專利名稱：壓敏式電壓傳感裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電壓傳感裝置，具體說是涉及一種具有避雷器和高壓帶電顯示裝置雙重功能的壓敏式電壓傳感裝置。
現(xiàn)有技術(shù)中采用壓敏非線性電阻芯片組成的避雷器，此種避雷器利用非線性伏特特性僅僅用于實(shí)現(xiàn)雷擊過電壓保護(hù)。它沒有設(shè)置對(duì)線路工作運(yùn)行電壓信息的采集，沒有實(shí)現(xiàn)對(duì)是否帶電發(fā)出強(qiáng)制性工作指令作出定性帶電顯示。而現(xiàn)有技術(shù)中的戶內(nèi)外高壓帶電顯示裝置雖然有電容分壓式、感應(yīng)式、電磁場(chǎng)強(qiáng)接收式等之分，但其功能都只能實(shí)現(xiàn)對(duì)線路是否帶電進(jìn)行定性判斷并發(fā)出燈光、音響等警示信號(hào)，它無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)線路工作運(yùn)行電壓作定量的測(cè)量數(shù)據(jù)顯示也沒有設(shè)置避雷器功能。由于現(xiàn)有的避雷器和高壓帶電顯示裝置都是功能單一的裝置，這給用戶的使用帶來(lái)極大的不方便。
本實(shí)用新型目的在于提供一種壓敏式電壓傳感裝置。該傳感裝置不僅具有過電壓保護(hù)和定性判斷線路是否帶電功能，而且還具有實(shí)時(shí)測(cè)量帶電的電壓數(shù)值與運(yùn)行電壓信息的采集和傳遞功能。
實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的解決方案是這樣一種壓敏式電壓傳感裝置是由至少一個(gè)的電壓傳感器和一個(gè)顯示器電連接而成。所述的電壓傳感器包括外絕緣體，填充層，芯體，多個(gè)電極層，多個(gè)二次輸出端子，上、下法蘭，外絕緣體呈傘裙?fàn)?，芯體位于外絕緣體中央，芯體是由多個(gè)壓敏非線性電阻芯片或芯柱組成，相鄰的兩個(gè)芯片或芯柱之間設(shè)置有電極層，外絕緣體與芯體之間是填充層，外絕緣體與芯體間、芯體與填充層間是彈性密封層，二次輸出端子與電極層電連接，上、下法蘭分別與芯體兩端構(gòu)成彈性電連接，所述的顯示器包括線路板，接線端子排，面板，所述的線路板中設(shè)置有數(shù)字電壓表線路，帶電狀況顯示器線路，雷擊放電指示器線路，上述三個(gè)線路的輸入端分別與電壓傳感器的二次輸出端連接，所述的面板設(shè)有用于顯示一次線路是否帶電的指示燈，一次線路運(yùn)行工作電壓數(shù)值指示器，雷擊放電指示器，輔助電源是否供電指示燈，繼電器接點(diǎn)開關(guān)狀態(tài)指示燈，電壓傳感器的二次輸出端子分別與顯示器的接線端子排電連接。
上述方案中電壓傳感器可以采用一個(gè)或者多個(gè)與顯示器電連接。多個(gè)示器，雷擊放電指示器，輔助電源是否供電指示燈，繼電器接點(diǎn)開關(guān)狀態(tài)指示燈，電壓傳感器的二次輸出端子分別與顯示器的接線端子排電連接。
上述方案中電壓傳感器可以采用一個(gè)或者多個(gè)與顯示器電連接。多個(gè)電壓傳感器相互間可以采用星接再與顯示器電連接，也可以采用星接加串接后再與顯示器電連接。
上述方案中外絕緣體采用硅橡膠、環(huán)氧樹脂、乙丙橡膠、有機(jī)硅樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂、有機(jī)玻璃、SMC塑料、DMC塑料、合成云母、玻璃、硅微粉、AL2O3微粉等絕緣材料制作。
上述方案中的填充層采用硅橡膠、環(huán)氧樹脂、乙丙橡膠、有機(jī)硅樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂、有機(jī)玻璃、SMC塑料、DMC塑料、合成云母、玻璃、硅微粉、AL2O3微粉、聚乙烯塑料、交聯(lián)聚乙烯塑料、天然橡膠、丁基橡膠、電纜膠、氟硅高聚物、聚丙烯薄膜、聚膠薄膜、環(huán)氧玻璃布、白炭黑、芐基甲苯、芳基乙烷、異內(nèi)基聯(lián)苯、十二烷基苯、SAS-40絕緣油、硅油、蓖麻油、變壓器油、烷基苯絕緣油、SF6氮?dú)獾冉^緣材料制作。
上述方案中的芯體由多個(gè)壓敏非線性電阻芯片或芯柱通過導(dǎo)電塑料、導(dǎo)電膠、導(dǎo)電脂、焊錫等粘合而成、芯片主材料采用氧化鋅、氧化鉍、碳化硅、鈦酸鋇、硅酸鹽等制作。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型集避雷器和高壓帶電顯示裝置雙重功能，具有電壓信息的采集和傳遞功能，體積小，性能好，又方便用戶使用。
下面通過附圖和實(shí)施例具體描述本實(shí)用新型。


圖1是單相壓敏式電壓傳感裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是單相壓敏式電壓傳感裝置線路原理圖。
圖3是三相壓敏式電壓傳感裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是三相壓敏式電壓傳感裝置線路原理圖。其中圖4a是數(shù)字電壓表線路原理圖，圖4b是帶電狀況顯示器線路原理圖，圖4c是雷擊放電指示器線路原理圖，圖4d是電壓傳感器連接電路原理圖。
圖1是由一個(gè)電壓傳感器和顯示器組成的壓敏式電壓傳感裝置結(jié)構(gòu)示意圖。從圖中可清看出，電壓傳感器1整體呈傘裙?fàn)睿饨^緣體11采取硅橡膠制作成型，填充層12采取環(huán)氧樹脂制作，芯體13由多個(gè)壓敏非線性阻芯片串聯(lián)而成，芯體13側(cè)面涂有硅橡膠絕緣層。電極層14通過導(dǎo)線與二次輸出端子15連接，上，下法蘭16，17位于電壓傳感器1的上下兩端。顯示器2由接線端子排21，線路板22，面板23組成。電壓傳感器1通過由與不同位置電極層14電連接的三個(gè)二次輸出端子15分別與顯示器2中接線端子排21的三個(gè)輸入接線端子連接成體。
圖2是單相壓敏式電壓傳感裝置線路連接原理圖。從圖中可清看出，電壓傳感器1的A相中三個(gè)中間抽頭a1、a2、a3接線端分別與顯示器2線路板22上的數(shù)字電壓表線路輸入端a1，帶電狀況顯示器線路輸入端a2，雷擊放電指示器線路輸入端a3連接。從而組成具有單個(gè)電壓傳感器連接電路I，單相數(shù)字電壓表電路II，單相帶電狀況顯示器工作電路III，單相雷擊放電指示器工作電路IV連接的壓敏式電壓傳感裝置。
圖3是三相壓敏式電壓傳感裝置結(jié)構(gòu)示意圖。從圖中可以看出三相壓敏式電壓傳感裝置是由三個(gè)星接的A、B、C相電壓傳感器各自的三個(gè)二次輸出端子15分別與顯示器2中接線端子排21的三個(gè)輸入接線端子連接成體。
圖4是三相壓敏式電壓傳感裝置線路原理圖。從圖4a的數(shù)字電壓表線路原理圖可以看出，由三個(gè)電壓傳感器1組成的各相壓敏電阻分壓器的第一個(gè)中間抽頭a1、b1、c1分別接到數(shù)字電壓表線路的三個(gè)輸入接線端a1、b1、c1，輸入接線端a1、b1、c1分別與由A、B、C三相RC分壓器電路連接，分壓器電路由電阻R1、R2和電容C1、C2，電阻R4、R5和電容C3、C4，電阻R7、R8和電容C5、C6組成。取三相分壓器電路的中性點(diǎn)與顯示器2中接線端子排21上輸出接線端上的“O”接線端子連接，A、B、C三相RC分壓器電路中每相RC分壓電路的中間抽頭Xa、Xb、Xc分別接到顯示器2中接線端子排21上輸出接線端上，Xa、Xb、Xc與“O”分別作為A、B、C三相的二次電壓輸出接口，同時(shí)分別并聯(lián)有作為過電壓保護(hù)的壓敏電阻R3、R6、R9和高阻抗數(shù)字電壓表V1、V2、V3，數(shù)字電壓表設(shè)置在顯示器面板23上。
圖4b是顯示器的帶電狀況顯示器線路原理圖，從圖中可以看出，由三個(gè)電壓傳感器1組成的各相壓敏電阻分壓器的第二個(gè)中間抽頭a2、b2、c2分別接到帶電狀況顯示器線路的三個(gè)輸入接線端a2、b2、c2，輸入接線端a2、b2、c2分別與壓敏電阻R1、R2、R3連接，壓敏電阻R1、R2、R3的另一端連接成中性點(diǎn)，并與顯示器接線端子排21上“O”接線端子連接，組成一個(gè)二次輸出端并聯(lián)有過電壓保護(hù)壓敏電阻的三相星接壓敏電阻分壓電路；串聯(lián)有限流電阻R4、R5、R6的發(fā)光二極管XD1、XD2、XD3分別與三相壓敏電阻分壓器的第二個(gè)中間抽頭a2、b2、c2連接，組成三相一次線路是否帶電的指示回路，發(fā)光二極管XD1、XD2、XD3設(shè)置在顯示器面板23上；壓敏電阻分壓器的第二個(gè)中間抽頭a2、b2、c2與中性點(diǎn)之間并聯(lián)有電容C1、C2、C3、C4組成電容分壓電路，在電容C4兩端的電壓信號(hào)經(jīng)二極管D1單向箝位后，經(jīng)RC積分電路將大于毫秒級(jí)低頻的二次電壓信號(hào)由電容C5輸入到復(fù)合三極管G1的be結(jié)，由復(fù)合三極管G1的集電極輸出。這樣，由三相星接壓敏電阻分壓電路的第二個(gè)中間抽頭a2、b2、c2獲取的電壓信號(hào)與復(fù)合三極管G1集電極輸出的電壓信號(hào)之間的邏輯電路是或非門邏輯電路，復(fù)合三極管G1集電極輸出的低、高電壓作為一次線路中的A、B、C三相是否帶電的判定信號(hào)。以復(fù)合三極管G1集電極輸出的低、高電壓來(lái)決定開關(guān)三極管G2的截止或?qū)?，?qū)動(dòng)繼電器J的釋放或吸合，繼電器J接點(diǎn)K1、K2的閉合或斷開狀態(tài)信號(hào)是被控電器的動(dòng)作指令，繼電器J的常閉接點(diǎn)K1、K2兩端分別與顯示器中接線端子排21上的輸出端子連接，輸出端子作為被控電器發(fā)出動(dòng)作指令的輸出接口，開關(guān)三極管G2發(fā)射極的負(fù)載電阻R9兩端并聯(lián)發(fā)光二極管XD4，發(fā)光二極管XD4隨著繼電器J的釋放或吸合作出不亮或亮的顯示，從而作出是否對(duì)被控電器發(fā)出動(dòng)作指令信號(hào)的提示。發(fā)光二極管XD4設(shè)置在顯示器面板23上；在復(fù)合三極管G1的be結(jié)之間并聯(lián)一個(gè)常開狀態(tài)的按鈕AN，當(dāng)人工按下按鈕AN時(shí)，be結(jié)被短接，發(fā)光二極管XD4亮。按鈕AN作為人為指令設(shè)置在顯示器面板23上；按鈕AN作為人工對(duì)被控電器發(fā)出人為的動(dòng)作指令，串聯(lián)有限流電阻R1的發(fā)光二極管XD5并聯(lián)在輔助電源X1、X2的二次側(cè)，發(fā)光二極管XD5是否發(fā)亮作為輔助電源是否正常供電的指示信號(hào)，發(fā)光二極管XD5設(shè)置在顯示器面板23上。這樣，通過本案設(shè)計(jì)的帶電狀況顯示器線路就可以實(shí)現(xiàn)如下功能當(dāng)一次回路中的三相線路只要一相以上線路帶電時(shí)，顯示器中接線端子排21上的輸出端子接口就會(huì)發(fā)出常閉狀態(tài)的K1、K2接點(diǎn)信號(hào)。反之，只有當(dāng)三相線路不帶電時(shí)，顯示器中接線端子排21上的輸出端子接口才會(huì)發(fā)出斷開狀態(tài)的K1、K2接點(diǎn)信號(hào)對(duì)被控電器進(jìn)行控制，并在顯示器面板23上發(fā)出一次回路中每相是否帶電的亮光顯示和是否對(duì)被控電器發(fā)出動(dòng)作指令的亮光顯示。只要X1、X2端的輔助電源正常供電情況下，不論一次回路的三相線路是否帶電均可用人工對(duì)被控電器發(fā)出動(dòng)作指令進(jìn)行操作。在顯示器面板23上設(shè)置發(fā)光二極管XD5作為X1、X2端的輔助電源是否供電的亮光顯示。
圖4c是顯示器的雷擊放電指示器線路原理圖。從圖中可以看出，三個(gè)電壓傳感器的組成的三相星形接法中的各相壓敏電阻分壓器的第三個(gè)中間抽頭a3、b3、c3端與雷擊放電指示器線路中成星形連結(jié)的中性點(diǎn)之間的電阻R4、R8、R12分別作為三個(gè)橋式整流堆L1、L2、L3的負(fù)載電阻，當(dāng)過電壓或雷擊放電時(shí)電阻R4、R8、R12由兆歐姆級(jí)高阻抗轉(zhuǎn)變?yōu)闅W姆級(jí)低阻抗，這時(shí)分別與三個(gè)高輸入阻抗電子式直流失壓繼電器J1、J2、J3并聯(lián)的壓敏非線性電阻R4、R8、R12失壓繼電器J1、J2、J3被旁路短接而驅(qū)動(dòng)了失壓繼電器J1、J2、J3動(dòng)作、使失壓繼電器J1、J2、J3中的接點(diǎn)K3和K4，K5和K6，K7和K8由原來(lái)的閉合或斷開狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閿嚅_或閉合狀態(tài)，這種經(jīng)過隔離的K3和K4，K5和K6，K7和K8電接點(diǎn)狀態(tài)信號(hào)作為累加計(jì)數(shù)器的輸入信號(hào)，由累加計(jì)數(shù)器進(jìn)行過電壓或雷擊放電次數(shù)的累加統(tǒng)計(jì)同時(shí)分別把K3和K4，K5和K6，K7和K8電接點(diǎn)的兩端分別與顯示器2中接線端子排21的相互獨(dú)立的六個(gè)輸出接線端子連接后作為過電壓或雷擊放電的判定信號(hào)的輸出接口。分別與三個(gè)失壓繼電器J1、J2、J3并聯(lián)的電容C1、C2、C3是起著延緩失壓繼電器的動(dòng)作速度作用，以提高動(dòng)作的可靠性。失壓繼電器J1、J2、J3由串有限流電阻的輔助電源X3、X4兩端供電，累加計(jì)數(shù)器的顯示屏設(shè)置在顯示器面板23上。
圖4d是電壓傳感器連接電路原理圖。從圖中可以看出，三個(gè)電壓傳感器中的三個(gè)二次輸出端子是4個(gè)的壓敏電阻串聯(lián)中的三個(gè)中間抽頭；由三個(gè)電壓傳感器的下法蘭17電連接為一個(gè)公共點(diǎn)作為中性點(diǎn)直接與接地網(wǎng)電連接，同時(shí)由公共點(diǎn)引出一根導(dǎo)電線與顯示器中接線端子排21上注有“O”標(biāo)志接線端子電連接，組成A、B、C三相星形接法且每相帶有三個(gè)中間抽頭的三相壓敏電阻分壓器。A、B、C三相共有九個(gè)中間抽頭a1、a2、a3，b1、b2、b3，c1、c2、c3接線端分別與顯示器中的接線端子排21上相互獨(dú)立的輸入接線端子a1、a2、 a3，b1、b2、 b3，c1、c2、c3一端電連接，輸入接線端子a1、a2、 a3，b1、b2、 b3，c1、c2、c3另一端分別與顯示器內(nèi)的線路板22上的三個(gè)相互獨(dú)立的數(shù)字電壓表線路，帶電狀況顯示器線路，雷擊放電指示器線路輸入端a1、b1、c1，a2、b2、c2，a3、b3、c3電連接組成具有三個(gè)電壓傳感器連接電路，三相數(shù)字電壓表線路，三相帶電狀況顯示器線路，三相雷擊放電指示器線路的壓敏式電壓傳感裝置。
依照本實(shí)用新型技術(shù)方案構(gòu)成的壓敏式電壓傳感裝置，體積小、功能全、成本低、使用安裝都極方便。
權(quán)利要求1.一種壓敏式電壓傳感裝置，其特征在于該裝置是由至少一個(gè)的電壓傳感器和一個(gè)顯示器電連接而成。所述的電壓傳感器包括外絕緣體，填充層，芯體，多個(gè)電極層，多個(gè)二次輸出端子，上、下法蘭，外絕緣體呈傘裙?fàn)?，芯體位于外絕緣體中央，芯體是由多個(gè)壓敏非線性電阻芯片或芯柱組成，相鄰的兩個(gè)芯片或芯柱之間設(shè)置有電極層，外絕緣體與芯體之間是填充層，外絕緣體與芯體間、芯體與填充層間是彈性密封層，二次輸出端子與電極層電連接，上、下法蘭分別與芯體兩端構(gòu)成彈性電連接，所述的顯示器包括線路板，接線端子排，面板，所述的線路板中設(shè)置有數(shù)字電壓表線路，帶電狀況顯示器線路，雷擊放電指示器線路，上述三個(gè)線路的輸入端分別與電壓傳感器的二次輸出端連接，所述的面板設(shè)有用于顯示一次線路是否帶電的指示燈，一次線路運(yùn)行工作電壓數(shù)值指示器，雷擊放電指示器，輔助電源是否供電指示燈，繼電器接點(diǎn)開關(guān)狀態(tài)指示燈，電壓傳感器的二次輸出端子分別與顯示器的接線端子排電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于上述的電壓傳感器可以采用一個(gè)或者多個(gè)與顯示器電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于上述的外絕緣體采用硅橡膠、環(huán)氧樹脂、乙丙橡膠、有機(jī)硅樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂、有機(jī)玻璃、SMC塑料、DMC塑料、合成云母、玻璃、硅微粉、AL2O3微粉等絕緣材料制作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于上述的填充層采用硅橡膠、環(huán)氧樹脂、乙丙橡膠、有機(jī)硅樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂、有機(jī)玻璃、SMC塑料、DMC塑料、合成云母、玻璃、硅微粉、AL2O3微粉、聚乙烯塑料、交聯(lián)聚乙烯塑料、天然橡膠、丁基橡膠、電纜膠、氟硅高聚物、聚丙烯薄膜、聚膠薄膜、環(huán)氧玻璃布、白炭黑、芐基甲苯、芳基乙烷、異內(nèi)基聯(lián)苯、十二烷基苯、SAS-40絕緣油、硅油、蓖麻油、變壓器油、烷基苯絕緣油、SF6氮?dú)獾冉^緣材料制作。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于上述的芯體由多個(gè)壓敏非線性電阻芯片或芯柱通過導(dǎo)電塑料、導(dǎo)電膠、導(dǎo)電脂、焊錫等粘合而成、芯片主材料采用氧化鋅、氧化鉍、碳化硅、鈦酸鋇、硅酸鹽等制作。
專利摘要一種壓敏式電壓傳感裝置由一個(gè)或多個(gè)電壓傳感器和顯示器組成。電壓傳感器包括外絕緣體,填充層,芯體,多個(gè)電極層,多個(gè)二次輸出端子,上、下法蘭,本裝置通過電壓傳感器壓敏電阻分壓器提取電壓信號(hào)經(jīng)顯示器中的數(shù)字電壓表線路,三相帶電狀況顯示器線路,三相雷擊放電指示器線路,實(shí)現(xiàn)了集避雷器和高壓帶電顯示裝置雙重功能,具有體積小、成本低、性能好、又方便用戶使用等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01R15/00GK2443381SQ9924627
公開日2001年8月15日 申請(qǐng)日期1999年10月1日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月1日
發(fā)明者劉金生 申請(qǐng)人:劉金生