一种带高压和低压隔离的电压互感器制造技术

本发明专利技术公开了一种带高压和低压隔离的电压互感器,包括固定在安装板上的三个电容分压器，三个电容分压器依次连接调整单元和隔离变压器；所述三个电容分压器结构相同，均由高压臂阻抗和低压臂阻抗串联而成；本装置采用了与当前市场上已有的电容分压电压互感器完全不同的技术方案，高压臂采用双电容串联结构，表面喷涂硅橡胶，保证了产品的电气性能；产品通过减少低压电容量，以增大二次输出电压，串接弱信号低压隔离变压器的一次绕组，再通过二次绕组实现标准二次信号的输出的方案，使高低压电气线路上存在物理隔离，进一步有效保证电网运行的安全。

A Voltage Transformer with High Voltage and Low Voltage Isolation

【技术实现步骤摘要】
一种带高压和低压隔离的电压互感器
本专利技术涉及互感器，具体是一种带高压和低压隔离的电压互感器。
技术介绍
当前，国内通常采用柱上FZW28-12负荷开关、ZW20-12断路器，为了满足智能化的要求，需要增加智能开关控制设备(FTU)。为了提供给该设备零序信号以及满足总体设备小型化的需要，将原本户外放置的电压互感器，同样更改为电容分压原理的电压互感器，并内置到柱上开关(短路器)内部，这是一二次融合总体设计方案的一个主要改进点，但存在以下几个问题。1)当前国产电容分压原理的电压互感器，都是采用一二次电容一体式结构，整体植入到箱体内部，而二次分压电容因为容值较大且要求体积较小，因此基本采用国产的电子类电容元件，其使用寿命与开关自身不匹配，而内置在箱体气室内，一旦发生损坏，更换的复杂程度、耗费的时间和成本都是电网运行难以接受的；2)电压互感器的一次和二次是串联分压原理，相互之间不存在物理隔离，一旦一次电容出现击穿，势必会波及到二次设备。3)国产柱上断路器的箱体为方形焊接结构，绝缘气体泄露风险较大；柱上负荷开关采用的是气体常压设计，电压互感器的外部爬电距离与狭小的柜内空间是一对矛盾体，如何取得平衡以保证产品运行的安全，是设计的关键。综上所述，开发一款将二次部分外置，并且在一次、二次部分设计出电气、物理隔离的小型化电容分压原理电压互感器，以保证产品运行安全并且能够快速更换，是当前电网一二次融合大趋势下的必然。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种带高压和低压隔离的电压互感器，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种带高压和低压隔离的电压互感器，包括固定在安装板上的三个电容分压器，三个电容分压器依次连接调整单元和隔离变压器；所述三个电容分压器结构相同，均由高压臂阻抗和低压臂阻抗串联而成，高压臂阻抗由两个容值相同的高压电容C1串联一个小电阻R1组成，三个电容分压器的高压臂抗组末端直接串联连接同一个低压臂阻抗，所述低压臂阻抗包括依次串联的低压电容C0和一个小电阻R0，低压臂阻抗末端接地形成电气通路。所述调整单元、隔离变压器与低压臂阻抗并联设置。作为本专利技术的优选方案：所述高压电容C1外表面喷涂硅橡胶；所述低压电容C0外置。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本装置采用了与当前市场上已有的电容分压电压互感器完全不同的技术方案，高压臂采用双电容串联结构，表面喷涂硅橡胶，保证了产品的电气性能。而且，当单电容击穿后，产品能够继续运行，避免了当前市场上单一高压电容的产品当高压电容击穿后，高电压窜入二次，给二次设备的运行和人员安全带来隐患。产品通过减少低压电容量，以增大二次输出电压，串接弱信号低压隔离变压器的一次绕组，再通过二次绕组实现标准二次信号的输出的方案，使高低压电气线路上存在物理隔离，进一步有效保证电网运行的安全。低压分压电容外置，检测、维修、更换更为快捷便利。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术的电路原理图。图中1-安装板，2-电容分压器，3-调整单元，4-隔离变压器。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。实施例1：请参阅图1-2，一种带高压和低压隔离的电压互感器，包括固定在安装板1上的三个电容分压器2，三个电容分压器2依次连接调整单元3和隔离变压器4；所述三个电容分压器2结构相同，均由高压臂阻抗和低压臂阻抗串联而成，高压臂阻抗由两个容值相同的高压电容C1串联一个小电阻R1组成，三个电容分压器2的高压臂抗组末端直接串联连接同一个低压臂阻抗，所述低压臂阻抗包括依次串联的低压电容C0和一个小电阻R0，低压臂阻抗末端接地形成电气通路；装置应用在柱上负荷开关或断路器内时，三个电容分压器2的高压端(A、B、C端)与柱上负荷开关或断路器的高压进线直接连接。所述调整单元3、隔离变压器4与低压臂阻抗并联设置，可有效避免个别元件出现故障引起电气通路短路，引发高压窜出故障。由于在实际使用中高压电容随温度变化特性直接影响测量误差，所以电容分压器2的高压臂阻抗和低压臂阻抗采用同材料和工艺制作完成。高压臂电容和低压臂电容应用相同的材料和工艺，高压臂阻抗中小电阻和低压臂阻抗中小电阻为相同材质电阻，因此同一电容分压器上的高压臂阻抗和低压臂阻抗的温度漂移率具有较好的一致性。实际使用中计算，由于A相高压臂阻抗ZA、B相高压臂阻抗ZB和C相高压臂阻抗ZC的阻抗值相等，即ZA＝ZB＝ZC＝Z1，采用双电容结构，所以，高压臂等效容值为C1/2，ω为电网频率，C1为高压臂电容，R1为高压臂阻小电阻。公共低压臂阻抗C0为低压臂阻电容，R0为低压臂阻小电阻。那么对于调整电路的第一信号输入端的电压有：即从式(2)可以看出，为按一定比例输出的电压。隔离变压器4的输入端电压即为其输出端为抽头双绕组结构，假定隔离变压器4原边绕组匝数为N1，副边da-dn间匝数为N2，额定电压值为则存在如下的电压传递关系：可得出：由式(2)、(3)可见，该互感器的电压信号传感比由电容分压器2的阻抗值和隔离变压器的3匝数比共同决定，因此可分别对高压臂阻抗与低压臂阻抗构成的分压比以及对隔离变压器4的匝数比进行设计选取，再通过调整单元进行信号微调，这样就可以准确的取得零序电压信号。为了保证产品的高低温环境下的输出准确度满足要求，电容分压器2的高压臂阻抗和低压臂阻抗采用相同结构、相同材料和相同制作工艺过程制作完成，高压臂阻抗流过的额定电流为不大于1mA。本项目产品应用于额定电压高达10kV，频率为50Hz的三相电网零序电压的测量。当发生单相金属接地时，一次传感器的零序电压的最大额定测量输出电压值为6.5V，额定负载为不小于5MΩ，三相电网零序电压的测量准确度均可达0.5级。这种设计方案的优势在于：电容分压器2为双电容串联结构，一方面工频耐受电压48kV时，每个电容C1各承担24kV，大大降低了对电容绝缘能力的要求；另一方面，当一只电容发生击穿故障时，高电压将施加在另外一只电容两端，依然可以运行，有效的防止高压沿通路窜入二次。低压输出端并联隔离变压器4，使高压设备与二次设备间形成物理隔离，进一步保证了电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带高压和低压隔离的电压互感器，其特征在于，包括固定在安装板(1)上的三个电容分压器(2)，三个电容分压器(2)依次连接调整单元(3)和隔离变压器(4)；所述三个电容分压器(2)结构相同，均由高压臂阻抗和低压臂阻抗串联而成，高压臂阻抗由两个容值相同的高压电容C1串联一个小电阻R1组成，三个电容分压器(2)的高压臂抗组末端直接串联连接同一个低压臂阻抗，低压臂阻抗末端接地形成电气通路。

【技术特征摘要】
1.一种带高压和低压隔离的电压互感器，其特征在于，包括固定在安装板(1)上的三个电容分压器(2)，三个电容分压器(2)依次连接调整单元(3)和隔离变压器(4)；所述三个电容分压器(2)结构相同，均由高压臂阻抗和低压臂阻抗串联而成，高压臂阻抗由两个容值相同的高压电容C1串联一个小电阻R1组成，三个电容分压器(2)的高压臂抗组末端直接串联连接同一个低压臂阻抗，低压臂阻抗末端接地形成电气通路。2.根据权利要求1所述的一种带高压...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝顺峰，唐福新，祝顺庆，
申请(专利权)人：浙江天际互感器有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33