專利名稱：一種電子式電壓傳感器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電子式電壓互感器，具體涉及一種適用于35kV及35kV以下電力 系統(tǒng)的電壓變換，為測量和保護單元提供二次電壓信號的電子式電壓傳感器。
技術背景電壓互感器是電力系統(tǒng)中進行電壓測量和獲取繼電保護信號的重要設備，其精度和 可靠性與電力系統(tǒng)的安全性和經(jīng)濟運行密切相關。長期以來，傳統(tǒng)的電磁感應式電壓互 感器在繼電保護和電壓測量中一直占據(jù)主導地位。但電磁感應式電壓互感器具有測量精 度低，體積大，造價高，絕緣結構復雜，易出現(xiàn)鐵磁諧振等缺點。而電子式互感器具有 測量精度高，頻帶寬，動態(tài)范圍大，結構緊湊，抗干擾能力強，便于與計算機接口，滿 足電力系統(tǒng)自動化和數(shù)字化要求，特別適合數(shù)字化變電站需要等優(yōu)點。作為電子式電壓互感器核心部分的傳感器，按照其獲取信號方式的不同，可以分為 光學晶體型、電阻分壓型和電容分壓型。光學晶體型傳感器易受環(huán)境溫度的影響，因此 其結構和信號處理電路比較復雜；電阻分壓型傳感器采用兩個電阻對一次高壓進行分 壓，得到二次低壓，因此其高壓臂側(cè)需要一個阻值非常高的電阻，而阻值高的電阻誤差 也非常的大，影響其測量精度；對于電容分壓型傳感器，傳統(tǒng)的方法是采用電力電容器 分壓或用氣體作為絕緣材料，因此其結構復雜，體積大，使用和運行維護成本高。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為電子式電壓互感器提供一種新型電容分壓型傳感器，克服了現(xiàn)有 電磁感應式電壓互感器和傳統(tǒng)電子式電壓互感器的不足，為電力系統(tǒng)提供安全可靠的電 壓信號。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的 一種電子式電壓傳感器，包括高壓帶電棒，高壓帶電 棒上端設有母線接頭，下端為基座，在高壓帶電棒外套裝有由固體絕緣材料做成的絕緣 圓筒，絕緣圓筒外貼有雙面柔性印刷電路板，雙面柔性印刷電路板上設有信號處理電路， 雙面柔性印刷電路板的內(nèi)層和外層銅模通過精密電阻連接，并且雙面柔性印刷電路板的 外層銅模和電氣地相連。精密電阻和信號處理電路在雙面柔性印刷電路板的外層布板。本發(fā)明提供的電子式電壓傳感器，其結構簡單，適合工業(yè)批量生產(chǎn)；采用雙面柔性 印刷電路板可將信號調(diào)理電路放在傳感器的內(nèi)部，可提高傳感器的信噪比；特別適合電 磁環(huán)境惡劣的電力系統(tǒng)中使用；精密電阻、信號調(diào)理電路在雙面柔性印刷電路板的外層 布板，可有效減少引線誤差，增加了系統(tǒng)的信噪比，提高了測量精度。


下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。 圖l是本發(fā)明的結構示意圖。
具體實施方式
如圖1所示， 一種電子式電壓傳感器，包括高壓帶電棒2，高壓帶電棒2上端設有 母線接頭1 ，下端為基座8，在高壓帶電棒2外套裝有由固體絕緣材料做成的絕緣圓筒4， 絕緣圓筒4外貼有雙面柔性印刷電路板6，雙面柔性印刷電路板6上設有信號處理電路 7，雙面柔性印刷電路板6的內(nèi)層和外層銅模通過精密電阻5連接，并且雙面柔性印刷 電路板6的外層銅模和電氣地相連。精密電阻5和信號處理電路7在雙面柔性印刷電路板6的外層布板。信號處理電路 7采用通用的運算放大電路，對分壓得到的微弱二次信號直接進行放大、調(diào)理后再傳輸。本發(fā)明的工作原理是利用等效電容組成分壓電容器，對一次高壓分壓，得到二次低 壓，對二次低壓信號用信號調(diào)理電路7進行處理后，經(jīng)過輸出接口端子9輸出。其中， 高壓帶電棒9的表層、絕緣圓筒4和雙面柔性印刷電路板6內(nèi)層的銅模等效為高壓臂電 容，其中，帶電棒表面和雙面柔性印刷電路板6內(nèi)層的銅模等效為兩個極板，而絕緣圓 筒4等效為電介質(zhì)；雙面柔性印刷電路板6等效為低壓臂電容，其中雙面柔性印刷電路 板6內(nèi)外兩層的銅模等效為兩個極板，而雙面柔性印刷電路板6的基板等效為電介質(zhì)。 由于絕緣圓筒4的厚度要遠大于雙面柔性印刷電路板6的厚度，根據(jù)圓筒形電容器的計 算公式，高壓臂的電容要遠小于低壓臂的電容，因此大部分電壓降在高壓臂電容兩側(cè)， 這樣在低壓臂電容兩端得到二次低壓信號。這樣，經(jīng)由母線接頭l采集到的電壓信號經(jīng) 過電壓傳感器處理后從輸出接口 9輸出，完成電壓信號采集工作。為改善暫態(tài)響應，提高測量精度，在低壓電容臂兩端，也就是雙面柔性印刷電路板 6內(nèi)外兩層之間并聯(lián)了一個精密電阻5。這樣在工頻條件下，二次信號和一次信號不是 簡單的分壓關系，二次信號是一次信號的微分，對二次信號進行放大、積分、移相等處 理后即可還原出一次信號。權利要求
1、一種電子式電壓傳感器，包括高壓帶電棒(2)，高壓帶電棒(2)上端設有母線接頭(1)，下端為基座(8)，其特征在于在高壓帶電棒(2)外套裝有由固體絕緣材料做成的絕緣圓筒(4)，絕緣圓筒(4)外貼有雙面柔性印刷電路板(6)，雙面柔性印刷電路板(6)上設有信號處理電路(7)，雙面柔性印刷電路板(6)的內(nèi)層和外層銅模通過精密電阻(5)連接，并且雙面柔性印刷電路板(6)的外層銅模和電氣地相連。
2、 根據(jù)權利要求l所述的一種電子式電壓傳感器，其特征在于精密電阻(5)和 信號處理電路(7)在雙面柔性印刷電路板(6)的外層布板。
全文摘要
一種電子式電壓傳感器，包括高壓帶電棒，高壓帶電棒上端設有母線接頭，下端為基座，在高壓帶電棒外套裝有由固體絕緣材料做成的絕緣圓筒，絕緣圓筒外貼有雙面柔性印刷電路板，雙面柔性印刷電路板上設有信號處理電路，雙面柔性印刷電路板的內(nèi)層和外層銅模通過精密電阻連接，并且雙面柔性印刷電路板的外層銅模和電氣地相連。本發(fā)明結構簡單，適合工業(yè)批量生產(chǎn)；采用雙面柔性印刷電路板可將信號調(diào)理電路放在傳感器的內(nèi)部，可提高傳感器的信噪比；特別適合電磁環(huán)境惡劣的電力系統(tǒng)中使用；精密電阻、信號調(diào)理電路在雙面柔性印刷電路板的外層布板，可有效減少引線誤差，增加了系統(tǒng)的信噪比，提高了測量精度。
文檔編號G01R19/00GK101566640SQ20091006250
公開日2009年10月28日 申請日期2009年6月9日 優(yōu)先權日2009年6月9日
發(fā)明者李正天, 林湘寧, 翁漢琍, 薄志謙, 趙志敏, 勝 鄭 申請人:三峽大學