[发明专利]串联电容防干扰层的结构和制作方法

说明书

技术领域

本发明用于测量高电压的电容分压式计量器具的设计和制造中。当通过此计量器具的电容电流较小时，易受到周围高压电场，特别是杂散电容的影响而使测量准确度不能满足标准要求。增加串联电容防干扰层，可以大大提高此计量器具的准确度，应用于电力、电子实验室或变电站、电气化铁路等需要通过电容分压式计量器具测量电压的领域。

发明背景

这种电容分压式计量器具通常是一组电容分压器，利用电容分压的原理，通过测量低压电容的端电压，可以准确的反映高压电容的端电压。有些情况下，高压电容的电容量较小，则电容电流较小，往往容易受到所在地高压电场的干扰，特别是杂散电容电流的影响，使测量准确度降低，达不到标准的要求。为此，通常的办法是将电容分压器本身的电容量做的足够大，以至于杂散电容电流的变化不足以影响电容分压式计量器具的准确度，从而满足计量器具准确度的要求。例如，对充油型电容式电压互感器的电容量要求逐渐由几千pF增长到上万pF。但是充油型电容式电压互感器具有充油设备的诸多缺点，例如，漏油、易燃、易爆、污染环境，还需经常维护、检修，而且体积大、重量重。

近年来新型干式高压套管和干式复合绝缘电流互感器克服了上述缺点，它的主绝缘是用复合绝缘材料包绕而成的多层相互绝缘的同心圆的均压屏制成的电容均压绝缘芯体。这种干式套管和电流互感器受到电力系统的广泛欢迎。本专业技术人员一直企图利用其电容均压绝缘芯体作为套管或电流互感器主绝缘的同时，兼做电容式电压互感器的高压电容，制成集两种功能于一身的干式电流、电压互感器，简称CVT，或三种功能于一身的带电流、电压互感器的干式套管。这样可以减少设备，减少占地，减少造价，减少维护工作量，是电力系统有关专家和技术人员梦寐以求的事情。但是，遗憾的是，其电容均压绝缘芯体的电容量很小，只有几百pF，做电容分压式计量器具使用时，很容易受到高压电场干扰，特别是周围设备的杂散电容电流的影响，使测量准确度降低，从而超过允许的误差限值。若想在此结构条件下将高压电容增加到上万pF，几乎是不可能的，使这种美好的设想不能实现。

因此，必须另辟蹊径，想办法减少杂散电容电流对电容分压式计量器具的影响，为此特提出本发明。

发明内容

本发明是在电容均压绝缘芯体的多层均压屏外加包一串部分相互重叠又彼此绝缘的同心圆金属或半导电的防干扰屏，构成串联电容防干扰层，并联联接于电容均压绝缘芯体的导电体及接地体之间(结构示意图见图1中格线部分)，其中，靠近导电体的防干扰屏与导电体连接，被称为等位屏，靠近接地体的防干扰屏与接地体连接，被称为接地屏，中间各防干扰屏仍被称为防干扰屏。

通过调整串联电容防干扰层的相互重叠部分的屏长及屏间绝缘厚度，使各防干扰屏间电容量相等或接近，各防干扰屏间电压分布均匀，并使每一个防干扰屏的内边缘与电容均压绝缘芯体的相应的均压屏的边缘轴向坐标对齐，从而使串联电容防干扰层的各防干扰屏与电容均压绝缘芯体的对应的各均压屏电位接近或相等，使电流不可能在两个对应屏中流动，使得杂散电容电流通过防干扰层入地，从而防止了杂散电容电流对被测量的电容电流的影响，保证了电容分压器的准确度。

采用这技术措施后，即使电容均压绝缘芯体的电容量较小，也能保证电容分压式计量器具的测量准确度。

串联电容防干扰层紧密的装设在电容均压绝缘芯体1的均压屏2外，外护套7内，包括与导电体3连接的等位屏4，与接地体8连接的接地屏5和置于等位屏4和接地屏5之间的其他防干扰屏6，其特征在于：在等位屏4和接地屏5之间用绝缘带在电容均压绝缘芯体1的均压屏2外包绕多个沿轴向部分重叠又彼此绝缘的圆锥形金属或半导电的防干扰屏6，其防干扰屏6的内边缘轴向坐标与电容均压绝缘芯体1的相对应的均压屏2边缘轴向坐标对齐，使防干扰屏6的电位与电容均压绝缘芯体1的相对应的均压屏2电位相等或接近。

与现有技术比较，本发明的串联电容防干扰层具有以下优点：

本发明在干式高压套管和干式电流互感器的电容均压绝缘芯体的均压屏外附加串联电容防干扰层后，使高压电场的干扰电流，特别是杂散电容电流通过串联电容防干扰层入地，保证了用电容均压绝缘芯体做高压电容组成的电容分压式计量器具测量的准确度，即使在电容均压绝缘芯体电容量较小的情况下，电压测量的准确度也能达到0.2％或更小，满足有关国家标准和国际标准的要求，使得干式高压套管或干式电流互感器的电容均压绝缘芯体用作电气设备主绝缘的同时，还可以用来测量高电压的设想得到了实现，它不仅提高了测量的准确度，还具有干式互感器的无油、无瓷、无爆炸、无污染，体积小、重量轻、不需检修维护等诸多优点。