专利名称：Sf-6同轴电容电子式电压互感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电压互感器。
背景技术：
目前国内的高压独立式电子式电压互感器研究主要集中在类似CVT电容串级分压原理和光学型两个方面。光学电子式电压互感器温度稳定性较差，测量准确度受到影响，制造工艺要求高，成本也比较高。类似CVT多级电容串联分压结构虽然消除了传统CVT存在的铁磁谐振现象，但串联式高压电容器在工作中的等值电容受到对高压部分的寄生电容Ch和对地寄生电容Ce的影响，如图I所示，一般Ch比Ce小，二者的作用综合以后，相当于有一个较小的对地寄生电容在起作用，通常称之为等值对地寄生电容Ced。由于对地寄生电容Ced的存在,使得部分电流经寄生电容Ce入地,相当于从接地端看上去等效电容变小了。也就是说分压电容器组与地面、邻相母线等电极之间的寄生电容会引起测量准确度的 变化，抗电磁干扰能力较差，虽然增大电容量可以减小这种影响，但将使其价格和体积急剧增加。

实用新型内容针对上述问题，本实用新型提供一种可有效消除寄生电容的，抗电磁干扰性强，稳定性好的SF-6同轴电容电子式电压互感器。为达上述目的，本实用新型SF-6同轴电容电子式电压互感器，从上至下依次包括高压壳体、一次导体、支撑绝缘子、绝缘套管以及低压底座；在高压壳体内设置有接地的金属屏蔽罩；高压壳体与金属屏蔽罩之间填充有绝缘介质SF-6 ;在金属屏蔽罩内设置有一电容电极，电容电极分别与高压壳体，金属屏蔽罩构成传感电容，传感电容通过二次引线与设置在低压底座内的二次接线盒相连；所述二次引线设置在绝缘套管内；一次导体穿过高压壳体以及金属屏蔽罩，所述电容电极为两端敞口的规则圆筒，所述电容电极套在所述一次导体上；高压壳体为高压电极，金属屏蔽罩为低压电极，所述电容电极为位于高压电极与低压电极之间的中间电极；其中，所述一次导体为规则圆柱体，金属屏蔽罩和高压壳体均为两端封口的规则圆筒；所述电容电极、所述金属屏蔽罩以及所述高压壳体均以所述一次导体为轴对称分布。本实用新型的有益效果采用传统型倒立式SF-6的绝缘技术与新型的传感技术相结合，电压传感部分以SF-6同轴电容为高压臂电容做成分压器，消除了传统电压互感器固有的铁磁谐振问题，高压壳体与接地金属屏蔽罩起到双重屏蔽的作用，可有效的消除寄生电容的影响，抗电磁干扰性能好，稳定性高。

图I为传统多级电容串联寄生电容分布示意图；图2为本实用新型实施例所述SF-6同轴电容电子式电压互感器结构示意图；[0008]图3为本实用新型实施例所述SF-6同轴电容电子式电压互感器高压侧电容连接结构示意图；图4为同轴电容框图；图5为偏轴电容框图。
具体实施方式
以下结合附图以及实施例对本实用新型做进一步的描述。如图2所示，本实用新型SF-6同轴电容电子式电压互感器，从上至下依次包括高压壳体2、一次导体6、支撑绝缘子12、绝缘套管以及4低压底座8 ;在高压壳体2内设置有接地的金属屏蔽罩9 ;高压壳体2与金属屏蔽罩9之间填充有绝缘介质SF-6 ;在金属屏蔽罩9内设置有电容电极11，电容电极11分别与高压壳体2,金属屏蔽罩9构成传感电容,传感 电容通过二次引线与设置在低压底座8内的二次接线盒13相连；所述二次引线设置在绝缘套管4内；一次导体6穿过高压壳体2以及金属屏蔽罩9 ;所述电容电极11为两端敞口的规则圆筒，所述电容电极11套在所述一次导体6上；高压壳体2为高压电极，金属屏蔽罩9为低压电极，所述电容电极11为位于高压电极与低压电极之间的中间电极。所述一次导体6为规则圆柱体，金属屏蔽罩9和高压壳体2均为两端封口的规则圆筒；所述电容电极11、所述金属屏蔽罩9以及所述高压壳体2均以所述一次导体6为轴对称分布。如图3所示，高压侧电容C1为电容电极与高压导杆形成的电容
n _ rInSiiSlLi =777；77TT
MdM' /Dc)⑴这样就可以通过检测电容中电流、作为一次电流采样来得到高压侧电压大小，电
._ uP
容电流i。与一次电压、频率、电容C1大小成比例A
o如图4-5所示，用SF-6同轴电容来测量电压，电容量的变化会影响到电压测量的准确度，下面分析SF-6同轴电容的位置、温度、压力对电容量的影响。SF-6同轴电容位置误差分析(I)同轴电容的计算如图4所示，两同轴柱形导体壳，其内半径和外半径分别为R1和R2，且R2 > R1 ;柱长度为1，且假设I >> (R2-R1)成立，可以略去边缘效应；单位长柱面所带电荷为入。内柱面带电荷总电量为+Q = +X 1，外柱面-Q = - X I。按高斯定理，求得两柱面间电场强度为
E =方向沿半径指向外。于是
JJ J7 _ r A , A , R2 _ Q , R2
「0020I U — I E (aI — I ——(aV —-In — —-In —
\\ 2nsr 2Tis R1 Insl R1(2)可求得两柱形导体壳之间产生的电容为r QInsl° = ^7= MA/兄)(3)(2)偏轴电容的计算如图5所示，在同轴电容推导的基础上，利用保角变换法，可推导出在一次导杆偏心的情况下长度为L导体壳之间的电容量为
C _InsL°+R^-R2 丨 IfR12+R22-R2)2 ~
[_ ^R1R2 ]j{ IR1R2 J J(4)式中R表示内外两圆的圆心之间的距离。(3)偏角电容的计算在偏心的情况下，每单位长度的电容量随着两圆圆心的距离变化而变化，取两种极限情况 当R = 0 时
C _27ts_ 2nsJ Rf+R^-R2 | If Rf+R^-R2]2 ~1 ln(^/i l)当R = R2-R1 时C由此可见，当两圆的圆心重合时电容最小，两圆相内切时电容最大，这是偏轴的情况。对于偏角情况，可将其沿垂直于电缆轴线的方向将电缆无限等分，则每一段可等效为一个小的偏轴情况，那么偏角情况下的电容则是沿内轴的积分。由于C与R成反相关，可推出偏角的影响应小于偏轴的影响，因此实际中可以不做考虑。以上，仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。
权利要求1.一种SF-6同轴电容电子式电压互感器,从上至下依次包括高压壳体、一次导体、支撑绝缘子、绝缘套管以及低压底座；在高压壳体内设置有接地的金属屏蔽罩；高压壳体与金属屏蔽罩之间填充有绝缘介质SF-6 ;在金属屏蔽罩内设置有一电容电极，电容电极分别与高压壳体，金属屏蔽罩构成传感电容，传感电容通过二次引线与设置在低压底座内的二次接线盒相连；所述二次引线设置在绝缘套管内；一次导体穿过高压壳体以及金属屏蔽罩，其特征在于，所述电容电极为两端敞口的规则圆筒，所述电容电极套在所述一次导体上；高压壳体为高压电极，金属屏蔽罩为低压电极，所述电容电极为位于高压电极与低压电极之间的中间电极；其中，所述一次导体为规则圆柱体，金属屏蔽罩和高压壳体均为两端封口的规则圆筒；所述电容电极、所述金属屏蔽罩以及所述高压壳体均以所述一次导体为轴对称分布。
专利摘要本实用新型公开一种SF-6同轴电容电子式电压互感器，包括传感电容，所述传感电容由设在金属屏蔽罩内的电容电极、高压壳体以及金属屏蔽罩组成；电容电极为两端敞口的规则圆筒，电容电极套在所述一次导体上；高压壳体为高压电极，金属屏蔽罩为低压电极，电容电极为位于高压电极与低压电极之间的中间电极；所述一次导体为规则圆柱体，金属屏蔽罩和高压壳体均为两端封口的规则圆筒；所述电容电极、所述金属屏蔽罩以及所述高压壳体均以所述一次导体为轴对称分布。本实用新型SF-6同轴电容电子式电压互感器可有效消除寄生电容，抗电磁干扰性强，稳定性好。
文档编号G01R15/06GK202487389SQ20122010873
公开日2012年10月10日 申请日期2012年3月19日 优先权日2012年3月19日
发明者宋涛 申请人:淄博职业学院