一种电压传感器支柱绝缘子、工作方法

本发明涉及一种电压传感器支柱绝缘子、工作方法，属于电气设备领域。

背景技术：

1、随着智能电网建设水平的不断提升，很多供电设施都朝着智能化、自动化、信息化的方向发展，提高了配电网的运行效率，保证其质量。在这种背景之下，诞生了一二次融合技术。一二次融合意思就是指电力系统中的一次设备中将含有部分二次设备智能单元，让一次设备更加的智能化，一次设备内自带测量、计量、继保、监测、控制等功能。

2、目前已知的支柱绝缘子有许多缺点。1、传统支柱绝缘子不能够监测和测量输电线中的电压值。2、在浇注固化过程中传感器元件周围的环氧树脂材料会出现气泡和间隙，由此产生非必要的局部放电现象。3、所述环氧树脂在浇注固化过程中对于传感器元件会出现没有完全粘附和约束的情况，所以环氧树脂与传感器元件之间存在不连续性，从而产生不必要局部放电。另外，当这种带电压传感器绝缘子在冷热交替的工作环境中时，此缺点尤为存在。

技术实现思路

1、本发明提供了一种电压传感器支柱绝缘子，以监测带电导线的电压值，同时保持了传统绝缘子的耐电压性能。

2、本发明的技术方案是：

3、根据本发明的一方面，提供了一种电压传感器支柱绝缘子，包括绝缘子本体，所述绝缘子本体内嵌入高压电极1、屏蔽网2、电场传感器3、接地嵌件8、二次接线端口9，采用环氧树脂电绝缘材料6浇注一次成型；其中，屏蔽网2位于绝缘子本体中间，高压电极1从绝缘子本体顶部嵌入屏蔽网2后从位于屏蔽网2中的电场传感器3穿出，屏蔽网2通过固定件7与接地嵌件8相连进行接地，电场传感器3与二次接线端口9连接。

4、所述屏蔽网2呈管状体结构，且管状体结构内侧下部设有分隔网用于通过固定件7与接地嵌件8相连进行接地。

5、所述屏蔽网2上设有第一通孔21；所述电场传感器3设有第二通孔31；所述第一通孔21与所述第二通孔31相连通。

6、所述电场传感器3包括低压电极内片4、绝缘层外片5且均呈柱体状，低压电极内片4与位于低压电极内片4外周的绝缘层外片5粘合，绝缘层外片5与位于绝缘层外片5外周的屏蔽网2粘合。

7、所述电场传感器3中低压电极内片4上的第二通孔尺寸大于所述绝缘层外片5上的第二通孔，贯通的两个第二通孔31之间形成一个绝缘材料环32。

8、一种电压传感器支柱绝缘子工作方法，所述高压电极1、低压电极内片4及两者之间的环氧树脂电绝缘材料6形成电容c1，低压电极内片4、屏蔽网2及两者之间的绝缘层内片5介质形成电容c2；输电线电压ui与高压电极1相连并传输到高压电极1，高压电极1上的电压经电容c1和电容c2实现电容分压，最后得到支柱绝缘子的输出电压u0，通过输出电压u0与输电线电压ui的传递关系，测量输电线电压ui；其中，输出电压u0与输电线电压ui的传递关系为：

9、本发明的有益效果是：本发明提供了一种结构紧凑、可靠性高的电压传感器绝缘子，可以监测带电导线的电压值，同时保持了传统绝缘子的耐电压性能。采用环氧树脂真空浇注一次成型，表面外观整洁，绝缘性能高，局部放电量小，抗弯扭强度和爬电距离符合标准要求，在恶劣环境天气条件下可正常使用。

技术特征：

1.一种电压传感器支柱绝缘子，包括绝缘子本体，其特征在于，所述绝缘子本体内嵌入高压电极(1)、屏蔽网(2)、电场传感器(3)、接地嵌件(8)、二次接线端口(9)，采用环氧树脂电绝缘材料(6)浇注一次成型；其中，屏蔽网(2)位于绝缘子本体中间，高压电极(1)从绝缘子本体顶部嵌入屏蔽网(2)后从位于屏蔽网(2)中的电场传感器(3)穿出，屏蔽网(2)通过固定件(7)与接地嵌件(8)相连进行接地，电场传感器(3)与二次接线端口(9)连接。

2.根据权利要求1所述的电压传感器支柱绝缘子，其特征在于，所述屏蔽网(2)呈管状体结构，且管状体结构内侧下部设有分隔网用于通过固定件(7)与接地嵌件(8)相连进行接地。

3.根据权利要求1所述的电压传感器支柱绝缘子，其特征在于，所述屏蔽网(2)上设有第一通孔(21)；所述电场传感器(3)设有第二通孔(31)；所述第一通孔(21)与所述第二通孔(31)相连通。

4.根据权利要求1所述的电压传感器支柱绝缘子，其特征在于，所述电场传感器(3)包括低压电极内片(4)、绝缘层外片(5)且均呈柱体状，低压电极内片(4)与位于低压电极内片(4)外周的绝缘层外片(5)粘合，绝缘层外片(5)与位于绝缘层外片(5)外周的屏蔽网(2)粘合。

5.根据权利要求1所述的电压传感器支柱绝缘子，其特征在于，所述电场传感器(3)中低压电极内片(4)上的第二通孔尺寸大于所述绝缘层外片(5)上的第二通孔，贯通的两个第二通孔(31)之间形成一个绝缘材料环(32)。

6.一种权利要求1-5中任意一项所述的电压传感器支柱绝缘子工作方法，其特征在于，所述高压电极(1)、低压电极内片(4)及两者之间的环氧树脂电绝缘材料(6)形成电容c1，低压电极内片(4)、屏蔽网(2)及两者之间的绝缘层内片(5)介质形成电容c2；输电线电压ui与高压电极(1)相连并传输到高压电极(1)，高压电极(1)上的电压经电容c1和电容c2实现电容分压，最后得到支柱绝缘子的输出电压u0，通过输出电压u0与输电线电压ui的传递关系，测量输电线电压ui；其中，输出电压u0以及与输电线电压ui的传递关系为：

技术总结
本发明公开了一种电压传感器支柱绝缘子、工作方法，支柱绝缘子包括绝缘子本体，所述绝缘子本体内嵌入高压电极、屏蔽网、电场传感器、接地嵌件、二次接线端口，采用环氧树脂电绝缘材料浇注一次成型；其中，屏蔽网位于绝缘子本体中间，高压电极从绝缘子本体顶部嵌入屏蔽网后从位于屏蔽网中的电场传感器穿出，屏蔽网通过固定件与接地嵌件相连进行接地，电场传感器与二次接线端口连接。本发明提供了一种结构紧凑、可靠性高的电压传感器绝缘子，可以监测带电导线的电压值，同时保持了传统绝缘子的耐电压性能。采用环氧树脂真空浇注一次成型，表面外观整洁，绝缘性能高，局部放电量小，抗弯扭强度和爬电距离符合标准要求，在恶劣环境天气条件下可正常使用。

技术研发人员：陈观慈,刘铭涵,张文斌
受保护的技术使用者：昆明理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14