一种配电一二次融合用三相薄膜电容分压式电压传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种配电一二次融合用三相薄膜电容分压式电压传感器，属于配网自动化采样控制领域，四个所述薄膜电容固定在环氧外壳内，所述环氧外壳上端设有高压接线端，所述环氧外壳腔体内注有环氧树脂，所述相序高压臂电容、相序低压臂电容、零序高压臂电容、零序低压臂电容组成电压传感器，三个所述电压传感器固定在不锈钢底座上，所述电压传感器上设有补偿电容，所述电压传感器内设有补偿电阻，所述电压传感器的信号通过五芯双屏蔽线引出，所述不锈钢底座的空腔内注有环氧树脂。本发明专利技术有效测量范围宽，克服了传统电磁式取样装置的频带窄、响应慢等缺点，也克服了纯电阻式带负载能力差，运行发热，传输线缆长度不可裁剪的缺点。

A Three-Phase Thin Film Capacitance Voltage Sensor for Primary and Secondary Fusion of Distribution

The invention discloses a three-phase thin film capacitive voltage divider sensor for primary and secondary integration of distribution network, belonging to the field of automatic sampling control of distribution network. Four thin film capacitors are fixed in an epoxy shell. The upper end of the epoxy shell is provided with a high voltage wiring terminal. The epoxy resin is injected into the epoxy shell cavity. The phase sequence high voltage arm capacitance, phase sequence low voltage arm capacitance and zero sequence high voltage are described. Arm capacitance and zero sequence low voltage arm capacitance constitute a voltage sensor. The three voltage sensors are fixed on a stainless steel base. The voltage sensor is equipped with a compensation capacitance. The voltage sensor is equipped with a compensation resistor. The signal of the voltage sensor is drawn out through a five-core double shielding line. The cavity of the stainless steel base is filled with epoxy resin. The invention has wide effective measuring range, overcomes the shortcomings of narrow frequency band and slow response of the traditional electromagnetic sampling device, and overcomes the shortcomings of the pure resistance type with poor load capacity, hot operation and uncut length of transmission cable.

【技术实现步骤摘要】
一种配电一二次融合用三相薄膜电容分压式电压传感器
本专利技术涉及配网自动化采样控制领域，尤其涉及一种配电一二次融合用三相薄膜电容分压式电压传感器。
技术介绍
为适应国家电网线损精细化管理的要求，实现配电网分线线损计量，需要对一次设备电流电压传感器提出新的要求，以满足计量精度的要求。随着电子技术的飞速发展，微机型继电保护装置逐步占据了主导地位，在继电保护和测量中，控制部分的能量流和信息流分离，因而监测设备不再需要高功率输出的互感器采样。同时由于电力工业的快速发展、电网情况也更加复杂，提高功率因数，改善电网质量的智能电流电压互感器被广泛应用。由于ZW20柱上开关的特殊性，因此，开发一种为配电终端FTU/DTU提供电压采集信号，具有电压测量(保护)、零序信号的三相电压传感器迫在眉睫，特设计了一种配电一二次融合用三相薄膜电容分压式电压传感器。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了提供一种配电一二次融合用三相薄膜电容分压式电压传感器。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种配电一二次融合用三相薄膜电容分压式电压传感器，包括相序高压臂电容、相序低压臂电容、零序高压臂电容、零序低压臂电容，四个所述薄膜电容固定在环氧外壳内，所述环氧外壳上端设有高压接线端，所述环氧外壳腔体内注有环氧树脂，所述相序高压臂电容、相序低压臂电容、零序高压臂电容、零序低压臂电容组成电压传感器，三个所述电压传感器固定在不锈钢底座上，所述电压传感器上设有补偿电容，所述电压传感器内设有补偿电阻，所述电压传感器的信号通过五芯双屏蔽线引出，所述不锈钢底座的空腔内注有环氧树脂。进一步的，所述电压传感器配置有A相、B相、C相、及零序电压电路，所述A相、B相、C相中的任意一相设有相序高压臂电容、零序高压臂电容、相序低压臂电容和零序低压臂电容，每相中的电压回路各自独立。进一步的，零序电压回路由A相、B相、C相中的三个零序用高压臂电容低压端相连后与A相零序低压臂电容串联而成。进一步的，三个所述固定在不锈钢底座上的电压传感器的零序高压臂电容容值两两误差在2pF以内。进一步的，所述相序高压臂电容、零序高压臂电容、相序低压臂电容、零序低压臂电容及补偿电容均采用聚丙烯薄膜电容。进一步的，所述调节电阻采用低温飘无感金属膜电阻器。进一步的，所述环氧外壳顶部内嵌一个铜嵌件，所述铜嵌件上有作为高压引线接线用的螺纹孔。进一步的，所述电压传感器的环氧外壳内顶部设有屏蔽罩。本专利技术重量轻、体积小、安装节省空间，可以在ZW20型柱上开关内部安装，减少现场接线，结构简洁，性能优越。是对现有技术中纯电阻分压模式的传感器的彻底改变。通过自行设计开发专门为一二次融合用传感器使用的薄膜电容分压器，其结构简单，成本低廉。本专利技术是一种低压、新型测量、保护用电压传感器，适用于户外ZW20型柱上开关配套使用。该传感器功能强大，小信号输出无须二次转换，可直接通过A/D转换接入二次设备，符合“电网电气设备的控制和保护及状态检修、电能计量、电能质量测量”等电力工业领域“数字化、智能化、网络化”发展的需要。有效测量范围宽，克服了传统电磁式取样装置的频带窄、响应慢等缺点，也克服了纯电阻式带负载能力差，运行发热，传输线缆长度不可裁剪的缺点。小电压信号取样从根本上消除了电力系统运行中的重大故障隐患，最大程度地保障了人员和设备的安全。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是图1的剖视图；图3是图1的俯视图的剖视图；图4是本专利技术薄膜电容分压器内部总接线示意图，注：B,C相的零序低压臂电容为备用。图中：1、高压接线端，2、环氧外壳，3、不锈钢底座，4、五芯双屏蔽线，5、相序高压臂电容，6、相序低压臂电容，7、零序高压臂电容，8、零序低压臂电容。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。参照图1-4，一种配电一二次融合用三相薄膜电容分压式电压传感器，包括相序高压臂电容5(C1)、零序高压臂电容7(C1L)、相序低压臂电容6(C2)、零序低压臂电容8(C3)、相位调节电阻(r)、补偿电容(Cx)，此传感器配置有A相、B相、C相、及零序电压电路。每相电路配置一组相序高压臂电容5、零序高压臂电容7(C1L)容值为600pF，一组相序低压臂电容6(C2)容值为1.6μF,一组零序低压臂电容8(C3)容值为1.83μF,在一次高电压(U)的作用下取得相序二次输出电压(ua,ub,uc)和零序二次输出电压(u0)。每相相序电压回路都各自独立。零序电压回路由三个零序用高压臂电容7(C1L)低压端相连后与A相零序低压臂电容8(C3)串联而成。为了保证零序二次电压(u0)的输出准确度，三相零序用高压臂电容(C1L)容值两两误差应选择在±2pF内，二次电压精度幅值微调通过补偿电容器(Cx)实现，二次电压精度相位角微调通过补偿电阻(r)实现。相序高压臂电容5(C1)、零序高压臂电容7(C1L)，相序低压臂电容6(C2)，零序低压臂电容8(C3)及补偿电容(Cx)均采用聚丙烯薄膜电容，材料和工艺均保持一致，相位调节电阻(r)取(333KΩ,0.75W)低温飘无感金属膜电阻器，使得电容分压器在(-40℃～+70℃)下分压变比保持不变。相序高压臂电容5(C1)、零序高压臂电容7(C1L)、相序低压臂电容6(C2)、零序低压臂电容8(C3)通过常温环氧浇注于环氧外壳2之中，环氧外壳2顶部内嵌一个铜嵌件，铜嵌件上有一个M8*1.5深14mm的螺纹孔，作为高压引线接线用。电压传感器内顶部有屏蔽罩，既起到屏蔽杂散电容，也起到均匀电场作用。传感器下方通过不锈钢底座3将三相传感器信号引线汇集，相位调节电阻(r)、补偿电容(Cx)置于不锈钢底座3内。将传感器信号通过五芯双屏蔽线4从出线孔引出至FTU。不锈钢底座3上有两个直径11mm的通孔，用于固定传感器用，电压传感器的信号末端也通过孔上的螺杆接地，所述环氧外壳2上端设有高压接线端1。所述的电压传感器分压模式为薄膜电容分压式。所述的A相、B相、C相电路中的补偿电容均采用相同的薄膜材料，具有温度变化的抵偿性，相位调节电阻温漂系数小。产品整体在户外—40℃至+70℃工作时，误差范围满足0.5(3P)级需求，抗干扰能力强。所述的补偿电容采用聚丙烯材料为基膜，镀锌铝合金材料为电容极板。电容性能稳定，浇注后绝缘强度满足10kV配电网需求。回路电流设计较大，抗干扰能力强。电压信号输出在整个测量范围内呈线性，保证相序与零序电压小信号分开输出，互不干扰，互不影响。所述每个相序信号采用相同材料和工艺的薄膜电容进行幅值差微调节，对产品内部的分散电容进行调节，使产品相位差满足精度要求。所述电压传感器由于采用电容分压，二次输出阻抗为2KΩ,使得电压传感器带负载能力很强，一百米以内的屏蔽传输线对精度的影响可以控制在误差本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种配电一二次融合用三相薄膜电容分压式电压传感器，其特征在于，包括相序高压臂电容、相序低压臂电容、零序高压臂电容、零序低压臂电容，四个所述薄膜电容固定在环氧外壳内，所述环氧外壳上端设有高压接线端，所述环氧外壳腔体内注有环氧树脂，所述相序高压臂电容、相序低压臂电容、零序高压臂电容、零序低压臂电容组成电压传感器，三个所述电压传感器固定在不锈钢底座上，所述电压传感器上设有补偿电容，所述电压传感器内设有补偿电阻，所述电压传感器的信号通过五芯双屏蔽线引出，所述不锈钢底座的空腔内注有环氧树脂。

【技术特征摘要】
1.一种配电一二次融合用三相薄膜电容分压式电压传感器，其特征在于，包括相序高压臂电容、相序低压臂电容、零序高压臂电容、零序低压臂电容，四个所述薄膜电容固定在环氧外壳内，所述环氧外壳上端设有高压接线端，所述环氧外壳腔体内注有环氧树脂，所述相序高压臂电容、相序低压臂电容、零序高压臂电容、零序低压臂电容组成电压传感器，三个所述电压传感器固定在不锈钢底座上，所述电压传感器上设有补偿电容，所述电压传感器内设有补偿电阻，所述电压传感器的信号通过五芯双屏蔽线引出，所述不锈钢底座的空腔内注有环氧树脂。2.根据权利要求1所述的一种配电一二次融合用三相薄膜电容分压式电压传感器，其特征在于，所述电压传感器配置有A相、B相、C相、及零序电压电路，所述A相、B相、C相中的任意一相设有相序高压臂电容、零序高压臂电容、相序低压臂电容和零序低压臂电容，每相中的电压回路各自独立。3.根据权利要求2所述的一种配电一二次融合用三相薄膜电容分压式电压传感器，其特征在于，零序电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙增献，周磊，于青松，刘泰宇，文永兵，朱海峰，佀庆华，
申请(专利权)人：北京和信瑞通电力技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11