手孔式電容分壓器的製作方法

2023-05-12 06:38:21

專利名稱：手孔式電容分壓器的製作方法
技術領域：
本發明具體涉及一種手孔式電容分壓器。
背景技術：
氣體絕緣金屬封閉組合電器(Gas Insulated Substation,簡稱GIS)是電力系統中大量使用的變電站設備，它是把斷路器、隔離開關、接地開關、電壓互感器、電流互感器、避雷器和母線等電力設備元件集成並密封在一個金屬封閉的容器內，充以高壓力的SF6氣體，實現設備緊湊性和安全可靠性。GIS中的斷路器和隔離開關進行關合和分斷操作時，能夠發生開關觸頭間隙的預擊穿和重擊穿。開關觸頭間隙的擊穿能夠在GIS內部產生高陡度和高頻率的電磁暫態，稱為特快速暫態(Very Fast Transient,簡稱VFT)。VFT的電壓能夠遠遠超過變電站電力設備的正常運行電壓，導致設備絕緣的損壞；VFT還能夠耦合進入變電站的控制保護系統，幹擾控制保護系統的正常工作，並可能導致設備損壞。因此需要對變電站的VFT進行測量和分析，並採取措施進行抑制。GIS中VFT的測量需要寬的測量頻帶。VFT的頻率可高達數IOMHz ；VFT疊加在工頻電壓上，VFT的測量需要同時測量工頻電壓分量。因此，VFT測量需要數Hz至百MHz的測量頻帶。對GIS中VFT的測量，現有技術主要採用手孔式電容分壓器，GIS的基本結構如圖1和圖2所示，GIS母線包含的中心導電桿I和接地的金屬外殼2為同軸結構，VFT出現在中心導電桿和金屬外殼之間。VFT測量的手孔式電容分壓器由GIS金屬外殼上的手孔3、手孔蓋板4、感應電極5、絕緣薄膜6、固定螺栓7、螺栓墊圈8和電纜接頭9組成，感應電極5安裝在手孔蓋板4上，感應電極5和手孔蓋板4之間有絕緣薄膜6，感應電極的固定螺栓7有絕緣墊圈8，使得感應電極和手孔蓋板之間絕緣。感應電極5和中心導電桿I之間的雜散電容構成電容分壓器的高壓臂 電容，感應電極5和手孔蓋板4之間的電容構成電容分壓器的低壓臂電容，感應電極上的分壓信號通過電纜接頭9輸出到GIS體外，輸入至測量記錄設備。在感應電極5和手孔蓋板4之間採用了密封膠圈10，解決電纜頭位置的氣體密封問題，避免GIS中的高壓SF6氣體從電纜頭9處洩漏。對於圖3所示的現有技術中的手孔式電容分壓器結構，感應電極5和手孔蓋板4之間的絕緣電阻受到密封膠圈10的限制。在圖3中，感應電極5和手孔蓋板4之間的絕緣取決於絕緣薄膜6、絕緣墊圈8和密封膠圈10。GIS的SF6氣體密封目前主要使用丁腈橡膠和三元乙丙橡膠，這兩種橡膠材料的電阻率比較低，難以獲得足夠大的絕緣電阻，對手孔式電容分壓器的低頻特性產生了限制。

發明內容
本發明旨在提供一種手孔式電容分壓器，以解決現有技術中手孔式電容分壓器低壓臂並聯電阻低的問題，進而滿足手孔式電容分壓器的低頻特性。
為了實現上述目的，本發明提供了一種手孔式電容分壓器，包括感應電極、手孔蓋板和電纜接頭，感應電極固定安裝在手孔蓋板上，並且感應電極與電纜接頭電連接，感應電極與手孔蓋板之間設置有絕緣薄膜，感應電極與手孔蓋板之間絕緣，手孔式電容分壓器還包括:絕緣板，設置在感應電極和手孔蓋板之間；第一密封圈，設置在絕緣板與感應電極的接觸面之間以對絕緣板與感應電極之間進行氣體密封；第二密封圈，設置在絕緣板與手孔蓋板的接觸面之間以對絕緣板與手孔蓋板之間進行氣體密封。進一步地，手孔蓋板朝向感應電極的側面上設置有用於安裝絕緣板的第一環形槽，絕緣板設置在第一環形槽內。進一步地，感應電極朝向手孔蓋板的側面上設置有用於安裝絕緣板的第二環形槽，絕緣板設置在第二環形槽內。進一步地，手孔蓋板朝向感應電極的側面上設置有用於安裝絕緣板的第一環形槽，感應電極朝向手孔蓋板的側面上設置有用於安裝絕緣板的第二環形槽，第一環形槽與第二環形槽共同圍成容納腔，絕緣板設置在容納腔中。進一步地，感應電極通過固定螺栓固定安裝在手孔蓋板上，感應電極與固定螺栓之間設置有絕緣墊圈以使感應電極和手孔蓋板之間絕緣。進一步地，第一密封圈和第二密封圈均為彈性耐腐蝕材料。應用本發明的技術方案，手孔式電容分壓器包括感應電極、手孔蓋板和電纜接頭，感應電極固定安裝在手孔蓋板上，並且感應電極與電纜接頭電連接，感應電極與手孔蓋板之間設置有絕緣薄膜，感應電極與手孔蓋板之間絕緣，手孔式電容分壓器還包括:絕緣板，設置在感應電極和手孔蓋板之間；第一密封圈，設置在絕緣板與感應電極的接觸面之間以對絕緣板與感應電極之間進行氣體密封；第二密封圈，設置在絕緣板與手孔蓋板的接觸面之間以對絕緣板與手孔蓋板之間進行氣體密封。感應電極和手孔蓋板之間設置一個絕緣板，在絕緣板的兩側面分別設置第一密封圈和第二密封圈進行氣體密封，在通過第一密封圈和第二密封圈保證了高壓SF6氣體無法從電纜接頭處洩漏的前提下，由於絕緣板材料可以選用電阻率非常高的材料，使得感應電極和手孔蓋板之間的絕緣電阻獲得增大，進而提高了低壓臂並聯電阻R，滿足了手孔式電容分壓器的低頻特性。


構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中:圖1示出了現有技術中的手孔式電容分壓器結構示意圖；圖2示出了圖1的手孔式電容分壓器的側視結構示意圖；圖3示出了圖1的手孔式電容分壓器的放大結構示意圖；圖4示出了手孔式電容分壓器的等效電路示意圖；圖5示出了本發明的手孔式電容分壓器的第一實施例的內部結構示意圖；圖6示出了本發明的手孔式電容分壓器的第二實施例的內部結構示意圖；圖7示出了本發明的手孔式電容分壓器的第三實施例的內部結構示意圖。以上附 圖中的附圖標記具體如下:10、感應電極；20、手孔蓋板；30、電纜接頭；40、絕緣板；50、第一密封圈；60、第二密封圈；70、固定螺栓；80、絕緣墊圈；91、第一環形槽；92、第二環形槽。
具體實施例方式需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。下面將參考附圖並結合實施例來詳細說明本發明。如圖4所示的手孔式電容分壓器的等效電路，其中:CH是高壓臂電容，為感應電極和中心導電桿之間的雜散電容是低壓臂電容，為感應電極和手孔蓋板之間的電容洱為低壓臂電容的並聯電阻，它取決於感應電極和手孔蓋板之間的絕緣電阻，以及測量記錄設備的輸入阻抗。對於圖4所示的分壓器電路，系統幅頻特性為:
權利要求
1.一種手孔式電容分壓器，包括感應電極(10)、手孔蓋板(20)和電纜接頭(30)，所述感應電極(10)固定安裝在所述手孔蓋板(20)上，並且所述感應電極(10)與所述電纜接頭(30 )電連接，所述感應電極(10 )與所述手孔蓋板(20 )之間設置有絕緣薄膜，所述感應電極(10)與所述手孔蓋板(20)之間絕緣，其特徵在於，所述手孔式電容分壓器還包括: 絕緣板(40 )，設置在所述感應電極(10 )和所述手孔蓋板(20 )之間； 第一密封圈(50)，設置在所述絕緣板(40)與所述感應電極(10)的接觸面之間以對所述絕緣板(40)與所述感應電極(10)之間進行氣體密封； 第二密封圈(60)，設置在所述絕緣板(40)與所述手孔蓋板(20)的接觸面之間以對所述絕緣板(40)與所述手孔蓋板(20)之間進行氣體密封。
2.根據權利要求1所述的手孔式電容分壓器，其特徵在於，所述手孔蓋板(20)朝向所述感應電極(10)的側面上設置有用於安裝所述絕緣板(40)的第一環形槽(91)，所述絕緣板(40)設置在所述第一環形槽(91)內。
3.根據權利要求1所述的手孔式電容分壓器，其特徵在於，所述感應電極(10)朝向所述手孔蓋板(20)的側面上設置有用於安裝所述絕緣板(40)的第二環形槽(92)，所述絕緣板(40)設置在所述第二環形槽(92)內。
4.根據權利要求1所述的手孔式電容分壓器，其特徵在於，所述手孔蓋板(20)朝向所述感應電極(10)的側面上設置有用於安裝所述絕緣板(40)的第一環形槽(91)，所述感應電極(10 )朝向所述手孔蓋板(20 )的側面上設置有用於安裝所述絕緣板(40 )的第二環形槽(92),所述第一環形槽(91)與所述第二環形槽(92)共同圍成容納腔，絕緣板(40)設置在所述容納腔中。
5.根據權利要求1所述的手孔式電容分壓器，其特徵在於，所述感應電極(10)通過固定螺栓(70)固定安裝在所述手孔蓋板(20)上，所述感應電極(10)與所述固定螺栓(70)之間設置有絕緣墊圈(80)以使所述感應電極(10)和手孔蓋板(20)之間絕緣。
6.根據權利要求1所述的手孔式電容分壓器，其特徵在於，所述第一密封圈(50)和所述第二密封圈(60)均為彈性耐腐蝕材料。
全文摘要
本發明提供了一種手孔式電容分壓器，包括感應電極、手孔蓋板和電纜接頭，感應電極固定安裝在手孔蓋板上，並且感應電極與電纜接頭電連接，感應電極與手孔蓋板之間設置有絕緣薄膜，感應電極與手孔蓋板之間絕緣，手孔式電容分壓器還包括絕緣板，設置在感應電極和手孔蓋板之間；第一密封圈，設置在絕緣板與感應電極的接觸面之間以對絕緣板與感應電極之間進行氣體密封；第二密封圈，設置在絕緣板與手孔蓋板的接觸面之間以對絕緣板與手孔蓋板之間進行氣體密封。本發明有效地解決了現有技術中手孔式電容分壓器低壓臂並聯電阻低的問題，進而滿足手孔式電容分壓器的低頻特性。
文檔編號G01R15/06GK103235166SQ20131013422
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月17日 優先權日2013年4月17日
發明者嶽功昌, 陳維江, 劉衛東, 戴敏, 關永剛, 張高潮, 張友朋 申請人:清華大學, 國家電網公司, 中國電力科學研究院, 河南平高電氣股份有限公司