一种带阻抗匹配和辅助校准的特高压直流标准装置的制作方法

1.本发明涉及直流电压互感器校验领域，具体涉及一种带阻抗匹配和辅助校准的特高压直流标准装置。


背景技术：

2.直流电压互感器一般应用于高压直流输电领域，在直流电网中，通过直流电压互感器将高压与测量仪器间进行电气隔离，从而保证工作人员和二次设备的安全。为保证直流电压互感器的使用精确，在直流电压互感器的使用过程中，需要使用到标准直流电压互感器（简称标准装置）以对直流电压互感器进行误差测量。
3.标准装置本身也存在误差，标准装置误差产生的主要原因是高压壁电阻和低压壁电阻的阻值不稳定，造成分压比的误差，且标准装置在使用的过程中易受环境、电磁场、试验接线、外接表计、内外部电磁场等因素的影响，从而导致标准装置使用时的准确性和稳定性无法保证。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种带阻抗匹配和辅助校准的特高压直流标准装置，能够有效保证标准装置使用时的准确性和稳定性。
5.为达到以上目的，本发明采取的技术方案是，包括外壳，以及位于所述外壳内的：绝缘柱；呈螺旋状依次缠绕于所述绝缘柱上的第一等电位屏蔽层、主分压层和第二等电位屏蔽层，且所述第一等电位屏蔽层、主分压层和第二等电位屏蔽层三者间并联，所述主分压层包括高压壁电阻串和低压壁电阻串，且所述高压壁电阻串和低压壁电阻串间串联；辅助校准装置，所述辅助校准装置并联于所述主分压层上以用于对所述特高压直流标准装置进行校验；并联于所述低压壁电阻串上的阻抗匹配器，所述阻抗匹配器的电阻值大于所述低压壁电阻串上并联的测量表计的阻值。
6.在上述技术方案的基础上，所述绝缘柱和第一等电位屏蔽层间、第一等电位屏蔽层和主分压层间，以及主分压层和第二等电位屏蔽层间均存在间隔。
7.在上述技术方案的基础上，所述高压壁电阻串由多个电阻串联组成，且组成高压壁电阻串的多个电阻的温度系数的绝对值相同，且温度为正相关的电阻数量与温度为负相关的电阻数量相同；所述低压壁电阻串由多个电阻串联组成，且组成高压壁电阻串的多个电阻的温度系数的绝对值相同，且温度为正相关的电阻数量与温度为负相关的电阻数量相同。
8.在上述技术方案的基础上，所述高压壁电阻串和低压壁电阻串的电阻均经过热老化处理。
9.在上述技术方案的基础上，所述高压壁电阻串和低压壁电阻串的电阻的额定电压
为设计值的预设倍数。
10.在上述技术方案的基础上，所述外壳的材质为硅橡胶，且所述外壳呈圆柱体形，所述外壳内充有设定压强的sf6，且所述外壳内恒温恒湿恒压。
11.在上述技术方案的基础上，所述外壳的上方设有均压环，下方设有底座，所述外壳的顶部与均压环间相连，所述外壳的底部固定于底座上。
12.在上述技术方案的基础上，所述外壳内设有气压传感器和温湿度传感器；所述气压传感器与设置于底座上的气压报警装置相连，所述温湿度传感器与设置于底座上的温湿度报警装置相连。
13.在上述技术方案的基础上，所述辅助校准装置包括切换装置、辅助分压层和测试仪表；所述辅助分压层与所述主分压层并联，且所述辅助分压层的分压比与所述主分压层的分压比相同；所述切换装置用于控制辅助分压层和主分压层间的连接或断开；所述测试仪表并联于辅助分压层上。
14.在上述技术方案的基础上，所述主分压层的额定电压为
±
1100kv，所述辅助分压层的额定电压为110 kv。
15.与现有技术相比，本发明的优点在于：在低压壁电阻串上并联阻抗匹配器，且阻抗匹配器的电阻值远大于测量表计的阻值，通过设置阻抗匹配器来降低测量回路内阻抗，通过设置辅助校准装置，校验主分压层分压比的准确性，实现对特高压直流标准装置的现场校验，有效保证标准装置使用时的准确性和稳定性。
附图说明
16.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本发明实施例中一种带阻抗匹配和辅助校准的特高压直流标准装置的结构示意图；图2为本发明实施例中一种带阻抗匹配和辅助校准的特高压直流标准装置的俯视图；图3为本发明实施例中一种带阻抗匹配和辅助校准的特高压直流标准装置的电路连接示意图。
18.图中：1
‑
外壳，2
‑
绝缘柱，3
‑
第一等电位屏蔽层，4
‑
主分压层，5
‑
第二等电位屏蔽层，7
‑
均压环，8
‑
底座，9
‑
气压传感器，10
‑
温湿度传感器，11
‑
气压报警装置，12
‑
温湿度报警装置。
具体实施方式
19.本发明实施例提供一种带阻抗匹配和辅助校准的特高压直流标准装置，在低压壁
电阻串上并联阻抗匹配器，且阻抗匹配器的电阻值远大于测量表计的阻值，通过设置阻抗匹配器来降低测量回路内阻抗，通过设置辅助校准装置，校验主分压层4分压比的准确性，实现对特高压直流标准装置的现场校验，有效保证标准装置使用时的准确性和稳定性。
20.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
21.参见图1所示，本发明实施例提供的一种带阻抗匹配和辅助校准的特高压直流标准装置，包括外壳1，以及位于外壳1内的绝缘柱2、辅助校准装置、并联于所述低压壁电阻串上的阻抗匹配器，以及呈螺旋状依次缠绕于绝缘柱2上的第一等电位屏蔽层3、主分压层4和第二等电位屏蔽层5。参见图2所示，绝缘柱2和第一等电位屏蔽层3间、第一等电位屏蔽层3和主分压层4间，以及主分压层4和第二等电位屏蔽层5间均存在间隔，即第一等电位屏蔽层3间、第一等电位屏蔽层3和主分压层4间分层设置，均呈螺旋状依次缠绕于绝缘柱2上。绝缘柱2的材质为abs（acrylonitrile butadiene styrene plastic，丙烯腈
‑
丁二烯
‑
苯乙烯塑料）管。第一等电位屏蔽层3用于减小abs管表面泄露的电磁场影响主分压层4；主分压层4用于分压；第二等电位屏蔽层5用于减小abs管表面泄露的电磁场影响主分压层4。
22.参见图3所示，为本发明带阻抗匹配和辅助校准的特高压直流标准装置的电路图，第一等电位屏蔽层3、主分压层4和第二等电位屏蔽层5三者间并联，主分压层4包括高压壁电阻串和低压壁电阻串，且高压壁电阻串和低压壁电阻串间串联。高压壁电阻串由多个电阻串联组成，具体的，高压壁电阻串由n个阻值为r1的电阻串联组成，高压壁阻抗值为z1，高压端电压为u
o
，低压端电压为u1。组成高压壁电阻串的多个电阻的温度系数的绝对值相同，且温度为正相关的电阻数量与温度为负相关的电阻数量相同。电阻的阻值随着温度变化会发生变化，有的电阻的阻值随着温度的升高而变大，有的电阻的阻值随着温度的升高而变小，温度系数用于表示电阻的阻值随着温度变化会发生变化的量，且存在正负之分，当电阻的阻值随着温度的升高而变大时，则该电阻与温度正相比，温度系数为正，当电阻的阻值随着温度的升高而变小时，则该电阻与温度负相比，温度系数为负。
23.低压壁电阻串由多个电阻串联组成，具体的，低压壁电阻串由m个阻值为r1的电阻串联组成，地压壁阻抗值为z2，一端电压为u1，另一端电压为u2，u2端接地。组成高压壁电阻串的多个电阻的温度系数的绝对值相同，且温度为正相关的电阻数量与温度为负相关的电阻数量相同。
24.高压壁电阻串和低压壁电阻串的电阻均经过热老化处理。热处理过程为：将电阻放置在高温箱中，加热至100℃，并保持24小时，取出降至常温。
25.本发明在进行高压壁电阻串和低压壁电阻串的电阻的选取时，将选取后的电阻进行温度系数测量，将温度系数的绝对值相同或相近、温度系数正负相反的电阻搭配进行串联，组成高压壁电阻串和低压壁电阻串，从而提高特高压直流标准装置整体的稳定性，当温度发生变化时，高压壁电阻串和低压壁电阻串对外的电阻值不发生变化。
26.本发明实施例中，阻抗匹配器的电阻值大于低压壁电阻串上并联的测量表计的阻值，在实际的应用过程中，阻抗匹配器的电阻值远大于低压壁电阻串上并联的测量表计的阻值。阻抗匹配器串联在输出端子u3与低压电阻串u1之间。特高压直流标准装置的输出端子
为u3‑
u2，输出端子u3‑
u2上并联测量表计。
27.本发明实施例中，辅助校准装置并联于主分压层4上以用于对特高压直流标准装置进行校验。辅助校准装置包括切换装置、辅助分压层和测试仪表；辅助分压层与主分压层4并联，且辅助分压层的分压比与所述主分压层4的分压比相同；切换装置用于控制辅助分压层和主分压层4间的连接或断开；测试仪表并联于辅助分压层上，对应低压壁电阻串上测量表计的连接方式。切换装置还用于将辅助分压层接地。主分压层4的额定电压为
±
1100kv，辅助分压层的额定电压为110 kv。
28.当本发明的高压直流标准装置运输至现场时，将辅助校准装置置于自校准模式，进行主分压层4分压比准确性的校验，若误差在预设范围内，则进行高压直流标准装置的后续安装使用，反之则不进行高压直流标准装置的安装，以及与其它设备的线路连接，直接将高压直流标准装置运至维修车间，通过辅助校准装置实现高压直流标准装置的自校准，满足使用条件则继续使用。
29.本发明实施例中，高压壁电阻串和低压壁电阻串的电阻的额定电压为设计值的预设倍数，具体的，高压壁电阻串的额定电压为设计值的2倍，低压壁电阻串的电阻的额定电压为设计值的2倍。
30.本发明实施例中，外壳1的材质为硅橡胶，且外壳1呈圆柱体形，外壳1内充有设定压强的sf6（六氟化硫），且外壳1内恒温恒湿恒压。外壳1的上方设有均压环7，下方设有底座8，外壳1的顶部与均压环7间相连，外壳1的底部固定于底座8上。
31.外壳1内设有气压传感器9和温湿度传感器10；气压传感器9与设置于底座8上的气压报警装置11相连，温湿度传感器10与设置于底座8上的温湿度报警装置12相连。当外壳1内的气压不在设定气压范围内时，气压报警装置11进行报警；当外壳1内的温湿度不在设定温湿度范围内时，温湿度报警装置12进行报警。
32.以下对本发明实施例中特高压直流标准装置采用辅助校准装置进行自校准的流程进行具体说明：s1：按照《直流电压互感器》检定规程要求完成特高压直流标准装置的试验接线；s2：控制切换装置切换到自校准模式，此时辅助分压层与主分压层4连接；s3：控制升压电源升压至10%un（110kv），测量辅助分压层与主分压层4的误差，若在原标定的误差阈值内，则特高压直流标准装置的特高压直流标准自校合格，可继续开展现场校验工作，反之，则终止试验。
33.当控制切换装置切换到自校准模式后，控制升压电源按照规程要求的检定点进行升压校验；实现结束后关闭电源，解除试验接线。
34.本发明实施例的特高压直流标准装置，在低压壁电阻串上并联阻抗匹配器，且阻抗匹配器的电阻值远大于测量表计的阻值，通过设置阻抗匹配器来降低测量回路内阻抗，通过设置辅助校准装置，校验主分压层4分压比的准确性，实现对特高压直流标准装置的现场校验，有效保证标准装置使用时的准确性和稳定性。
35.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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技术和简化描述，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技术的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例
如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
36.需要说明的是，在本技术中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
37.以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。