一种高阻抗高温度稳定性高压分压器制造技术

本发明专利技术是一种高阻抗高温度稳定性高压分压器，在互相平行设置的高压电极和低压电极之间倾斜放置地安装有片式电阻器，高压臂电阻器一侧靠近高压电极，另一侧靠近低压电极，且高压臂电阻器与高、低压电极之间的夹角小于30度；高压臂电阻器靠近高压电极一侧的引线接高压电极，靠近低压电极一侧的引线从低压电极附近引出；高压臂电阻器的高压臂电阻器电阻膜在高、低压电极上与高、低压电极垂直方向上的投影在所投影的电极平面范围之内；高压电极和低压电极之间及高压臂电阻器周围填充绝缘介质。在保证输出精度的的同时，可以设计更高的输入阻抗，并且具有较高的温度稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种主要应用于电力系统电力器件领域的高压分压器，具体涉及一种高阻抗高温度稳定性高压分压器。
技术介绍
电力行业中常常需要测量上万伏的交流高电压。电阻式高压分压器是一种高压测量器件，能够将高电压按照固定比例缩小，以进行测量。其原理如图1所示，其中U0为被测高压，仏为分压器输出的低压信号，高压臂电阻&远大于低压臂电阻礼。其中高压臂电阻器&由于承受高电压，需要考虑绝缘、散热、防止电晕等问题，体积一般需要做得很大，同时为了防止外界环境对其干扰，外部往往需要采取屏蔽措施。由于高压电场的存在，高压臂电阻器与屏蔽体之间及自身各部分之间存在着分布电容，这些电容由空间杂散电容来替代表示。空间杂散电容的存在引起的电容电流造成分压器输出幅度和相位的改变，进而造成测量结果的幅度误差和相位误差。且空间杂散电容的大小与绝缘介质的介电常数有关。由于固体绝缘介质介电常数的温度系数较大，在环境温度改变时空间杂散电容的容量将引起较大的变化，从而导致测量结果发生了较大的误差。现有技术中要减少这类误差，提高测量精度有以下几种方法第一种方法降低高压臂电阻阻值，以较大的阻性电流来减弱空间杂散电容电流所占的比例，从而减弱温度变化导致杂散电容变化造成的影响，这是目前主流的解决方法， 这种方法导致高压分压器输入阻抗不能做的很大，这就加大了分压器的消耗功率，引起高压臂电阻器发热增加，进一步加大了空间杂散电容的电容电流变化幅度，同时还加大了高压臂电阻器本身温度引起的误差，且因此需要更大的散热面积，这增大了分压器的体积。第二种方法专利高值电阻、基于该高值电阻的分压器(申请号 2008101U653. 3，公开号CN 10U81809A，公开日2008. 10.08，申请国中国)，提供了一种实现等电位屏蔽的高值电阻器及基于该高值电阻器的分压器方案。该方案包括电阻器及围绕电阻器由内向外依次设置的绝缘层和屏蔽层，其中屏蔽层为电阻膜；在电阻器的两端和屏蔽层的两端分别施加相同的电压。采用该技术方案，高值电阻器上的压降与屏蔽层上的压降相等，因此两者之间不存在电压差，也就解决了杂散电容电流问题，若干高值电阻器连接可以组成不同比例的分压器。该方案，屏蔽层采用电阻器均压方案，屏蔽层电阻器增加了额外功率消耗，需要增强散热性能，以减轻温度升高对高压电阻精度的影响。第三种方法专利三相电能测量装置(申请号200910000667. 0，公开号=CN 101458277A，公开日2009. 06. 17，申请国中国)提供了另一种实现高压臂电阻器等电位屏蔽的方法。其等电位屏蔽结构由多个电容串联连接的导电环构成。这种方法，在高压电极与低压电极之间串联多个等容量分压电容器而构成多个等电位面，高压臂电阻器从中导电环中穿过，从而达到基本上等电位的屏蔽效果。这些电容器存在高压击穿短路的潜在风险，对质量要求交高，且需要增加相应防范措施。第四种方法专利一种高阻抗宽频带高压分压器的电极结构(申请号201010034005. 8，公开号CN 101788583A，公开日2010. 07. 28，申请国中国)公开了一种高阻抗宽频带高压分压器的电极结构，所述电极结构是由圆筒电极经倾斜切割而成三角圆筒形结构，其通过高压侧屏蔽电极与低压侧屏蔽电极相对于高压臂电阻器的特殊的相对空间关系而获得杂散电容相互抵消的效果，从而减小了杂散电容的影响，可以提高分压器的输入阻抗。上述几种高压分压器方案有一个共同的特点，就是分压器主体结构呈圆柱形，高压臂电阻器置于圆柱的中轴线上。这种结构导致高压电极与低压电极之间距离较长，这对防电晕和散热是有利的。但从另一方面看，会存在靠近高压电极或低压电极处温度分布不均的问题，温度不均导致高压电极与低压电极附近绝缘介质介电常数变化不一致，影响了空间杂散电容的分布，进而影响了电场的分布，结果影响到分压器输出精度。电阻式分压器有一个特点，如果高压臂电阻器和低压臂电阻器的电阻率温度系数相同，如果两者工作温度相同，温度引起的误差相互抵消，分压器输出不受温度影响，因而具有较高的温度稳定性，因此降低高压臂电阻器和低压臂电阻器之间的温差可提高分压器的温度稳定性。上述电阻器按轴向排列方式还导致低压臂电阻器远离高压臂电阻器，从而导致高压臂电阻器与低压臂电阻器所处的温度环境难以保持一致，难以抵消温差对分压器输出精度产生的影响。另外这类圆筒形中轴线对称结构使得在横截面直径方向上，电阻器与屏蔽层之间为双倍的绝缘距离，这增加了高压分压器的体积，在需要将高压分压器集成到某些小型化设备内部时有时会受到限制。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种高阻抗高温度稳定性高压分压器，具有输入阻抗高，功耗低，温度稳定性好，输出精度更高，体积小的特点。本专利技术的技术方案如下。一种高阻抗高温度稳定性高压分压器，包括互相平行设置的高压电极和低压电极，在高压电极和低压电极之间安装有高压臂电阻器，其特征在于高压臂电阻器为片式电阻器，它倾斜放置于高压电极和低压电极之间，高压臂电阻器一侧靠近高压电极，另一侧靠近低压电极，且高压臂电阻器与高、低压电极之间的夹角小于30度；高压臂电阻器靠近高压电极一侧的引线接高压电极，靠近低压电极一侧的引线从低压电极附近引出；高压臂电阻器的高压臂电阻器电阻膜在高、低压电极上与高、低压电极垂直方向上的投影在所投影的电极平面范围之内；高压电极和低压电极之间及高压臂电阻器周围填充绝缘介质。高压臂电阻器的高压臂电阻器电阻膜安装在基片上，高压臂电阻器电阻膜两侧连接有引线，高压臂电阻器电阻膜上方有盖片；基片和盖片均为长条形片状，两者材质和电气性能相同。还包括设置于低压电极外侧的低压臂电阻器，该低压臂电阻器的电阻膜与高压臂电阻器电阻膜的材料电阻率温度系数相同；低压臂电阻器一端引线与靠近低压电极的高压臂电阻器引线连接，另一端与低压电极连接。低压臂电阻器为片式电阻器；其靠近低压电极并与低压电极平行；低压臂电阻带有与低压电极相连接的屏蔽罩。高压电极、低压电极和高压臂电阻器都是长方体形状；高压臂电阻器电阻膜在高、 低压电极上与高、低压电极垂直方向上的投影的外边沿与所投影电极外边沿之间的距离不小于两个电极之间距离的一半。在高压电极和低压电极外侧，分别连接有向相对电极方向弯曲的金属屏蔽罩；所述的金属屏蔽罩与相对的电极绝缘。所述的绝缘介质为硅橡胶。本专利技术的积极效果在于第一、电极间电场分布的梯度与电阻器上电压分布的梯度基本一致，电阻器上各点与周围等电势，减弱了空间杂散电容和介质电阻对输出精度的影响，从而在保证输出精度的的同时，可以设计更高的输入阻抗。例如IOkV高压分压器输入阻抗可设计到50ΜΩ，这样耗散功率只有2W，节省了能耗，降低了设备工作温度。第二、缩短了两个电极间的距离，并填充同种绝缘介质，减少了不同部位温差造成的影响， 从而获得了较高的温度稳定性，并具有较低的温度系数，在户外严酷的工作环境中仍能保持较高的测量精度。第三、减少了高压分压器的体积，10千伏高压分压器体积可做到 120mmX70 X 20mm,方便集成到其他产品中。附图说明图1是电阻式高压分压器电路图。图2是本专利技术高压分压器的电场电势-位置关系图。图3是本专利技术高压分压器的主体结构示意图。图4是本专利技术高压臂电阻器结构示意图。图5是本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种高阻抗高温度稳定性高压分压器，包括互相平行设置的高压电极（１）和低压电极（２），在高压电极（１）和低压电极（２）之间安装有高压臂电阻器（３），其特征在于：高压臂电阻器（３）为片式电阻器，它倾斜放置于高压电极（１）和低压电极（２）之间，高压臂电阻器（３）一侧靠近高压电极（１），另一侧靠近低压电极（２），且高压臂电阻器（３）与高、低压电极之间的夹角小于３０度；高压臂电阻器（３）靠近高压电极（１）一侧的引线接高压电极（１），靠近低压电极（２）一侧的引线从低压电极（２）附近引出；高压臂电阻器（３）的高压臂电阻器电阻膜（３１）在高、低压电极上与高、低压电极垂直方向上的投影在所投影的电极平面范围之内；高压电极（１）和低压电极（２）之间及高压臂电阻器（３）周围填充绝缘介质（９）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邓文栋，
申请(专利权)人：烟台东方威思顿电气有限公司，
类型：发明
国别省市：37