一種等電位屏蔽電容式電壓互感器的制造方法
【技術領域】
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[0001 ] 本發明涉及一種電容式電壓互感器，更具體涉及一種等電位屏蔽電容式電壓互感器。
【背景技術】
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[0002]近年來我國交流特高壓輸電技術發展迅速，這就對特高壓電網電壓的準確測量提出了高要求。目前高電壓測量裝置主要有以下三種:電磁式電壓互感器、電容式電壓互感器和電子式電壓互感器。電磁式電壓互感器多用于I1kV以下電壓等級的電壓計量，電容式電壓互感器普遍用于I1kV以上電壓等級的電壓計量。電子式電壓互感器目前仍然處于研發和試驗階段，其電壓測量精度、激光器壽命、系統可靠性等問題需進一步研究解決，目前尚未投入工程應用。
[0003]對于500kV以上的電壓等級，特別對于特高壓等級(lOOOkV)，電磁式電壓互感器由于絕緣困難并且容易在一次側發生鐵磁諧振進而引發電力事故，已不采用。電容式電壓互感器因為其結構簡單、造價便宜、一次側不會與電網發生鐵磁諧振、可靠性高等優點，已被廣泛應用于超/特高壓電壓等級電網電壓測量。
[0004]但對于應用于超/特高壓領域的電容式電壓互感器，存在如下技術困難:
[0005](I)對地雜散電容對電容式電壓互感器測量準確度的影響
[0006]我國西北電網750kV電容式電壓互感器實際測量結果表明，對地雜散電容引起的測量誤差可高達0.2%以上。目前業內通過采用增大電容量的方法來減少雜散電容對準確度測量的影響。但對于特高壓電壓等級(100kV及以上)，雜散電容電流顯著增大，可達20mA。此時的電容式電壓互感器，即便電容量增大到1000pf，其準確級也無法達到0.1級的標準。
[0007](2)現場校驗困難
[0008]通常電容式電壓互感器在現場安裝后，需要進行現場校驗以便及時對比差和角差進行修正。但是在特高壓變電站，由于變電站場地情況、現場嚴重的電磁干擾等因素存在，所以對特高壓電容式電壓互感器進行現場校驗非常困難。
[0009]( 3 )暫態相應特性問題
[0010]數字化繼電保護系統的廣泛應用對電壓互感器的響應特性提出了越來越高的要求，要求互感器次級電壓應快速準確反映初級電壓的變化。有關規程要求，互感器初級對地短路后，次級電壓應在0.2秒以內降至初始值的0.1以下。現有CVT均采用儲能元件組成的鐵磁諧振阻尼器，以抑制電磁單元中可能產生的鐵磁諧振。儲能元件的引入使互感器的響應特性變差，難以滿足特高壓電網繼電保護快速準確動作的要求。
[0011]等電位屏蔽電容器單元與無儲能元件鐵磁諧振阻尼器的發明與采用，徹底解決了上述技術難題。本發明的等電位屏蔽電容式電壓互感器可實現高精度電壓測量。
[0012]特高壓等電位屏蔽電容式電壓互感器由電容分壓器與電磁單元組成，而電容分壓器又是由一節或多節等電位屏蔽電容器單元組成。等電位屏蔽電容器單元與現有傳統電容式電壓互感器的電容器單元結構不同，等電位屏蔽電容器單元將測量分壓用的主電容器設置在電容器單元中心，在該主電容器的頂端與底端法蘭外周各布置一個環形電極，上下兩個環形電極與處于中心位置的主電容器同軸。在上下兩個環形電極之間等間距對稱布置若干個屏蔽用輔助電容器，通過合理選擇屏蔽用輔助電容器的參數可以實現讓上下兩個環形電極之間沿軸向的電位分布與位于中心的主電容器軸向的電位分布保持相同。
[0013]屏蔽用輔助電容器的固定結構需要同時兼顧安裝、運輸、偏心和膨脹收縮等幾方面。屏蔽用輔助電容器在電容器單元內的位置必須相對固定，否則在運輸過程中電容器可能因顛簸而發生損壞。而主電容器與屏蔽用輔助電容器間位置的變化也會對屏蔽效果產生影響進而影響新型特高壓電容式電壓互感器的測量精度。
[0014]其次，無論主電容器還是屏蔽用輔助電容器，在充油后其法蘭均會向外膨脹，造成電容器底部法蘭不平從而使電容器無法直立于套筒內，再考慮到電容器的細高型結構，其頂部相對于底部不可避免地會造成偏心，給屏蔽用輔助電容器的安裝帶來困難甚至無法完成安裝。
[0015]另外，在環境溫度及設備自身工作溫度的作用下，設備元件的體積會相應發生變化，特別是對于特高壓等電位屏蔽電容式電壓互感器的屏蔽用輔助電容器這種細高型產品。因此在對屏蔽用輔助電容器固定的同時也需要給膨脹收縮留有必要的空間。
【發明內容】
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[0016]本發明的目的是提供一種等電位屏蔽電容式電壓互感器，該電壓互感器容易解決輔助電容器由于膨脹收縮的問題使得其在安裝、運輸和運行中帶來的問題。
[0017]為實現上述目的，本發明采用以下技術方案:一種等電位屏蔽電容式電壓互感器，所述電壓互感器包括通過其兩端設有的支撐法蘭相互連接的等電位屏蔽電容器單元，所述等電位屏蔽電容器單元包括設置在上下所述支撐法蘭間的、由內到外依次同軸設有的主電容器、內絕緣材料、環形電極和絕緣套筒；在所述環形電極上下端與與其上下端相對應的所述支撐法蘭之間設有輔助電容器，所述輔助電容器通過螺柱和螺母與所述環形電極連接，所述螺柱穿過所述輔助電容器向其對應的所述支撐法蘭延伸；所述螺柱上設有彈簧。
[0018]本發明提供的一種等電位屏蔽電容式電壓互感器，所述螺柱端面與其對應的所述支撐法蘭間有一定距離，所述距離根據至少大于所述輔助電容器軸向膨脹量。
[0019]本發明提供的一種等電位屏蔽電容式電壓互感器，通過靈活調節所述螺母的位置使得所述主電容器與所述輔助電容器的芯子高度一致。
[0020]本發明提供的另一優選的一種等電位屏蔽電容式電壓互感器，所述絕緣材料為氣體絕緣材料、泡沫絕緣材料或絕緣油。
[0021]本發明提供的再一優選的一種等電位屏蔽電容式電壓互感器，所述主電容器上下分別設有與所述支撐法蘭連接的支撐絕緣子，所述支撐絕緣子位于所述絕緣套筒的軸心上。
[0022]本發明提供的又一優選的一種等電位屏蔽電容式電壓互感器，所述支撐絕緣子頂端和底端的軸線處設有圓形凹槽，所述凹槽內分別設有梅花觸頭組件，兩個所述觸頭組件通過穿過兩個凹槽的金屬埋件連接。
[0023]本發明提供的又一優選的一種等電位屏蔽電容式電壓互感器，所述支撐絕緣子底端設置在所述支撐法蘭內，在所述支撐絕緣子底端的觸頭組件內插入金屬棒狀電極。
[0024]本發明提供的又一優選的一種等電位屏蔽電容式電壓互感器，所述彈簧處于工作荷載狀態，當所述輔助電容器延軸向體積膨脹時，所述環形電極下面的彈簧進一步壓縮，所述環形電極上面的彈簧壓縮量減少。
[0025]本發明提供的又一優選的一種等電位屏蔽電容式電壓互感器，所述輔助電容器的底端通過螺母與所述支撐法蘭連接。
[0026]本發明提供的又一優選的一種等電位屏蔽電容式電壓互感器，所述絕緣套筒的頂端和底端分別設有與所述支撐法蘭相連的套筒法蘭。
[0027]和最接近的現有技術比，本發明提供技術方案具有以下優異效果
[0028]1、本發明中電壓互感器簡單，便于屏蔽用輔助電容器的安裝；
[0029]2、本發明中電壓互感器，安裝時可隨時通過螺母對屏蔽用輔助電容器的位置進行微調，確保屏蔽用輔助電容器與主電容器的電位分布