具有微型多路开关投切的可调电容传感器的制作方法

本实用新型属于电容传感器技术领域，具体涉及一种应用于高压开关行业的、具有微型多路开关投切的可调电容传感器。

背景技术：

现今电力系统中压领域(3kV～110kV)常用的真空开关设备(包括户内成套开关设备和户外柱上开关等)的核心单元是真空断路器。真空断路器的核心部件是固封极柱，它采用APG技术，用环氧树脂将真空灭弧室、上下出线座等整体浇注于一体。开关设备通常采用电压互感器或电压传感器测量电力系统一次电压值，如果采用电压传感器，常规方案是把一个高压电容浇注在固封极柱中，再通过一个分压电容器与高压电容串联，通过电压分压原理，在分压电容器上直接使用DTU/FTU/继电保护/电压表等测量电压值，换算成一次电压值即可。

由于各种因素如温度、电容本身的精度、连接电缆的分布电容、浇注后电容值变化、连接负载容量大小、生产批次差异等影响，在分压电容器上实测的电压值往往与理论计算值存在偏差，这个偏差是相互影响且很难预测的。现在行业内解决该问题的方法是，高压电容与开关浇注好后，测量实际容值。根据实际容值计算出所需分压电容器值，然后在分批次生产分压电容器。即便是同一类产品，由于高压电容的差异，需要有许多不同的分压电容器来匹配。这样不仅生产周期长，且工序复杂，无法满足批量生产。另外现场运行过程中，如果分压电容器损坏，则需要查找原始记录来确定分压电容器值，并重新生产合适分压电容器用以返修，售后时间大大增加，这无法满足当今电力系统对于供电可靠性要求。因此目前的定值分压电容器补偿原理无法满足实际要求，需要一种简单可靠的、可实时调整电容值的分压电容器来解决这个问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种具有微型多路开关投切的可调电容传感器，旨在解决现有技术中电容传感器不能有效调整容值的技术不足。

实现本实用新型目的的技术方案是一种具有微型多路开关投切的可调电容传感器，包括浇铸在固封极柱内的高压电容器以及所述高压电容器与可调分压电容器串联，在所述固封极柱内设置有真空灭弧室、上下出线座，所述高压电容器的一端与高压端子相连接另一端与可调分压电容器串联，三相电源连接在真空灭弧室内且三相电源的单相输入端经过高压电容器与分压电容器串联后接地，真空灭弧室的输出端经过高压电容器与分压电容器串联后接地，所述可调分压电容器设置有调节电路，所述调节电路包括微型多路拨动开关、电容矩阵，所述微型多路拨动开关的单个开关输出端与电容矩阵的单个电容串联，所述微型多路拨动开关的一个输入端与高压电容器串联，另一个输入端连接在测量仪表上，所述电容矩阵的一个输出端接地且另一个输出端连接在测量仪表上。

一个小型多路拨动开关，控制一个电容矩阵，通过投切不同数量的电容得到需要的容值；

在高压电容器与分压电容器的串联电路上还并联有警示灯电路。

所述警示灯电路包括串联的LED警示指示灯和交流双向保护二极管。

所述固封极柱为环氧树脂体。

本实用新型具有积极的效果：本实用新型的结构简单可靠，其采用微型多路投切开关配合一个电容矩阵，通过投切不同数量的电容得到相应所需的容值，以配合高压电容实现取电压信号的需求，解决了高压开关行业电容传感器不能有效调整容值的技术不足，同时可以使高压电与可调分压电容器分批量生产，大大提高了加工的效率，降低了加工的难度，使用稳定性且适用性强，实用性好。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中高压开关的电容传感器原理图；

图3为本实用新型中可调分压电容器调节电路的原理图。

具体实施方式

(实施例1)

图1至图3显示了本实用新型的一种具体实施方式，其中图1为本实用新型的结构示意图；图2为本实用新型中高压开关的电容传感器原理图；图3为本实用新型中可调分压电容器调节电路的原理图。

见图1至图3，一种具有微型多路开关投切的可调电容传感器，包括固封极柱，浇铸在固封极柱内的两个高压电容器2，在所述固封极柱内设置有真空灭弧室8、上下出线座9，所述高压电容器的一端与高压端子相连接另一端与可调分压电容器3串联，三相电源连接在真空灭弧室内且三相电源的单相输入端经过高压电容器与可调分压电容器3串联后接地，真空灭弧室8的输出端经过高压电容器与分压电容器3串联后接地，所述可调分压电容器3设置有调节电路，所述调节电路包括小型多路拨动开关4、电容矩阵5，所述小型多路拨动开关的单个开关输出端与电容矩阵的单个电容串联，所述小型多路拨动开关的一个输入端与高压电容器2串联，另一个输入端连接在测量仪表上，所述电容矩阵的一个输出端接地且另一个输出端连接在测量仪表上。

一个小型多路拨动开关4，控制一个电容矩阵5，通过投切不同数量的电容得到需要的容值；

在高压电容器与分压电容器的串联电路上还并联有警示灯电路。

所述警示灯电路包括串联的LED警示指示灯7和交流双向保护二极管6。

在图1中，电力系统真空断路器的核心单元固封极柱，它采用APG技术，用环氧树脂等材料把真空灭弧室、上下出线座、高压电容等整体固封在一起。高压电容器，浇注在固封极柱里，一端和高压部分相连，一端和分压电容器串联。

图2中为高压开关电容传感器原理图，A、B、C为电力系统三相相序，真空灭弧室，主要功能是分、合电流，高压电容器2，分压电容器3。2与3为串联关系，因在同频率下，电容容抗与电容值成反比，而电压与容抗成正比，故电压与电容值成反比，使3电容值大于2(相差1000倍以上)，这样保证绝大部分电压分在高压电容2上，小电压分在分压电容器3上，即可直接通过DTU/FTU/ 继电保护/电压表等设备测量3两端电压值。6为双向保护二极管，防止高电压串入低压回路，起保护作用。7为报警指示灯，当保护二极管击穿后点亮发出报警信号。

如图3所示，图2中的3功能由图3中的整个电路实现。其核心是使用一个小型多路拨动开关4，控制一个电容矩阵5，通过投切不同数量的电容得到需要的容值。每个电容容值根据所需的总电容值而定，本实施例分别选了5nF、1nF、 0.2nF、0.1nF，这样总电容值可调范围为：5～20nF，最小调整值为0.1nF。实际应用中，如在固封极柱1高压进/出端子施加高压电，即可在分压电容器3中测量分压电压值，如其值偏小，则使用小型多路拨动开关4切除诺干电容，使其分压电压增大；如电压偏大，则投入诺干电容，使其分压减小；Pin1和Pin2 为输入端，一个接图2高压电容2下端，一个接测量仪表，Pin3和Pin4为输出端，一个接地，一个接测量仪表。

实际实用新型中，由于小型化需求，采用小型拨动开关和陶瓷贴片电容，把整个电路做成一块PCB电路板。同时为了防止过电压对产品和人身造成伤害，需并联一个交流双向保护二极管6，二极管后串联一个LED报警指示灯7。进、出线接口则采用标准航空插。PCB电路板焊接完成后，整体封装到特制的金属壳体中，壳体留有拨动开关的开口，方便直接投切拨动开关。

如上所述，一种可调电容传感器，能简单可靠的调整所需要的容值，补偿高压开关固封极柱电容传感器方案由于温度、电容本身的精度、连接电缆的分布电容、浇注后电容值变化、连接负载大小、生产批次差异等各种因素的影响，这是产品能应用在工程上的关键所在，也是本实用新型的价值所在。

本实用新型的结构简单可靠，其采用微型多路投切开关配合一个电容矩阵，通过投切不同数量的电容得到相应所需的容值，以配合高压电容实现取电压信号的需求，解决了高压开关行业中电容传感器不能有效调整容值的技术不足，同时可以使高压开关固封极柱与可调分压电容器分批量生产，大大提高了加工的效率，降低了加工的难度，使用稳定性且适用性强，实用性好。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本实用新型的实质精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍属于本实用新型的保护范围。