新型内置便捷电子式电压互感器的制作方法

本发明涉及一种中压电器设备，主要用于电力系统的测量、电能的计量以及频率和功率的测量等。

背景技术：

目前，电力系统中主要采用电磁式电压互感器和电容分压式电压互感器进行电路电压测量、电能计量和继电保护。由于电磁式电压互感器和电容分压式电压互感器二次输出100v或的电压信号，这个电压信号无法直接连接微机保护，因此难以适应当前电力系统提出的自动化、数字化和智能化发展趋势，同时电磁式电压互感器和电容分压式电压互感器体积大，安装不方便，且成本非常高，不能满足电力系统对开关设备智能化、小型化的发展趋势要求。除此之外，电磁式电压互感器和电容分压式电压互感器在损坏后无法更换。随着电子技术发展对微弱信号的精确测量，继电保护和二次测量装置不再需要大功率大驱动，仅需几伏的电压信号就可进行驱动，基于此，电压互感器的小型化成为可能。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种新型内置便捷电子式电压互感器，其体积小、重量轻、安装方便、成本低并且在损坏后便于更换，能够满足电力系统对开关设备智能化、小型化的发展趋势要求。

本发明新型内置便捷电子式电压互感器，包括内锥插头和互感器本体，所述内锥插头包括插头座和环形筒壁，所述插头座上设有第一导电嵌件，所述环形筒壁的上端固定于插头座的底部，所述环形筒壁的下端固定于气箱外壳的内侧壁上，所述互感器本体的上端密封插接于环形筒壁内，所述互感器本体的下端穿过气箱外壳延伸至气箱外，所述互感器本体内设有电阻器，所述电阻器的上端与第一导电嵌件电连接，所述电阻器的下端与接地线一端连接，所述接地线的另一端穿出互感器本体的下端，所述电阻器的上下两端分别与信号传输线的一端连接，所述信号传输线的另一端穿出互感器本体的下端，所述互感器本体的下端通过压板固定于气箱外壳的外侧壁上。

本发明新型内置便捷电子式电压互感器，其中所述电阻器的上端与第一导电嵌件电连接的具体方式为：所述互感器本体的上端面设有第二导电嵌件，所述电阻器的上端与第二导电嵌件电连接，所述第二导电嵌件与第一导电嵌件之间连接有导电弹簧。

本发明新型内置便捷电子式电压互感器，其中所述第二导电嵌件与第一导电嵌件之间连接有导电弹簧的具体方式为：所述第二导电嵌件上设有螺纹孔，所述导电弹簧的下端通过第一螺钉安装于所述螺纹孔上，所述第一导电嵌件的下端设有凹槽，所述导电弹簧的上端位于所述凹槽内。

本发明新型内置便捷电子式电压互感器，其中所述互感器本体的上端密封插接于环形筒壁内的具体方式为：所述互感器本体的上端与环形筒壁之间设有绝缘硅橡胶层。

本发明新型内置便捷电子式电压互感器，其中所述互感器本体的上端与插头座之间留有空气隙，所述空气隙四周的环形筒壁内设有第一屏蔽网，所述第一屏蔽网呈筒状，所述第一屏蔽网的上端延伸至插头座内并与第一导电嵌件固定连接，所述第一屏蔽网的下端延伸至所述空气隙下方。

本发明新型内置便捷电子式电压互感器，其中所述电阻器包括沿上下方向依次布置的上电阻器和下电阻器，所述上电阻器的上端与第二导电嵌件电连接，所述上电阻器的下端与下电阻器的上端电连接，所述下电阻器的下端与接地线一端连接，所述下电阻器的上下两端分别与信号传输线的一端连接。

本发明新型内置便捷电子式电压互感器，其中所述上电阻器外围的互感器本体内设有第二屏蔽网，所述第二屏蔽网呈筒状，所述第二屏蔽网的上端连接于第二导电嵌件上，所述第二屏蔽网的下端延伸至所述上电阻器的下方，所述下电阻器外围的互感器本体内设有第三屏蔽网，所述第三屏蔽网呈筒状，所述第三屏蔽网的下端连接于所述接地线上，所述第三屏蔽网的上端延伸至所述下电阻器的上方。

本发明新型内置便捷电子式电压互感器，其中所述上电阻器包括至少一个第一测量电阻，当所述第一测量电阻设为两个或两个以上时，两个或两个以上的第一测量电阻沿上下方向依次串联布置。

本发明新型内置便捷电子式电压互感器，其中所述下电阻器包括至少一个第二测量电阻，当所述第二测量电阻设为两个或两个以上时，两个或两个以上的第二测量电阻沿上下方向依次串联布置。

本发明新型内置便捷电子式电压互感器，其中所述环形筒壁的下端设有径向凸缘，所述径向凸缘通过第二螺钉固定于气箱外壳的内侧壁上，所述径向凸缘和气箱外壳的内侧壁之间设有密封圈，所述压板也通过所述第二螺钉固定于气箱外壳的外侧壁上，所述互感器本体的下端和压板之间通过第三螺钉固定，所述第三屏蔽网的下端位于互感器本体的下端内，所述第三屏蔽网的上端延伸至互感器本体的上端内。

本发明新型内置便捷电子式电压互感器在使用的时候，内锥插头置于气箱内，即将环形筒壁的下端固定于气箱外壳的内侧壁上，通过第一导电嵌件引入高压，即在第一导电嵌件上安装铜排，被引入的高压电流从第一导电嵌件经电阻器后进入接地线。互感器本体穿过气箱外壳，互感器本体上端密封插接于气箱内的内锥插头上，互感器本体下端位于气箱外，并且接地线和信号传输线的另一端均穿过互感器本体下端延伸至气箱外，信号传输线的另一端连接继电保护和二次测量，确保了互感器本体可在气箱外侧进行更换。由此可见，本发明体积小、重量轻、安装方便、成本低并且在损坏后便于更换，能够满足电力系统对开关设备智能化、小型化的发展趋势要求。

下面结合附图对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明新型内置便捷电子式电压互感器的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明新型内置便捷电子式电压互感器包括内锥插头1和互感器本体25，所述内锥插头1包括插头座3和环形筒壁26，所述插头座3上设有第一导电嵌件6，所述环形筒壁26的上端固定于插头座3的底部，插头座3和环形筒壁26为一体成型结构。所述环形筒壁26的下端固定于气箱外壳14的内侧壁上，所述互感器本体25的上端密封插接于环形筒壁26内，所述互感器本体25的下端穿过气箱外壳14延伸至气箱外，所述互感器本体25内设有电阻器，所述电阻器的上端与第一导电嵌件6电连接，所述电阻器的下端与接地线18一端连接，所述接地线18的另一端穿出互感器本体25的下端。所述电阻器的上下两端分别与信号传输线16的一端连接，即信号传输线16的一端设为两根分信号传输线，两根分信号传输线分别连接于电阻器的上下两端。所述信号传输线16的另一端穿出互感器本体25的下端，所述互感器本体25的下端通过压板17固定于气箱外壳14的外侧壁上。

内锥插头1和互感器本体25均采用环氧树脂制成。第一导电嵌件6的顶端设有螺纹孔5，用于安装铜排，实现高压的引入。第一导电嵌件6需要滚花处理，提高第一导电嵌件6与内锥插头1环氧树脂的结合，提高气密性和电气性能。

如图1所示，本发明新型内置便捷电子式电压互感器，其中所述电阻器的上端与第一导电嵌件6电连接的具体方式为：所述互感器本体25的上端面设有第二导电嵌件10，所述电阻器的上端与第二导电嵌件10电连接，所述第二导电嵌件10与第一导电嵌件6之间连接有导电弹簧7。导电弹簧7能够实现内锥插头1与互感器本体25的柔性连接，不至于因为尺寸误差引起安装干涉，同时采用导电弹簧7大大降低了连接的成本。

如图1所示，本发明新型内置便捷电子式电压互感器，其中所述第二导电嵌件10与第一导电嵌件6之间连接有导电弹簧7的具体方式为：所述第二导电嵌件10上设有螺纹孔，所述导电弹簧7的下端通过第一螺钉2安装于所述螺纹孔上，所述第一导电嵌件6的下端设有凹槽4，所述导电弹簧7的上端位于所述凹槽4内。凹槽4除了容纳导电弹簧7外，其还能用于互感器本体25的安装导向。

如图1所示，本发明新型内置便捷电子式电压互感器，其中所述互感器本体25的上端密封插接于环形筒壁26内的具体方式为：所述互感器本体25的上端与环形筒壁26之间设有绝缘硅橡胶层24。绝缘硅橡胶层24能够密封内锥插头1与互感器本体25之间的间隙，实现绝缘界面直接的绝缘，在安装绝缘硅橡胶时要涂抹芳香烃硅脂(芳香烃硅脂脱水性非常好)。绝缘硅橡胶要计算好端面承受压强，压强大增加了安装难度，压强小很难起到绝缘密封作用。

如图1所示，本发明新型内置便捷电子式电压互感器，其中所述互感器本体25的上端与插头座3之间留有空气隙9，所述空气隙9四周的环形筒壁26内设有第一屏蔽网8，所述第一屏蔽网8呈筒状，所述第一屏蔽网8的上端延伸至插头座3内并与第一导电嵌件6固定连接，所述第一屏蔽网8的下端延伸至所述空气隙9下方，也就是说，第一屏蔽网8的下端一定要低于空气隙9的高度，只有这样才能起到屏蔽作用。第一屏蔽网8用于屏蔽空气隙9，此空气隙9内存有空气。如果不对空气隙9进行屏蔽，会影响产品的电气性能，甚至会导致耐压试验和局放试验无法通过。

空气隙9是内锥插头1与互感器本体25安装后的余量，之所以在内锥插头1和互感器本体25之间存有空气隙9，其原因在于，环氧浇注件成型后尺寸有一定误差，同时内锥插头1与互感器本体25连接处装有绝缘硅橡胶层24，进行电气绝缘的密封，但安装后，绝缘硅橡胶的总体积不会变，只是将压缩的部分挤到两端。空气隙9正好容纳挤入上端的绝缘硅橡胶，如果没有缓冲的空气隙9就会造成内锥插头1与互感器本体25安装出现压裂现象。

如图1所示，本发明新型内置便捷电子式电压互感器，其中所述电阻器包括沿上下方向依次布置的上电阻器12和下电阻器21，所述上电阻器12的上端与第二导电嵌件10电连接，所述上电阻器12的下端与下电阻器21的上端电连接，所述下电阻器21的下端与接地线18一端连接，所述下电阻器21的上下两端分别与信号传输线16的一端连接，即信号传输线16的一端设为两根分信号传输线，两根分信号传输线分别连接于下电阻器21的上下两端。

需要说明的是，本实施例中的电连接，指的是通过导电线进行连接。

如图1所示，本发明新型内置便捷电子式电压互感器，其中所述上电阻器12外围的互感器本体25内设有第二屏蔽网11，所述第二屏蔽网11呈筒状，所述第二屏蔽网11的上端连接于第二导电嵌件10上，所述第二屏蔽网11的下端延伸至所述上电阻器12的下方，也就是说，第二屏蔽网11的下端高度要低于上电阻器12，这样才能起到屏蔽作用。第二屏蔽网11用于屏蔽上电阻器12，使上电阻器12免受外界环境影响，同时也屏蔽了上电阻器12与互感器本体25环氧树脂结合不好的现象。

如图1所示，下电阻器21外围的互感器本体25内设有第三屏蔽网20，所述第三屏蔽网20呈筒状，所述第三屏蔽网20的下端连接于所述接地线18上，所述第三屏蔽网20的上端延伸至所述下电阻器21的上方，也就是说，第三屏蔽网20的上端高度要高于下电阻器21，这样才能起到屏蔽作用。互感器本体25下端设有下电阻器21，用于二次信号采集并通过信号传输线16连接继电保护和二次测量。信号传输线16在气箱外壳14外侧连接继电保护和二次测量，确保了互感器本体25可在气箱外侧进行更换。第三屏蔽网20屏蔽下电阻器21，使下电阻器21免受外界环境影响，同时也屏蔽了下电阻器21与互感器本体25环氧树脂结合不好的现象。第三屏蔽网20通过接地线18实现接地，第三屏蔽网20接地后实现互感器本体25的低压屏蔽，避免了互感器本体25漏出气箱部分(即互感器本体25的下端)的感应电压问题。第三屏蔽网20的下端位于互感器本体25的下端内，第三屏蔽网20的上端延伸至互感器本体25的上端内，也就是说，第三屏蔽网20的下端位于气箱外壳14的外侧，第三屏蔽网20的上端位于气箱外壳14的内侧，从图1中看，即第三屏蔽网20的上端高于气箱外壳14，这样可以屏蔽互感器本体25与气箱外壳14间的间隙放电，从而避免了在互感器本体25和气箱外壳14之间另设屏蔽网，缩小了互感器本体25的体积，当然，同时要保证第三屏蔽网20与第二屏蔽网11之间的绝缘距离。

如图1所示，第一屏蔽网8和第二屏蔽网11属于高压屏蔽网，第三屏蔽网20属于低压屏蔽网。

本发明新型内置便捷电子式电压互感器，其中所述上电阻器12包括至少一个第一测量电阻，当所述第一测量电阻设为两个或两个以上时，两个或两个以上的第一测量电阻沿上下方向依次串联布置。所述下电阻器21包括至少一个第二测量电阻，当所述第二测量电阻设为两个或两个以上时，两个或两个以上的第二测量电阻沿上下方向依次串联布置。根据实际情况，可以调整上电阻器12和下电阻器21的电阻值大小，调整好后再封装于互感器本体25内。

如图1所示，本发明新型内置便捷电子式电压互感器，其中所述环形筒壁26的下端设有径向凸缘23，所述径向凸缘23通过第二螺钉15固定于气箱外壳14的内侧壁上，所述径向凸缘23和气箱外壳14的内侧壁之间设有密封圈22。密封圈22需要涂抹硅胶，确保气箱的密封性，实现气箱内外的气密性。环形筒壁26的下端面设有密封槽，用于安装密封圈22，实现气箱的气密性。同时密封槽的设计合理，保证密封圈22压缩量合适，因为密封圈22的压缩量过小时，气箱会漏气；而密封圈22的压缩量过大时，会压坏密封圈22或压裂密封槽的侧壁环氧树脂。在环形筒壁26下端的径向凸缘23上设置具有螺纹孔的嵌件13，以便第二螺钉15连接在该嵌件13上，进而将内锥插头1固定于气箱外壳14的内侧壁上。

如图1所示，压板17也通过所述第二螺钉15固定于气箱外壳14的外侧壁上，即在气箱外，第二螺钉15依次穿过压板17、气箱外壳14后螺接在环形筒壁26下端的径向凸缘23上，具体为螺接在径向凸缘23内的嵌件13上的螺纹孔中。为了增强产品的稳固性，互感器本体25的下端和压板17之间通过第三螺钉19固定，即第三螺钉19穿过压板17螺接于互感器本体25的下端，其螺接方式与第二螺钉15相同，在此不予赘述。

如图1所示，本发明新型内置便捷电子式电压互感器在使用的时候，内锥插头1置于气箱内，即将环形筒壁26的下端固定于气箱外壳14的内侧壁上，通过第一导电嵌件6引入高压，即在第一导电嵌件6上安装铜排，被引入的高压电流从第一导电嵌件6经电阻器后进入接地线18。互感器本体25穿过气箱外壳14，互感器本体25上端密封插接于气箱内的内锥插头1上，互感器本体25下端位于气箱外，并且接地线18和信号传输线16的另一端均穿过互感器本体25下端延伸至气箱外，信号传输线16的另一端连接继电保护和二次测量，确保了互感器本体25可在气箱外侧进行更换。由此可见，本发明体积小、重量轻、安装方便、成本低并且在损坏后便于更换，能够满足电力系统对开关设备智能化、小型化的发展趋势要求。

本发明采用新型的结构设计，可实现气箱内固定，气箱外部安装。外部安装可直接实现与数字化仪表和智能综合测量保护装置及计算机相连，解决了因为电压互感器损坏而无法更换的现状，提高了电网电气设备运行的可靠性。

本发明新型内置便捷电子式电压互感器采用环氧固封技术，随着固封技术和材料工艺的提高，自身体积小、重量轻优势更加显著，同时本发明二次开路不会产生高电压，二次几乎工作在开路状态，电压互感器二次短路不会产生大电流，也不会产生铁磁谐振，根除了电力系统运行中的重大故障隐患，保证了人身和设备安全。

本发明具有以下优点：

(1)解决了常规电子式电压互感器安装于气箱内部现状。安装在气箱内部，当电子式电压互感器损坏后很难更换，同时放入气箱中，为了实现绝缘距离会增加气箱的体积，从而提高开关设备的成本。同时安装于气箱内时，需要在气箱内走二次线，大大增加了气箱内部故障。同时二次线需要用航空插头引出，增加了漏气风险和提高了成本。

(2)解决了现有电压互感器检测、检修和更换难的问题。

(3)自身体积小、重量轻、成本低等优势更加显著，同时安装更加便捷。

(4)采用环氧树脂固封技术，并设计了屏蔽网，实现场强全部由环氧树脂承担，实现了固体绝缘方式，大大提高产品的安全性和稳定性。

(5)内锥插头1和互感器本体25采用模块化设计，通用性强，内锥插头1可以适用于并柜母线使用场合，也可以适用于开关设备的集电使用场合；互感器本体25顶部外形为标准c型套管头设计，可以根据实际应用场景，t接安装到出线电缆端部或安装顶扩方案的母线上。

(6)电阻器外部加设屏蔽网设计，有效避免外部干扰，提高采集信号得准确性、可靠性、稳定性。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。