專利名稱：空間電容式分壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種分壓器，特別是一種空間電容式分壓器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中的分壓器主要通過(guò)電容和電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)高壓的傳感，存在電容量的穩(wěn)定 性一次設(shè)備的安裝問(wèn)題，同時(shí)，如果測(cè)量的電壓較高，分壓器需要采用多節(jié)電容或者電阻進(jìn) 行逐級(jí)分壓，不同等級(jí)的電壓需要使用不同分壓級(jí)別的分壓器；另外，分壓器需要解決內(nèi)、 外部絕緣問(wèn)題，因此需要采用絕緣設(shè)備、接地設(shè)備等進(jìn)行安全措施方面的設(shè)計(jì)，因此存在以 下不足之處多級(jí)分壓的電容以及各個(gè)安全措施設(shè)備導(dǎo)致現(xiàn)有技術(shù)的分壓器體積高大，重 量大，運(yùn)輸不方便，現(xiàn)場(chǎng)安裝工作量大，制造成本高，使用困難，測(cè)試的電壓等級(jí)有限，無(wú)法 用于1000KV左右的高壓線路。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種體積小、重量輕、運(yùn) 送方便、成本低廉、使用簡(jiǎn)單、可測(cè)試大級(jí)別高電壓線路且測(cè)試誤差小的空間電容式分壓
ο本實(shí)用新型是通過(guò)以下途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)的空間電容式分壓器，其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)在于，包括有球形導(dǎo)電殼體，安裝在殼體內(nèi)的分壓 電容裝置、轉(zhuǎn)換電路及輸出裝置，球形導(dǎo)電殼體的上端部安裝有高壓引線，引線與分壓電容 裝置的輸入端電氣連接，殼體的外部與分壓電容裝置的輸出端電氣連接，分壓電容裝置的 信號(hào)輸出端依序連接轉(zhuǎn)換電路以及輸出裝置。這樣，球形導(dǎo)電殼體便與大地之間形成一個(gè)空間電容，可以承受較高級(jí)別的高電 壓，該空間電容與分壓電容裝置串聯(lián)連接；同時(shí)，球形導(dǎo)電殼體可以作為一個(gè)球形等位體， 其電荷均勻分布在外殼體表面，為安裝在其殼體內(nèi)的分壓電容裝置、轉(zhuǎn)換電路等提供電屏 蔽，使得上述電路可以安裝在其球體殼內(nèi)。使用時(shí)，由高壓引線連接被測(cè)高壓線路后，電壓 引入串聯(lián)連接的分壓電容裝置以及空間電容中，空間電容承受了大部分高壓，分壓電容裝 置對(duì)所感應(yīng)到的電壓進(jìn)行再分壓，或者直接輸出到轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行處理，最后由輸出裝置輸 出轉(zhuǎn)換后信號(hào)，以供使用。本實(shí)用新型所述空間電容式分壓器具有如下技術(shù)效果1、由于空間電容的另一電 極為大地，因此所述分壓器無(wú)需再采用接地裝置，2、空間電容以空氣作為電極板間絕緣介 質(zhì)，故而不需要另行采用絕緣措施，3、空間電容的電容量大，承受的電壓等級(jí)高，可達(dá)500KV 以上。因此空間電容式分壓器體積可以大大減小，簡(jiǎn)化了分壓器的結(jié)構(gòu)，重量也小，運(yùn)輸方 便，安裝簡(jiǎn)單，也降低了成本，提高了測(cè)試電壓等級(jí)。本實(shí)用新型可以進(jìn)一步具體為球形導(dǎo)電殼體為一種金屬殼體?；蛘呤乔蛐螌?dǎo)電殼體由一種導(dǎo)電布纏繞成球體，內(nèi)腔安裝有支撐架。
3[0011 ] 作為空間電容的球形導(dǎo)電殼體，其承受的電壓等級(jí)越高，則直徑需要越大，采用金 屬殼體能夠使其電荷分布更為穩(wěn)定，均勻，但重量和體積都偏大，而采用導(dǎo)電布制成的球形 導(dǎo)電殼體，則可以大大減輕重量，在不使用時(shí)，可以操作支撐架，將殼體折疊，大大縮小了體 積，方便了攜帶和運(yùn)輸。球形導(dǎo)電殼體由上殼體和下殼體組成，上殼體的內(nèi)腔中安裝有一平臺(tái)，分壓電容 裝置、轉(zhuǎn)換電路及輸出裝置安裝放置在該平臺(tái)上，上殼體與下殼體的外表面通過(guò)電氣進(jìn)行 連接，內(nèi)側(cè)面采用緊固裝置進(jìn)行連接。分壓器的分壓電容裝置等電路設(shè)備需要安裝在殼體中，因此將球形導(dǎo)電殼體一分 為二，便于電路設(shè)備的安裝放置和維護(hù)；同時(shí)采用電氣連接上下殼體，保證上下殼體仍為完 整球體，電荷能夠均勻分布在球體表面。使用時(shí)，將下殼體與上殼體合成球體，內(nèi)側(cè)面采用 扣接裝置、螺旋裝置等緊固裝置將上下殼體緊固連接在一起，外側(cè)面通過(guò)導(dǎo)電裝置將上下 殼體進(jìn)行電氣連接。分壓電容裝置包括有復(fù)數(shù)個(gè)電容器，每個(gè)電容器均串聯(lián)連接有一選擇開(kāi)關(guān)，串接 有開(kāi)關(guān)的電容器并聯(lián)連接，并聯(lián)電路一端與球形導(dǎo)電殼體外側(cè)部連接，另一端與高壓引線 連接，每個(gè)選擇開(kāi)關(guān)均與一控制器連接。根據(jù)所測(cè)電壓等級(jí)，分壓電容裝置可以通過(guò)控制器選擇接入的電容器數(shù)量，從而 通過(guò)改變分壓電容值實(shí)現(xiàn)不同的量程分壓。這就解決了現(xiàn)有的分壓器容量固定，測(cè)量級(jí)別 單一的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了一臺(tái)分壓器可測(cè)試多個(gè)級(jí)別電壓的技術(shù)效果，滿足了測(cè)試多樣性的需 求。轉(zhuǎn)換電路為一種模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，其實(shí)現(xiàn)將分壓后的模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號(hào)，以 便于進(jìn)一步處理。轉(zhuǎn)換電路還可以是轉(zhuǎn)換電路包括有模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和電光轉(zhuǎn)換電路。先將電壓模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號(hào)，然后再轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，或者是其他載波信號(hào)， 并傳送給低壓側(cè)。本實(shí)用新型采用電光轉(zhuǎn)換電路，最后輸出裝置連接一種光纖通訊線路，光 纖作為一種絕緣設(shè)備，可以為高壓側(cè)和低壓側(cè)實(shí)現(xiàn)更好的電氣隔離，使低壓側(cè)接收到得信 號(hào)不容易弓I入干擾信號(hào)，出現(xiàn)信號(hào)失真，測(cè)量精度高，誤差小。綜上所述，本實(shí)用新型提供了一種空間電容式分壓器，采用一種球形導(dǎo)電殼體，其 與大地之間形成空間電容，能夠承受更高電壓，球形導(dǎo)電殼體為一個(gè)球形等位體，其電荷均 勻分布在外殼體表面，為安裝在其殼體內(nèi)的分壓電容裝置、轉(zhuǎn)換電路等提供電屏蔽，使得上 述電路可以安裝在其球體殼內(nèi)而不受干擾。空間電容式分壓器體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量也 小，運(yùn)輸方便，安裝簡(jiǎn)單，也降低了成本，提高了測(cè)試電壓等級(jí)。

圖1所示為本實(shí)用新型所述空間電容式分壓器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2所示為實(shí)施例所述空間電容式分壓器在高壓測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3所示為實(shí)施例所述光纖數(shù)字高壓測(cè)量裝置的電路原理框圖；圖4所示為圖3中高壓側(cè)電路的電路圖；圖5所示為圖3中低壓側(cè)電路的電路圖。
4[0026]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步描述。
具體實(shí)施例最佳實(shí)施例參照附圖1，空間電容式分壓器，包括有球形導(dǎo)電殼體1，安裝在殼體內(nèi)的分壓電 容裝置、轉(zhuǎn)換電路及輸出裝置等電路裝置2 ；球形導(dǎo)電殼體1由一種導(dǎo)電布纏繞成空心球體而制成，空心內(nèi)腔中安裝有支撐架 3，球形殼體有上殼體11和下殼體12組成，上殼體的內(nèi)腔中靠近下殼體的位置安裝有一平 臺(tái)，電路裝置2安裝置于在該平臺(tái)上，上殼體11與下殼體12的外側(cè)表面進(jìn)行電氣連接以保 證球體的完整度，內(nèi)側(cè)面采用扣接裝置4進(jìn)行緊固連接。上殼體11的上端頂部具有第一通孔5，高壓引線6經(jīng)由該第一通孔5連接到分壓 電容裝置的輸入端，分壓電容裝置的輸出端與球形導(dǎo)電殼體1的外側(cè)面電連接；電路裝置2 的輸出端通過(guò)下殼體12的下底部的第二通孔7引出球體?？臻g電容式分壓器的電路結(jié)構(gòu)見(jiàn)應(yīng)用實(shí)施例以及附圖2。為進(jìn)一步說(shuō)明空間電容 式分壓器的特性和結(jié)構(gòu)，下面給出一個(gè)具體應(yīng)用實(shí)施例參照附圖2和附圖3，空間電容式分壓器在高壓測(cè)量上的應(yīng)用具體為一種光纖數(shù) 字高壓測(cè)量裝置，附圖2中電路裝置的輸出端連接光纖，并通過(guò)光纖與低壓側(cè)裝置連接。光纖數(shù)字高壓測(cè)量裝置，包括有如上所述的空間電容式分壓器和低壓側(cè)裝置；空間電容式分壓器中具體為分壓電容裝置包括有復(fù)數(shù)個(gè)電容器，每個(gè)電容器均 串聯(lián)連接有一選擇開(kāi)關(guān)，串接有開(kāi)關(guān)的電容器并聯(lián)連接，并聯(lián)電路一端與球形導(dǎo)電殼體外 側(cè)部連接，另一端與高壓引線連接，測(cè)試時(shí)，高壓引線掛接在被測(cè)線路上，每個(gè)選擇開(kāi)關(guān)均 與第一控制器連接，這樣球形導(dǎo)電殼體與大地形成一個(gè)能夠承受大電壓的空間電容，該空 間電容與分壓電容裝置串接；空間電容式分壓器還包括有前置電路、放大電路、自檢電路和轉(zhuǎn)換電路，前置電路 插接在選擇開(kāi)關(guān)與第一控制器之間，同時(shí)前置電路通過(guò)放大電路與轉(zhuǎn)換電路連接，第一控 制器的另一控制端與放大電路連接，自檢電路的輸出端與放大電路連接。轉(zhuǎn)換電路包括有 電連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和第一電光轉(zhuǎn)換電路，分壓電容裝置的模擬量輸出端依序通過(guò)前置 電路和放大電路與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路電連接，第一電光轉(zhuǎn)換電路及第一控制器分別與第一光纖 收發(fā)器連接；低壓側(cè)裝置包括有第二光纖收發(fā)器、第二電光轉(zhuǎn)換電路、處理電路、顯示電路以及 第二控制器，第二光纖收發(fā)器分別連接第二電光轉(zhuǎn)換電路和第二控制器，第二電光轉(zhuǎn)換電 路通過(guò)處理電路與顯示電路連接；其中處理裝置可以包括數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、波形還原及測(cè)量 電路等。第一光纖收發(fā)器和第二光纖收發(fā)器通過(guò)一種光纖通訊線路連接。上述光纖數(shù)字高壓測(cè)量裝置的工作流程如下低壓側(cè)裝置的第二控制器根據(jù)線路條件發(fā)出控制指令，該指令經(jīng)由第二光纖收發(fā) 器、光纖傳送到第一光纖收發(fā)器，并由第一控制器接收，第一控制器根據(jù)指令控制接入線路 的分壓電容量；高壓側(cè)，空間電容式分壓器經(jīng)由高壓引線連接到受測(cè)電路上后，大部分電壓由串 聯(lián)的空間電容承受，分壓電容裝置根據(jù)比例承受一定電壓，在分壓后，輸出電壓模擬信號(hào)，并發(fā)送給模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，該電壓模擬信號(hào)經(jīng)由模數(shù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號(hào)后，再由電光轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換 成光信號(hào)，然后通過(guò)第一光纖收發(fā)器發(fā)送出去；光信號(hào)經(jīng)由光纖傳送到第二光纖收發(fā)器，第二光纖收發(fā)器將信號(hào)發(fā)給第二電光轉(zhuǎn) 換電路，由光信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號(hào)，處理裝置可以直接將數(shù)字信號(hào)處理后發(fā)送給顯示電 路，還可以對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，并進(jìn)行波形還原和測(cè)量，最后得到測(cè)量電壓的波形數(shù) 據(jù)。附圖4所示電路圖對(duì)應(yīng)附圖3中的高壓側(cè)電路框圖，圖中上方電路圖從左到右依 序?yàn)榍爸秒娐?、放大電路和模?shù)轉(zhuǎn)換電路，其中模數(shù)轉(zhuǎn)換電路包括型號(hào)為AD1672的轉(zhuǎn)換芯 片；下方電路圖為電光轉(zhuǎn)換電路圖，包括型號(hào)為EPM7064SLC44的處理芯片。附圖5所示電路圖對(duì)應(yīng)附圖3中低壓側(cè)電路框圖，圖中同樣提供了兩塊型號(hào)為 EPM7064SLC44的光電處理芯片，數(shù)模轉(zhuǎn)換電路采用型號(hào)為AD7245的轉(zhuǎn)換芯片，第二光纖收 發(fā)器由U6所示光纖接頭及電路組成。本實(shí)用新型未述部分與現(xiàn)有技術(shù)相同。
權(quán)利要求空間電容式分壓器，其特征在于，包括有球形導(dǎo)電殼體，安裝在殼體內(nèi)的分壓電容裝置、轉(zhuǎn)換電路及輸出裝置，球形導(dǎo)電殼體的上端部安裝有高壓引線，引線與分壓電容裝置的輸入端電氣連接，殼體的外部與分壓電容裝置的輸出端電氣連接，分壓電容裝置的信號(hào)輸出端依序連接轉(zhuǎn)換電路以及輸出裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間電容式分壓器，其特征在于，球形導(dǎo)電殼體為一種金屬 殼體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間電容式分壓器，其特征在于，球形導(dǎo)電殼體由一種導(dǎo)電 布纏繞成球體，內(nèi)腔安裝有支撐架。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間電容式分壓器，其特征在于，球形導(dǎo)電殼體由上殼體和 下殼體組成，上殼體的內(nèi)腔中安裝有一平臺(tái)，分壓電容裝置、轉(zhuǎn)換電路及輸出裝置安裝放置 在該平臺(tái)上，上殼體與下殼體的外表面通過(guò)電氣進(jìn)行連接，內(nèi)側(cè)面采用緊固裝置進(jìn)行連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間電容式分壓器，其特征在于，分壓電容裝置包括有復(fù)數(shù) 個(gè)電容器，每個(gè)電容器均串聯(lián)連接有一選擇開(kāi)關(guān)，串接有開(kāi)關(guān)的電容器并聯(lián)連接，并聯(lián)電路 一端與球形導(dǎo)電殼體外側(cè)部連接，另一端與高壓引線連接，每個(gè)選擇開(kāi)關(guān)均與一控制器連 接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間電容式分壓器，其特征在于，轉(zhuǎn)換電路為一種模數(shù)轉(zhuǎn)換 電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間電容式分壓器，其特征在于，轉(zhuǎn)換電路包括有模數(shù)轉(zhuǎn)換 電路和電光轉(zhuǎn)換電路。專利摘要本實(shí)用新型涉及一種分壓器，特別是一種空間電容式分壓器，其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)在于，包括有球形導(dǎo)電殼體，安裝在殼體內(nèi)的分壓電容裝置、轉(zhuǎn)換電路及輸出裝置，球形導(dǎo)電殼體的上端部安裝有高壓引線，引線與分壓電容裝置的輸入端電氣連接，殼體的外部與分壓電容裝置的輸出端電氣連接，分壓電容裝置的信號(hào)輸出端依序連接轉(zhuǎn)換電路以及輸出裝置。本實(shí)用新型的要點(diǎn)在于，采用一種球形導(dǎo)電殼體，其與大地之間形成空間電容，能夠承受更高電壓，并為安裝在其殼體內(nèi)的分壓電容裝置、轉(zhuǎn)換電路等提供電屏蔽，使得上述電路可以安裝在其球體殼內(nèi)而不受干擾?？臻g電容式分壓器體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量也小，運(yùn)輸方便，安裝簡(jiǎn)單，也降低了成本，提高了測(cè)試電壓等級(jí)。
文檔編號(hào)G01R15/04GK201740807SQ201020290288
公開(kāi)日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月12日
發(fā)明者廖福旺, 張孔林, 李棣, 林軼群, 柔少瑜, 游浩, 邵德斌, 黃海鯤, 黃維憲 申請(qǐng)人:福建省電力試驗(yàn)研究院;福建中試所電力調(diào)整試驗(yàn)有限責(zé)任公司