一种电容式电压互感器的制作方法

本发明涉及电压互感器技术领域，尤其涉及一种电容式电压互感器。

背景技术：

近年来我国交流特高压输电技术发展迅速，这就对特高压电网电压的准确测量提出了高要求。目前高电压测量装置主要有以下三种：电磁式电压互感器、电容式电压互感器和电子式电压互感器。电磁式电压互感器多用于110kv以下电压等级的电压计量，电容式电压互感器普遍用于110kv以上电压等级的电压计量。电子式电压互感器目前仍然处于研发和试验阶段，其电压测量精度、激光器寿命、系统可靠性等问题需进一步研究解决，目前尚未投入工程应用。

对于500kv以上的电压等级，特别对于特高压等级(1000kv)，电磁式电压互感器由于绝缘困难并且容易在一次侧发生铁磁谐振进而引发电力事故，已不采用。电容式电压互感器因为其结构简单、造价便宜、一次侧不会与电网发生铁磁谐振、可靠性高等优点，已被广泛应用于超/特高压电压等级电网电压测量。

但对于应用于超/特高压领域的电容式电压互感器，存在如下技术困难：

(1)对地杂散电容对电容式电压互感器测量准确度的影响

我国西北电网750kv电容式电压互感器实际测量结果表明，对地杂散电容引起的测量误差可高达0.2％以上。目前业内通过采用增大电容量的方法来减少杂散电容对准确度测量的影响。但对于特高压电压等级(1000kv及以上)，杂散电容电流显著增大，可达20ma。此时的电容式电压互感器，即便电容量增大到10000pf，其准确级也无法达到0.1级的标准。

(2)现场校验困难

通常电容式电压互感器在现场安装后，需要进行现场校验以便及时对比差和角差进行修正。但是在特高压变电站，由于变电站场地情况、现场严重的电磁干扰等因素存在，所以对特高压电容式电压互感器进行现场校验非常困难。

(3)暂态相应特性问题

数字化继电保护系统的广泛应用对电压互感器的响应特性提出了越来越高的要求，要求互感器次级电压应快速准确反映初级电压的变化。有关规程要求，互感器初级对地短路后，次级电压应在0.2秒以内降至初始值的0.1以下。现有cvt均采用储能元件组成的铁磁谐振阻尼器，以抑制电磁单元中可能产生的铁磁谐振。储能元件的引入使互感器的响应特性变差，难以满足特高压电网继电保护快速准确动作的要求。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种电容式电压互感器，该电压互感器容易解决辅助电容器由于膨胀收缩的问题使得其在安装、运输和运行中带来的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种电容式电压互感器，所述电压互感器包括通过其两端设有的支撑法兰相互连接的等电位屏蔽电容器单元，所述等电位屏蔽电容器单元包括设置在上下所述支撑法兰间的、由内到外依次同轴设有的主电容器、内绝缘材料、环形电极和绝缘套筒；在所述环形电极上下端与与其上下端相对应的所述支撑法兰之间设有辅助电容器，所述辅助电容器通过螺柱和螺母与所述环形电极连接，所述螺柱穿过所述辅助电容器向其对应的所述支撑法兰延伸；所述螺柱上设有弹簧。

优选的，所述螺柱端面与其对应的所述支撑法兰间有一定距离，所述距离根据至少大于所述辅助电容器轴向膨胀量。

优选的，通过灵活调节所述螺母的位置使得所述主电容器与所述辅助电容器的芯子高度一致。

优选的，所述绝缘材料为气体绝缘材料、泡沫绝缘材料或绝缘油。

优选的，所述主电容器上下分别设有与所述支撑法兰连接的支撑绝缘子，所述支撑绝缘子位于所述绝缘套筒的轴心上。

优选的，所述支撑绝缘子顶端和底端的轴线处设有圆形凹槽，所述凹槽内分别设有梅花触头组件，两个所述触头组件通过穿过两个凹槽的金属埋件连接。

优选的，所述支撑绝缘子底端设置在所述支撑法兰内，在所述支撑绝缘子底端的触头组件内插入金属棒状电极。

优选的，所述弹簧处于工作荷载状态，当所述辅助电容器延轴向体积膨胀时，所述环形电极下面的弹簧进一步压缩，所述环形电极上面的弹簧压缩量减少。

优选的，所述辅助电容器的底端通过螺母与所述支撑法兰连接。本发明提供的又一优选的一种等电位屏蔽电容式电压互感器，所述绝缘套筒的顶端和底端分别设有与所述支撑法兰相连的套筒法兰。

本发明的有益效果在于：

1、本发明中电压互感器简单，便于屏蔽用辅助电容器的安装；

2、本发明中电压互感器，安装时可随时通过螺母对屏蔽用辅助电容器的位置进行微调，确保屏蔽用辅助电容器与主电容器的电位分布相同；

3、本发明中电压互感器简单合理的结构设计同时解决其由于膨胀导致的运输问题；

4、本发明的屏蔽用所述辅助电容器的固定方式在原则上与测量用主电容器一致，同时兼顾安装固定、偏心和膨胀等几个方面；

5、本发明中的橡皮垫起到了缓冲作用，保证运输过程中主电容器不会因颠簸而损坏。

附图说明

图1为本发明等电位屏蔽电容式电压互感器结构示意图；

图2为本发明图1中b的等电位屏蔽电容器单元相互连接放大轴向剖面图；

图3为本发明辅助电容器底部示意图；

图4为本发明辅助电容器顶部示意图；

图5为本发明的支撑绝缘件仰视图。

其中，1等电位屏蔽电容器单元、2主电容器、3内绝缘材料、4环形电极、5绝缘套筒、6辅助电容器、7环形电极、8支撑绝缘子、9辅助电容、10支撑法兰、11套筒法兰、12螺柱、13螺母、14弹簧、15套筒法兰

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心、纵向、横向、长度、宽度、厚度、上、下、前、后、左、右、竖直、水平、顶、底、内、外、顺时针、逆时针”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发明和简化描述，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发明的限制。

实施例1

如图1-5所示，一种电容式电压互感器，所述电压互感器包括通过其两端设有的支撑法兰10相互连接的等电位屏蔽电容器单元1，所述等电位屏蔽电容器单元1包括设置在上下所述支撑法兰10间的、由内到外依次同轴设有的主电容器2、内绝缘材料3、环形电极4和绝缘套筒5；在环形电极4上下端与与其上下端相对应的所述支撑法兰10之间设有辅助电容器6，辅助电容器6通过螺柱12和螺母13与所述环形电极4连接，所述螺柱12穿过所述辅助电容器6向其对应的所述支撑法兰10延伸；所述螺柱12上设有弹簧14。

螺柱12端面与其对应的所述支撑法兰10间有一定距离，所述距离根据至少大于所述辅助电容器6轴向膨胀量。

通过灵活调节所述螺母13的位置使得所述主电容器2与所述辅助电容器6的芯子高度一致。

内绝缘材料3为气体绝缘材料、泡沫绝缘材料或绝缘油。

主电容器2上下分别设有与所述支撑法兰10连接的支撑绝缘子8，所述支撑绝缘子8位于所述绝缘套筒5的轴心上。

支撑绝缘子8顶端和底端的轴线处设有圆形凹槽，所述凹槽内分别设有梅花触头组件，两个所述触头组件通过穿过两个凹槽的金属埋件连接。

支撑绝缘子8底端设置在所述支撑法兰10内，在所述支撑绝缘子8底端的触头组件内插入金属棒状电极。

弹簧14处于工作荷载状态，当所述辅助电容器6延轴向体积膨胀时，所述环形电极4下面的弹簧14进一步压缩，所述环形电极4上面的弹簧14压缩量减少。

辅助电容器6的底端通过螺母13与所述支撑法兰10连接。

绝缘套筒5的顶端和底端分别设有与所述支撑法兰10相连的套筒法兰。

实施例2

在环形电极4上下端与与其上下端相对应的所述支撑法兰10之间设有辅助电容器6，所述辅助电容器6通过螺柱12和螺母13与所述环形电极4连接，所述螺柱12穿过所述辅助电容器6向其对应的所述支撑法兰10延伸；所述螺柱12上设有弹簧14。所述螺柱12端面与其对应的所述支撑法兰10间有一定距离，所述距离根据至少大于所述辅助电容器6轴向膨胀量。所述弹簧14处于工作荷载状态，当所述辅助电容器6体积膨胀时，所述环形电极4下面的弹簧14进一步压缩，所述环形电极4上面的弹簧14压缩量减少，反之同理。采用压缩弹簧14既可以保证屏蔽用辅助电容器6可以正常膨胀，又可以使屏蔽用辅助电容器6在运输颠簸时得到缓冲，避免破坏环形电极4。

辅助电容器6的底端通过螺母13与所述支撑法兰10连接，绝缘套筒5的顶端和底端分别设有与所述支撑法兰10相连的套筒法兰15。

导向法兰的内圆面设置在所述支撑绝缘子8底端的外圆面外，设置在所述主电容器2顶部的所述导向法兰的内圆面与所述支撑绝缘子8外圆面间有一定的间隙，所述间隙的尺寸需要由所述导向法兰及所述支撑绝缘子8的相对安装位置以及所述主电容器2最大膨胀量来确定。

由于在环境温度及设备自身工作温度的作用下，主电容器2的体积会相应发生变化，特别在轴向上。所述间隙的结构既满足主电容器2的固定要求，又能避免主电容器2由于体积膨胀而损坏。

在所述间隙内设有与所述支撑绝缘子8外圆面相贴的橡皮垫，所述橡皮垫厚度小于所述间隙距离；所述主电容2底端的所述导向法兰内圆面与与其相对应的所述支撑绝缘子8底端的外圆面通过橡皮垫连接。所述橡皮垫起到了缓冲作用，保证运输过程中主电容器2不会因颠簸而损坏。设置在所述主电容器2顶部的所述导向法兰通过其内圆面的两侧与与其相对应的所述支撑绝缘子8的顶端外圆面两侧活动连接；设置在所述主电容器2底端的所述导向法兰与与其相对应的所述支撑绝缘子8活动连接。由于所述主电容器2与支撑绝缘子8间是相对独立活动连接，没有通过螺栓12固定，因此当主电容器2出现偏心问题时可以在轴向上及时进行微调，保证主电容器2两端的顺利安装固定。所述主电容器2两端通过上述结构与所述支撑绝缘子8固定，使主电容器2在径向上无法移动，不会在运输中由于颠簸而倾倒，达到了固定的目的。

在不出现冲突的前提下，本领域技术人员可以将上述附加技术特征自由组合以及叠加使用。

以上所述仅为本发明的优先实施方式，只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。