电容分压互感器、低压电容结构及其外壳的制作方法

本发明涉及电容分压互感器、低压电容结构及其外壳，具体涉及一种外壳及使用该外壳的单相低压电容结构、三相低压电容结构、单相电容分压互感器、三相电容分压互感器。

背景技术：

按照传感器的工作原理，现有技术中的源电子式的电压互感器包括电阻分压互感器、阻容分压互感器和电容分压互感器。在高电压的工况下，电阻分压互感器对绝缘材料的要求较高，并且存在电阻元件的稳定性差、高压电极电晕放电等问题，容易引起较大的测量误差。阻容分压互感器因存在微分处理回路和积分处理回路，其暂态性能难以保证；而电容分压互感器采用电容串联分压的原理，直接传变一次高压信号，由于其谐波性能良好，在电力系统中应用比较广泛。

现有技术中的电容分压互感器的结构如授权公告号为cn202307503u所示，电容分压互感器包括高压电容和低压电容。现有技术中，低压电容器结构包括外壳和固定在壳体内的低压电容。低压电容结构安装在接线盒内，接线盒内同时安装有采集单元、端子排等部件，导致接线盒内的空间比较紧凑，留给安装低压电容结构的空间较小。对于三相电容分压互感器而言，需要在壳体内安装三个低压电容，同时也需要安装更多的采集单元和端子排，接线盒内留给低压电容结构的安装空间更小。

同时，对于单相电容分压互感器和三相电容分压互感器而言，由于低压电容的数量不同，导致低压电容结构的壳体也不相同，需要针对单相电容分压互感器和三相电容分压互感器设计不同结构的壳体才能满足要求，造成了壳体的不通用，同时也需要针对壳体的不同在接线盒内设置相对应的连接结构。而且，现有技术中，低压电容内均包括一个容量较大的电容，当需要改变低压电容的电容值时只能用其他标准的电容进行更换，需要配备的不同型号的电容较多。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种低压电容结构用外壳，以同时满足单相低压电容结构和三相低压电容结构的使用要求；还提供使用该低压电容结构用外壳的单相低压电容结构、三相低压电容结构以及单相电容分压互感器和三相电容分压互感器。

为实现上述目的，本发明低压电容结构用外壳的技术方案是：

方案一：一种低压电容结构用外壳，包括一端开口的壳体和封盖在壳体开口处的出线侧盖板，所述壳体内设有安装空间，该安装空间可安装三相平行间隔布置且具有多个相互并联的电容的印制板组件，壳体上设有用于卡装所述印制板组件的卡槽结构，所述出线侧盖板上设有供印制板组件的信号线穿出的出线结构。

本发明的有益效果是：本发明的低压电容结构用外壳包括壳体和出线侧盖板，壳体内的安装空间能够同时容纳三相平行间隔布置的印制板组件，印制板组件包括印制板和设置在印制板上的多个相互并联的电容，壳体上设置有卡槽结构，使用时，印制板组件卡装在卡槽结构内。在出线侧盖板上设置出线结构供印制板组件的信号线穿出。本发明中，用多个设置在印制板上的相互并联的电容来替代现有技术中的单个电容，减小了电容的占用空间。本发明在使用时，根据使用情况选择卡入卡槽结构内的印制板组件的数量，如单相或三相，能够同时满足单相低压电容结构和三相低压电容结构的使用要求。

方案二：在方案一的基础上，所述壳体及出线侧盖板上分别设有对应贯通的固定安装孔，壳体的固定安装孔具有朝向所述安装空间的豁口。

方案三：在方案一的基础上，所述出线侧盖板上设有印制板组件连接孔，印制板组件连接孔上设有用于固定印制板组件的连接件，所述连接件的另一端用于与所述印制板组件相连。

方案四：在方案一或方案二或方案三的基础上，出线结构包括设于出线侧盖板上的供印制板组件的信号线穿出的出线孔。

方案五：在方案一或方案二或方案三的基础上，所述壳体上还固设有竖向安装盖板，竖向安装盖板上设有供竖向安装件穿过以将所述壳体、出线侧盖板和竖向安装盖板悬装于接线盒侧壁上的竖向安装孔。

本发明单相低压电容结构的技术方案是：

方案一：一种单相低压电容结构，包括外壳，所述外壳包括一端开口的壳体和封盖在壳体开口处的出线侧盖板，所述壳体内设有安装空间，该安装空间可安装三相平行间隔布置的印制板组件，印制板组件包括印制板和设于印制板上的多个相互并联的电容，壳体上设有卡装所述印制板组件的卡槽结构，所述出线侧盖板上设有供印制板组件的信号线穿出的出线结构，安装空间内设有单相所述的印制板组件。

方案二：在方案一的基础上，所述壳体及出线侧盖板上分别设有对应贯通的固定安装孔，壳体的固定安装孔具有朝向所述安装空间的豁口。

方案三：在方案一的基础上，所述出线侧盖板上设有印制板组件连接孔，印制板连接孔上设有用于固定印制板组件的连接件，所述连接件的另一端与所述印制板相连。

方案四：在方案一或方案二或方案三的基础上，出线结构包括设于出线侧盖板上的出线孔，印制板组件的信号线由出线孔中穿出。

方案五：在方案一或方案二或方案三的基础上，所述壳体上还固设有竖向安装盖板，竖向安装盖板上设有供竖向安装件穿过以将所述壳体、出线侧盖板和竖向安装盖板悬装于接线盒侧壁上的竖向安装孔。

方案六：在方案一或方案二或方案三的基础上，所述印制板上靠近出线侧盖板的一端设有供印制板组件的信号线依次穿过的穿线孔和穿线槽。

本发明三相低压电容结构的技术方案是：

方案一：一种三相低压电容结构，包括外壳，所述外壳包括一端开口的壳体和封盖在壳体开口处的出线侧盖板，所述壳体内设有安装空间，该安装空间可安装三相平行间隔布置的印制板组件，印制板组件包括印制板和设于印制板上的多个相互并联的电容，壳体上设有卡装所述印制板组件的卡槽结构，所述出线侧盖板上设有供印制板组件的信号线穿出的出线结构，安装空间内设有三相所述的印制板组件。

方案二：在方案一的基础上，所述壳体及出线侧盖板上分别设有对应贯通的固定安装孔，所述壳体的固定安装孔具有朝向所述安装空间的豁口。

方案三：在方案一的基础上，所述出线侧盖板上设有印制板组件连接孔，印制板连接孔上设有用于固定印制板组件的连接件，所述连接件的另一端与所述印制板相连。

方案四：在方案一或方案二或方案三的基础上，出线结构包括设于出线侧盖板上出线孔，印制板组件的信号线由出线孔中穿过。

方案五：在方案一或方案二或方案三的基础上，所述壳体上还固设有竖向安装盖板，竖向安装盖板上设有供竖向安装件穿过以将所述壳体、出线侧盖板和竖向安装盖板悬装于接线盒侧壁上的竖向安装孔。

方案六：在方案一或方案二或方案三的基础上，所述印制板上靠近出线侧盖板的一端设有供印制板组件的信号线依次穿过的穿线孔和穿线槽。

方案七：在方案一或方案二或方案三的基础上，卡槽结构包括设于壳体上的一个或两个用于卡装单个印制板的卡槽组，卡槽组包括至少一个所述的卡槽，共用同一个卡槽组的两个或三个所述印制板组件之间通过铜柱固定相连。

本发明单相电容分压互感器的技术方案是：

方案一：一种单相电容分压互感器，包括高压电容结构和低压电容结构，低压电容结构包括外壳，所述外壳包括一端开口的壳体和封盖在壳体开口处的出线侧盖板，所述壳体内设有安装空间，该安装空间可安装三相平行间隔布置的印制板组件，印制板组件包括印制板和设于印制板上的多个相互并联的电容，壳体上设有卡装所述印制板组件的卡槽结构，所述出线侧盖板上设有供印制板组件的信号线穿出的出线结构，安装空间内设有单相所述的印制板组件。

方案二：在方案一的基础上，所述壳体及出线侧盖板上分别设有对应贯通的固定安装孔，壳体的固定安装孔具有朝向所述安装空间的豁口。

方案三：在方案一的基础上，所述出线侧盖板上设有印制板组件连接孔，印制板连接孔上设有用于固定印制板组件的连接件，所述连接件的另一端与所述印制板相连。

方案四：在方案一或方案二或方案三的基础上，出线结构包括设于出线侧盖板上的出线孔，印制板组件的信号线由出线孔中穿出。

方案五：在方案一或方案二或方案三的基础上，所述壳体上还固设有竖向安装盖板，竖向安装盖板上设有供竖向安装件穿过以将所述壳体、出线侧盖板和竖向安装盖板悬装于接线盒侧壁上的竖向安装孔。

方案六：在方案一或方案二或方案三的基础上，所述印制板上靠近出线侧盖板的一端设有供印制板组件的信号线依次穿过的穿线孔和穿线槽。

本发明三相电容分压互感器的技术方案是：

方案一：一种三相电容分压互感器，包括高压电容结构和低压电容结构，低压电容结构包括外壳，外壳包括一端开口的壳体和封盖在壳体开口处的出线侧盖板，所述壳体内设有安装空间，该安装空间可安装三相平行间隔布置的印制板组件，印制板组件包括印制板和设于印制板上的多个相互并联的电容，壳体上设有卡装所述印制板组件的卡槽结构，所述出线侧盖板上设有供印制板组件的信号线穿出的出线结构，安装空间内设有三相所述的印制板组件。

方案二：在方案一的基础上，所述壳体及出线侧盖板上分别设有对应贯通的固定安装孔，所述壳体的固定安装孔具有朝向所述安装空间的豁口。

方案三：在方案一的基础上，所述出线侧盖板上设有印制板组件连接孔，印制板连接孔上设有用于固定印制板组件的连接件，所述连接件的另一端与所述印制板相连。

方案四：在方案一或方案二或方案三的基础上，出线结构包括设于出线侧盖板上出线孔，印制板组件的信号线由出线孔中穿过。

方案五：在方案一或方案二或方案三的基础上，所述壳体上还固设有竖向安装盖板，竖向安装盖板上设有供竖向安装件穿过以将所述壳体、出线侧盖板和竖向安装盖板悬装于接线盒侧壁上的竖向安装孔。

方案六：在方案一或方案二或方案三的基础上，所述印制板上靠近出线侧盖板的一端设有供印制板组件的信号线依次穿过的穿线孔和穿线槽。

方案七：在方案一或方案二或方案三的基础上，卡槽结构包括设于壳体上的一个或两个用于卡装单个印制板的卡槽组，卡槽组包括至少一个所述的卡槽，共用同一个卡槽组的两个或三个所述印制板组件之间通过铜柱固定相连。

附图说明

图1为本发明三相电容分压互感器实施例中第一幅原理图；

图2为本发明三相电容分压互感器实施例中第二幅原理图；

图3为本发明三相电容分压互感器实施例中壳体的示意图；

图4为本发明三相电容分压互感器实施例中印制板的示意图；

图5为本发明三相电容分压互感器实施例中多个印制板组装在一起的示意图；

图6为本发明三相电容分压互感器实施例中出线侧盖板的示意图；

图7为本发明三相电容分压互感器实施例中竖向安装盖板的示意图；

图8为本发明三相电容分压互感器实施例中竖向安装盖板、壳体和出线侧盖板组装后的示意图；

图9为图8的俯视图；

图10为本发明三相电容分压互感器实施例中电路板固定块的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明的三相电容分压互感器的具体实施例，如图1至图10所示，本实施例以三相电容分压互感器为例进行阐述。三相电容分压互感器的工作原理如图1和图2所示，三相电容分压互感器包括高压电容结构c1和三相低压电容结构c2，高压电容结构c1由悬浮筒体1和一次导体2组成，采用同轴电容分压原理，实现一次高电压信号的准确传变，高压电容结构为现有技术，本发明中不再详细说明，其计算公式为：

c1＝2πε0εr*l*ln(φ1/φ2)

式中，ε0、εr分别为空气介电常数、绝缘介质的空气介电常数，l为悬浮筒体长度，φ1为悬浮筒体的内径，φ2为一次导体的外径。

三相低压电容结构c2由介质、尺寸均一致的多个高精度电容器，通过并联的方式组合而成，其计算公式为：

c2＝c21+c22+···+c2n

式中，c21～c2n为介质、尺寸均一致的高精度电容。

对于不同结构的电容分压互感器，可根据高压电容结构c1的大小，计算出相匹配的三相低压电容结构c2，通过在低压电容结构的印制板上焊接数量不同的高精度电容，使同轴电容分压结构低压侧分压u2保持不变。通过二次信号采集电路，将采集的数字信号转变为光信号并传输至合并单元。

三相低压电容结构包括外壳和设置在外壳内三相印制板组件，外壳包括壳体。壳体3的前端设有开口，在壳体内的左右两侧内壁上均开设有卡槽5。本实施例中，两侧的卡槽5数量均为两个且左右两侧的卡槽相互对应，同一高度上的一对卡槽5构成了一个卡槽组。本实施例中设置了两个上述的卡槽组，可以安装一块印制板6，也可以同时三块印制板6，既能满足单相电容分压互感器的使用要求，也满足三相电容分压互感器的使用要求，实现了外壳的通用性。卡槽5的宽度c的大小由印制板6的厚度决定，相对的两个卡槽5槽底之间的距离a的大小由印制板6的宽度决定，相邻两个卡槽5之间的距离b是由三个印制板6装配完成后的实际尺寸决定的。在壳体3的四个角还设置有壳体安装孔4，用来安装出线侧盖板和竖向安装盖板18，其中壳体安装孔4为螺纹孔。由图3可以看出，壳体安装孔4具有朝向壳体3内部的豁口。在壳体3上还设置有耳朵24，耳朵24设置有供螺栓穿过的连接槽，在壳体3水平安装时起到将壳体3连接在接线盒内的作用。

印制板组件包括印制板6，印制板6上设置有多个焊盘7，用于焊接规格相同的电容，在印制板6的边缘处设置有四个印制板安装孔8，用于实现相邻两个印制板6之间的固定相连。同时设置三个印制板6时，用六角铜柱13同时穿过三个印制板的印制板安装孔8，就可以保证三个印制板6固定相连。在印制板6的出线端(即装配到位后靠近壳体3开口的一端)设置有两个安装孔9和四个引线孔10。使用时，在安装连接孔9上安装l形弯板或者电路板固定块21，将l形弯板或电路板固定块21的另一端固定在出线侧盖板16上，对印制板6实现定位，防止印制板6在卡槽内来回滑动。其中电路板固定块21的结构如图10所示，电路板固定块21上开设有第一螺栓孔22和第二螺栓孔23，第一螺栓孔22和第二螺栓孔23中的一个与印制板6上的安装孔9对应并相连，另一个与出线侧盖板16上的印制板组件连接孔17对应并相连。电路板固定块21或者l形弯板构成了连接件。

引线孔10的数量为四个，且两两分设于左右两侧，与印制板的信号线12相对应，同一信号线12所对应的两个引线孔10沿印制板的出线方向(即前后方向)间隔布置，引线孔10用于信号线的固定，装配时使印制板组件的信号线依次穿过对应的引线孔，防止信号线接线处受力松动、脱落。在印制板6的出线端设置有出线槽11，在出线侧盖板16装配后，印制板6的出线端与出线侧盖板16之间缝隙很小或者无缝隙，此时，将信号线12由出线槽11中穿过后再由出线侧盖板16上的出线孔14穿出。

出线侧盖板16上设有使用时与壳体安装孔4对应贯通的盖板安装孔15、若干个出线孔14和两个印制板组件连接孔17，其中印制板组件连接孔17用来与上述的l形弯板或电路板固定块21相连。出线孔14根据工程需要选择使用，出线孔14处安装橡胶护套保护信号线12。

外壳还包括竖向安装盖板18，竖向安装盖板18开设有盖板安装孔19，盖板安装孔19与壳体安装孔4对应，安装时，通过竖向安装孔20将竖向安装盖板18固定在接线盒的内侧，将竖向安装盖板18固定在壳体3的背离开口的一侧，并将螺栓或销钉等竖向安装件穿过盖板安装孔19和壳体安装孔4，实现将竖向安装盖板18、壳体3和出线侧盖板16悬置在接线盒内。

本实施例中，印制板和印制板上的电容构成了印制板组件，本实施例中，壳体内设置了三相印制板组件。三相印制板组件之间通过六角铜柱实现了固定相连，在壳体内设置了两个卡槽组，通过两个卡槽组实现了对三相印制板组件的固定。在其他实施例中，卡槽组的数量可以根据实际情况进行增减，如设置单个卡槽组和三个卡槽组。在其他实施例中，当壳体3水平放置安装时，可以将竖向安装盖板去掉。

本实施例中，通过采用多个相互并联的电容替代现有技术中的单个电容，通过将各电容放置在印制板上，能够尽可能地减小低压电容结构所占用的接线盒的空间。壳体内的空间可以同时供三个印制板组件平行间隔布置，可以在壳体内设置一个或三个印制板组件，同时满足了单相电容分压互感器和三相电容分压互感器的使用要求，实现了壳体的通用性。

上述的实施例中，多个卡槽共同构成了卡槽结构。多个出线孔构成了出线结构。

本发明三相低压电容结构的具体实施例，三相低压电容结构与三相电容分压互感器中的三相低压电容结构一致，其内容不再赘述。

本发明单相电容分压互感器的具体实施例，与上述实施例的不同之处在于，本实施例中，在低压电容结构的外壳内放置单相印制板组件。

本发明单相低压电容结构的具体实施例，单相低压电容结构包括外壳和设置在外壳内的单相印制板组件，其结构与上述实施例中的结构一致，其内容不再赘述。

本发明低压电容结构用外壳的具体实施例，外壳的结构与上述实施例中的结构一致，其内容不再赘述。