筒、9绝缘材料、10连接端子、11螺纹孔三、12U2、13高压电极芯棒、14一次电容C1、15二次电容C2、16接地、17U1。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、 “顶”、“底”、“内”、 “外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

请参照图1-3，一种同轴电容分压式电压传感器，包括有外屏蔽筒1，所述外屏蔽筒1的底部端口固定连接有固定座2，所述固定座2的底部均开设有螺纹孔一3，所述固定座2的底部的几何中心开设有通孔4，所述固定座2位于外屏蔽筒1内部的一端固定连接有连接座5，所述连接座5位于通孔4内部的几何中心固定连接有连接柱6，所述连接柱6远离连接座5的一端开设有螺纹孔二7，所述连接座5的外壁套接有低压电容筒8，所述外屏蔽筒1的外壁和低压电容筒8的内部整体浇筑有有绝缘材料9，所述绝缘材料9靠近外屏蔽筒1顶部端口的一端的内部设有连接端子10，所述连接端子10的二个端部开设有二个螺纹孔三11，位于所述连接端子10底部一端的所述螺纹孔三11螺纹连接有高压电极芯棒13，所述高压电极芯棒13和低压电容筒8组成一次电容C1 14，所述高压电极芯棒13和外屏蔽筒1组成二次电容C2 15。

所述外屏蔽筒1和低压电容筒8之间留有间隙，且填充有PMP绝缘材料定位绝缘，所述绝缘材料9位于外屏蔽筒1顶部端口的一端向外延伸，所述连接端子10采用导体材料，所述高压电极芯棒13远离连接端子10的一端延伸至低压电容筒8的内部，所述高压电极芯棒13的一端线性连接于一次电容C1 14，所述一次电容C1 14远离高压电极芯棒13的一端线性连接于二次电容C2 15，所述二次电容C2 15远离一次电容C1 14的一端线性连接有接地16，所述高压电极芯棒13与接地16之间的电压为U1 17，所述一次电容C1 14和二次电容C2 15之间与二次电容C2 15和接地16之间的电压为U2 12，所述一次电容C1 14承受一次侧高电压，所述二次电容C2 15接地作为二次分压，输出二次电压，电压变换关系为：

U1=U2(C1+C2)/C1=KU2

K=(C1+C2)/C1 K为电压变比系数。

所述同轴电容分压式电压传感器内部电极接外部电极、外屏蔽筒1均采用一种温度膨胀系数变化极小的合金材料加工而成。

本实用新型的工作过程为：

在实际工作过程中由于电容分压器二次输出信号小，容易受外部电场和磁场的干扰影响其二次输出精度，其次由于电容分压器在制造时，容值不易精确控制，因此电容分压器二次输出电压精度不高，为了满足精度要求，需要进一步通过数字电路调整校准。传统的电容分压器是采用电磁单元进行校准转换，而该实用新型是采用电子电路和数字软件两者结合校准的方案，本实用新型电压传感器分压器信号输出保护和校准电路原理如说明书附图（三），可使其二次输出精度达到0.2及级的误差标准要求，对于电容分压器的二次输出校准调整采用说明书附图（三）所示，二次电容输出端并联TVS管和压敏电阻VR保护输出，防止瞬态过电压，同时精密电阻R1,利用电子电路对R1端输出信号进行微分和积分电路处理还原输出，并通过数字积分和软件校准使其输出精确的分压比和正确的相位。

高压电极芯棒13通过模具上模定位安装，外屏蔽筒1和低压电容筒8之间留有间隙，且填充有PMP绝缘材料定位绝缘，然后通过浇注模具下模定位，定位完成后采用环氧树脂真空浇注，并二次固化，高压电极芯棒13和低压电容筒8组成一次电容C1 14，所述高压电极芯棒13和外屏蔽筒1组成二次电容C2 15。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。