專利名稱：一種電容分壓式電場探頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是一種應(yīng)用于電力系統(tǒng)的電場探頭，屬于電磁測量裝置領(lǐng)域，特別涉及一種新型電容分壓式電場探頭。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有用于真空開關(guān)真空度在線監(jiān)測的光電式電場探頭是由電光晶體傳感元件構(gòu)成，溫度穩(wěn)定性低，難以應(yīng)付開關(guān)柜內(nèi)大的溫度變化。同時，探頭的光路與晶體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，三相傳感器成本與開關(guān)本體相近。因此，難以大面積用于真空開關(guān)真空度的在線監(jiān)測。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種電容分壓式電場探頭，溫度穩(wěn)定性好，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，并在探頭內(nèi)部把信號變換成不易受干擾的頻率信號，輸出到現(xiàn)場下位機，以解決使用電光晶體元件帶來的困難。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是以高低壓臂采用相同介質(zhì)的電容分壓器取代原電光晶體以解決溫度不穩(wěn)定問題；通過接在探頭尾部的信號處理單元，把低壓臂的電壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)轭l率信號輸出，從根本上解決了信號采樣問題和信號傳輸?shù)目垢蓴_問題。檢測時，把探頭固定在真空滅弧室屏蔽罩附近，通過出線端子用雙絞線或光纖傳輸?shù)降碗娢欢说南挛粰C，由計算機還原電場信號，達到間接檢測真空開關(guān)真空度的目的。
本實用新型的效果和益處是簡化電場傳感器的結(jié)構(gòu)，消除常規(guī)電光傳感器在溫度穩(wěn)定性和成本方面的不足，并直接接入計算機系統(tǒng)。該電場探頭采用常規(guī)元件和材料，結(jié)構(gòu)簡單、成本低、工業(yè)實現(xiàn)方便；頻率信號輸出，受外界電磁場干擾小，運行可靠；作為真空開關(guān)真空度在線監(jiān)測系統(tǒng)的電場傳感器，可直接為電站在線監(jiān)測系統(tǒng)提供局部電場信號，并能滿足系統(tǒng)對它們在絕緣、穩(wěn)定性等方面的要求。


附圖是本實用新型的結(jié)構(gòu)圖(圖1)和電路原理圖(圖2)。圖中(1)探頭電極，(2)支撐絕緣子，(3)高壓臂電容，(4)低壓臂電容，(5)信號處理單元，(6)出線端子，(7)接地金屬板，(8)電源輸入端子，(9)V/F變換電路，(10)低通濾波器。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型的結(jié)構(gòu)和實施步驟做詳細說明。
參照圖1，當(dāng)探頭電極(1)處的電場不為零時，則在探頭電極(1)與接地金屬板(7)間就有一個電壓存在。該電壓經(jīng)由高壓臂電容(3)和低壓臂電容(4)組成的電容分壓器分壓，在低壓臂電容(4)兩端輸出一個與探頭電極(1)處電場成比例的電壓信號，信號處理單元(5)將這一信號進行濾波處理后，調(diào)制成頻率信號送到出線端子(6)。真空開關(guān)真空度在線監(jiān)測所需的電場信號可通過接在出線端子(6)的雙絞線或光纜獲取。
其中支撐絕緣子(2)、高壓臂電容(3)和低壓臂電容(4)組成的電容分壓器、信號處理單元(5)集成為一體，構(gòu)成本實用新型。
本實用新型最佳實施例如圖1和圖2所示。支撐絕緣子(2)做成空腔的戶內(nèi)絕緣子形狀，探頭電極(1)處于其頂部，高壓臂電容(3)直接與探頭電極(1)相連，低壓臂電容(4)接在高壓臂電容(3)與接地金屬板(7)之間、支撐絕緣子(2)的內(nèi)腔之中，信號處理單元(5)接在低壓臂電容(4)兩端，信號處理單元(5)由低通濾波器(10)和V/F變換電路(9)組成，低壓臂電容(4)的輸出信號經(jīng)低通濾波器(10)處理后送入V/F變換電路(9)調(diào)制成頻率信號，送到出線端子(6)，信號處理單元(5)的電源由附在出線端子(6)上的電源輸入端子(8)傳入，真空開關(guān)真空度在線監(jiān)測所需的電場信號可通過接在出線端子(6)的雙絞線或光纜傳出。高壓臂電容(3)和低壓臂電容(4)為同一介質(zhì)的薄膜電容器，其中高壓臂電容(3)取值在100至5000PF，低壓臂電容(4)按高壓臂電容(3)電容值的500至5000倍取值；低通濾波器(10)由通用的電感、電阻和電容器組成，V/F變換電路(9)由通用V/F變換芯片組成；依次連接組成信號處理單元(5)，并置于支持絕緣子(2)的尾部空腔和接地金屬板(7)的前面。支撐絕緣子(2)的高度與沿面長度大于或等于同電壓等級的戶內(nèi)絕緣子的高度。
權(quán)利要求1.一種電容分壓式電場探頭，是由探頭電極(1)，支撐絕緣子(2)，高壓臂電容(3)，低壓臂電容(4)，信號處理單元(5)，出線端子(6)，接地金屬板(7)等部件組成，其特征是探頭電極(1)與接地金屬板(7)間電壓反映探頭電極(1)處的電場，該電壓經(jīng)由高壓臂電容(3)和低壓臂電容(4)組成的電容分壓器分壓，在低壓臂電容(4)兩端輸出一個與探頭電極(1)處電場成比例的電壓信號，信號處理單元(5)將這一信號進行濾波處理后調(diào)制成頻率信號送到出線端子(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容分壓式電場探頭，其結(jié)構(gòu)特征是高壓臂電容(3)和低壓臂電容(4)為同一介質(zhì)的薄膜電容器，串聯(lián)后置于支撐絕緣子(2)的內(nèi)腔之中，其中高壓臂電容(3)取值為100至5000PF，低壓臂電容(4)按高壓臂電容(3)電容值的500至5000倍取值；支撐絕緣子(2)的高度與沿面長度大于或等于同電壓等級的戶內(nèi)絕緣子的高度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容分壓式電場探頭，其信號處理單元(5)的結(jié)構(gòu)特征是低通濾波器(10)由通用的電感、電阻和電容器組成，V/F變換電路(9)由通用V/F變換芯片組成；依次連接組成信號處理單元(5)，并置于探頭支撐絕緣子(2)的尾部和接地金屬板(7)的前面。
專利摘要一種新型電容分壓式電場探頭,屬于電磁測量裝置領(lǐng)域,涉及電場傳感器。該裝置的特征是將已有的光電式電場探頭改為電容分壓式電場探頭,用電容分壓器完成電場的取樣;低壓臂的信號經(jīng)過濾波等處理后,由電壓/頻率變換器件變成頻率信號,由雙絞線或光纖傳輸至低電位端的下位機;電容分壓器和信號處理單元置于一支柱型有機絕緣子的內(nèi)部空腔中,與絕緣子集成為一體。這種電場探頭用于真空開關(guān)真空度在線監(jiān)測中,判斷真空度變化引起的真空滅弧室周圍電場的變化。這種探頭結(jié)構(gòu)簡單、工業(yè)實現(xiàn)方便,消除了一般光電探頭在晶體元件方面的溫度不穩(wěn)定性隱患與不足,成本低,可靠性高。
文檔編號G01N27/22GK2513108SQ01272070
公開日2002年9月25日 申請日期2001年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月8日
發(fā)明者鄒積巖, 叢吉遠, 段雄英, 陳昌龍 申請人:大連理工大學(xué)