本發明專利技術公開了一種陶瓷電子電壓互感器的結構，其包括帶盲孔的圓柱形陶瓷本體、導電金屬圓棒和信號電纜，盲孔內涂敷有導電釉層，陶瓷本體外壁上依次設有導電釉層、導電漆層，且外壁上的導電釉層的中部留有一塊無導電釉空白區域，所述空白區域中心涂敷有一點導電釉作為測試點，導電金屬圓棒固定安裝在圓柱形陶瓷體的盲孔內，且其與盲孔內壁上的內柱形電極電連接，信號電纜一端與測試點連接，另一端為測試點電壓的輸出端，所述導電漆層外套設有高壓絕緣膠帶。本發明專利技術耐壓強度好，測量精度高，成本低廉。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種在6 40KV工頻交流電力系統中的互感器的結構和其應用方法，尤其涉及一種6 40KV工頻交流電力系統中的陶瓷電子電壓互感器的結構和該裝置的應用制造方法。
技術介紹
電壓互感器是電力系統中常用的重要電氣設備。它的主要功能是把一次側高電壓與二次側低電壓安全隔離開來并將一次側高電壓轉變成正比例的二次側低電壓，給后續儀器儀表提供測量、計量和繼電保護等實際應用。目前在6 40KV的工頻交流電路中仍普遍使用傳統的電磁式互感器。它結構復雜，體積大、重量重，對產品工藝要求較高，成本也高，易于與線路中的容性設備形成鐵磁諧振，給電力系統帶來危害，所以電磁式電壓互感器已逐步為其他形式的電壓互感器所取代。現有的電子式互感器或因材料的固有特性，或因工 藝上的要求難以達到設計的標準，在實際使用中也不盡如人意。電壓互感器還會因絕緣介質自身固有的理化性質而帶來天生的缺陷，如絕緣油易燃、SF6絕緣氣體不利于環保、樹脂絕緣會因加工方法和使用時間長而老化，導致局部放電水平增加。工作環境溫度變化還會引起互感器參數的變化，從而導致互感器誤差增大。基于現有技術的諸多不足，提出一種涉及在6 40KV的工頻交流電力系統中，應用“處于同軸圓柱形電容器兩極間的點的電壓與該同軸圓柱形電容器兩極間的電壓成正比例關系”這一原理來測量高電壓的新方法以及利用陶瓷作為絕緣介質來制造的、包含有這種測量新方法所必須的同軸圓柱形電容器及兩極間的點的基本結構、并把在該點獲得的低電壓信號經電子電路處理后測量出高電壓的陶瓷電子電壓互感器。
技術實現思路
為了克服現有技術的不足，本專利技術的目的是要提供一種在6 40KV工頻交流電力系統中實用的、結構簡單、沒有鐵芯、絕緣性能好、安全可靠、線性度好、測量精度高且成本低廉的電壓互感器。為達到上述目的，本專利技術的技術方案為一種電壓互感器包括以下部件圓柱形陶瓷體，所述圓柱形陶瓷體一端設有一與其同軸心的盲孔，盲孔的內壁上涂敷有導電釉層，且所述導電釉層的高度小于盲孔的深度，圓柱形陶瓷體的外壁對應盲孔內壁的導電釉層也涂敷有導電釉層，且外壁上的導電釉層的中部留有一塊凹陷深度為b的無導電釉空白區域，所述空白區域中心涂敷有一點導電釉作為測試點，一信號電纜的內芯的一端與測試點電連接，所述空白區域、測試點、與測試點電連接的信號電纜內芯連接線段的表面均涂敷有一層陶瓷絕緣物質層，即該陶瓷絕緣物質層覆蓋住所述空白區域和位于該空白區域內的測試點、以及和測試點相連的信號電纜內芯連接線段的表面，所述陶瓷絕緣物質層的上表面和圓柱形陶瓷體外壁上涂敷的導電釉層上還涂敷有導電漆層，所述圓柱形陶瓷體外壁上的導電釉層和該導電漆層與盲孔內壁上的導電釉層構成同軸圓柱形電容器結構，外壁上的導電釉層和導電漆層即是該同軸圓柱形電容器的外柱形電極，盲孔內壁上的導電釉層即是該同軸圓柱形電容器的內柱形電極，所述凹陷的無導電釉空白區域內的測試點處于同軸圓柱形電容器的內、外導電釉層形成的兩個柱形電極之間，所述圓柱形陶瓷體除同軸圓柱形電容器外的表面均涂敷有絕緣陶瓷釉，所述的陶瓷絕緣物質是用燒制后不合格的陶瓷互感器經破碎磨制成細粉后加入絕緣膠水調制成稠糊狀的。導電金屬圓棒；所述導電金屬圓棒固定安裝在圓柱形陶瓷體的盲孔內，且其與盲孔內壁上的內柱形電極電連接，所述與測試點連接的信號電纜的另一端為測試點電壓的輸出端，把該信號電纜內芯與測試點相連的一端的屏蔽層和外柱形電極的導電漆層用多股軟銅線綁在一起并纏繞幾圈予以固定并實現電連接，所述同軸圓柱形電容器的外柱形電極接地，所述同軸圓柱形電容器的外柱形電極的導電漆層外套設有高壓絕緣膠帶。所述圓柱形陶瓷體設有盲孔的一端設有雙傘裙結構，且盲孔內壁上涂敷的導電釉·層的高度小于盲孔底部到傘裙結構的距離。采用此種結構能有效增加爬電距離，防止閃絡，同時還能節約材料，縮小安裝空間，傘裙可采用兩種形式，硅橡膠增爬傘裙可套裝在圓柱形陶瓷體上(這種硅橡膠增爬傘裙現已大量生產與應用)，若采用陶瓷傘裙，則要與陶瓷圓柱體一起制作成為一個陶瓷整體。所述同軸圓柱形電容器的外柱形電極的導電漆層與高壓絕緣膠帶之間設有帶導電膠的銅帶層。所述高壓絕緣膠帶外套設有高壓熱縮管。所述凹陷深度為b的無導電釉空白區域的凹陷深度b小于I毫米。所述導電金屬圓棒通過螺紋固定在圓柱形陶瓷體的盲孔內，其與盲孔內壁上的導電釉層即內柱形電極的電連接結構為其導電金屬圓棒下端鉚接有一對金屬彈性觸片，金屬彈性觸片與盲孔內壁上的導電釉層保持緊密的電連接接觸。所述測試點上用導電膠粘貼有一片薄的圓銅片，銅片與所述信號電纜的內芯的一端電連接，銅片的直徑應小于測試點的直徑。一種陶瓷電子電壓互感器的測量方法，該互感器是應用“處于同軸圓柱形電容器兩極間的點的電壓與該同軸圓柱形電容器兩極間的電壓成正比例關系”這一原理來測量同 ,RbU In軸圓柱形電容器兩極之間的點的電壓，即應用公式Up:從而得出其輸入端 In的電壓的測量方法，其中Up為測試點電壓，Uab為同軸圓柱形電容器兩極間的電壓，Rb為同軸圓柱形電容器的外柱形導體半徑，RA為同軸圓柱形電容器的內柱形導體半徑，r為測試點至IJ同軸圓柱形電容器中心軸的距離。根據“靜電場中的導體和電介質”的知識(參考《電磁學》上冊趙凱華陳熙謀Pl—165人民教育出版社1978年4月)和在同軸圓柱形電容器兩極間求電位差的方法可知如圖I中所示，同軸圓柱形電容器由兩個同軸柱形導體A、B組成，Ra為內柱形導體A的半徑，Rb為外柱形導體B的半徑，Ra < Rb，長度為L，P是處于電容器中部兩個同軸柱形導體A、B間、與軸距離為r的點(以下簡稱測試點P)。當L >> (Rb — Ra)時，兩端的邊緣效應可忽略。利用高斯定理可知同軸柱形電容器的兩柱形電極A、B間的電位差Uab為Um = I ￡·< Ι=Ι ;^—dr;—^1π~τ--公式① JA氣 2πεα r 2πεα Ra在這個同軸柱形電容器中，以電容器軸心為軸，r為半徑(即通過P點)的無數個點組成的是一個圓柱面，在該同軸柱形電容器兩極間的電場中，它也是一個等位面，其電位差 PR 是=-^Ini，因為P點在這個等位面上，所以P點的電位差與這個等位面的電位差JLtcS、、 τ相等，即處于同軸柱形電容器兩柱形電極A、B間、與軸距離為r處的測試點P點電位差Up為 JjBUp = Ur =~^In^—公式②2πεη rI In "把公式②除以公式①，則有^ = Um X ^——公式③ In 11 I在實際運用中常常以大地或電器外殼的電位為零，把該同軸圓柱形電容器的柱形電極B接地，兩柱形電極A、B間的電位差和P點電位差也稱為“對地電壓”、“電壓”。當上式中的RA、RB&r的尺寸、位置都已確定時，測試點P點電壓與兩柱形電極A、B間的電壓成正比例關系。當同軸柱形電容器兩柱形電極A、B間充滿陶瓷介質且在兩柱形電極A、B間施加電壓時，(I)當r = Ra時，r處在柱形電極A的表面，該表面帶有所施加電壓，該處場強最大，與介質無關，r處的P點電壓即是該表面施加的電壓，即公式①所示；(2)當r處于柱形電極A、B間的電介質陶瓷之中，即Ra < r < Rb時，r處的P點電壓還與介質有關，這時P點電壓應由公式②改成A本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種陶瓷電子電壓互感器的結構，其特征在于：其包括以下部件：圓柱形陶瓷體，所述圓柱形陶瓷體一端設有一與其同軸心的盲孔，盲孔的內壁上涂敷有導電釉層，且所述導電釉層的高度小于盲孔的深度，陶瓷體的外壁對應盲孔內壁的導電釉層也涂敷有導電釉層，且外壁上的導電釉層的中部留有一塊凹陷深度為b的無導電釉空白區域，所述空白區域中心涂敷有一點導電釉作為測試點，一信號電纜的內芯的一端與測試點電連接，所述空白區域、測試點、與測試點電連接的信號電纜內芯連接線段的表面均涂敷有一層陶瓷絕緣物質層，即該陶瓷絕緣物質層覆蓋住所述凹陷的無導電釉空白區域和位于該區域內的測試點、以及和測試點相連的信號電纜內芯連接線段的表面，所述陶瓷絕緣物質層的上表面和圓柱形陶瓷體外壁上涂敷的導電釉層上還涂敷有導電漆層，所述圓柱形陶瓷體外壁上的導電釉層和該導電漆層與盲孔內壁上的導電釉層構成同軸圓柱形電容器結構，外壁上的導電釉層和導電漆層即是該同軸圓柱形電容器的外柱形電極，盲孔內壁上的導電釉層即是該同軸圓柱形電容器的內柱形電極，所述凹陷的無導電釉空白區域內的測試點處于同軸圓柱形電容器的內、外兩個柱形電極之間，所述圓柱形陶瓷體除同軸圓柱形電容器外的表面均涂敷有絕緣陶瓷釉，所述的陶瓷絕緣物質是用燒制后不合格的陶瓷互感器經破碎磨制成細粉后加入絕緣膠水調制成稠糊狀的。導電金屬圓棒；所述導電金屬圓棒固定安裝在圓柱形陶瓷體的盲孔內，且其與盲孔內壁上的內柱形電極電連接，所述與測試點連接的信號電纜的另一端為測試點電壓的輸出端，把該信號電纜內芯與測試點相連的一端的屏蔽層和外柱形電極上的導電漆層用多股軟銅線綁在一起并纏繞幾圈予以固定并實現電連接，所述同軸圓柱形 電容器的外柱形電極接地，所述同軸圓柱形電容器的外柱形電極的導電漆層外套設有高壓絕緣膠帶。...
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：林紀秋，林琳，
申請(專利權)人：林紀秋，
類型：發明
國別省市：
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