[发明专利]带分压屏蔽的分体倒立式标准电容器

说明书

(一)技术领域

本发明是一种用于高压试验室中，在电桥电路中被用来测量电容器、电缆、出线套管、绝缘子等设备的电容和介质损耗角(tanδ)；还可用作高压测量电容分压装置的高压电容，在局部放电量测试中作为高压耦合电容器使用的试验装置。

(二)背景技术

目前高压试验室使用的高压标准电容器大都是套管内置式一体结构：即产品由绝缘套管和底座两部分组成，电容器的高/低压电极全部安装在绝缘套管内部，其中高压电极固定在套管的上法兰上，高压电极内部套装低压电极，低压电极由钢管支撑，固定于套管下法兰即底座上。此种结构的标准电容器优点是结构简单，成本较低。但是随着电压等级的提高，这种常规结构的标准电容器内部电位分布越来越不均匀，电场畸变较大，造成局部电场强度较高，容易发生绝缘击穿事故，甚至威胁试验人员及被试电力设备的安全。国内某试验室使用此种结构的进口标准电容器，其标称电压为1200kV，但是当电压升至约900kV时产品内部就发生了绝缘击穿。解决上述问题的办法有两种：其一就是直接加大电容器绝缘套管尺寸，使得高/低压电极间绝缘距离加大，从而防止绝缘击穿，但是这个方案中，绝缘套管尺寸加大后，产品制造成本将成倍增长；其二就是设法均匀产品内部的电位分布，降低电容器内部的电场强度。

(三)发明内容

本设计的目的是研发一种带分压屏蔽的分体倒立式标准电容器，可以在不使用大尺寸绝缘套管的前提下，既有较高的测量精度，又可有效降低产品内部电场强度，提高产品的使用安全性。为使用者提供安全可靠且价格适宜的试验装置。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：标准电容器整体采用倒置式，上下结构。上部为高压壳体，下部为绝缘支撑套管和底座。高压壳体即是高压电极，其上下两端布置屏蔽环，低压电极由绝缘件倒挂固定在高压壳体内部；绝缘支撑套管内部安装双极分压屏蔽，有高压屏蔽罩和中压屏蔽罩，可有效降低套管内外电场强度，起到均压作用，有效改善了标准电容器内外电场的分布。最下部的底座上安装有万向轮，可方便的移动整个产品。

本发明的有益效果是，当试验电压升至额定工频电压时，产品内部最高电场强度仍然小于10kV/mm，绝缘套管外表面沿面电场强度最高处也不大于0.55kV/mm，而常规标准电容器当电压升额定工频电压时，绝缘套管外表面沿面电场强度最高处约0.88kV/mm(安全使用原则是不大于0.9kV/mm)，此时常规产品如不快速断电，随时有发生绝缘击穿的可能性。与之相比本设计可提高37.5％的安全裕度，产品整体电场分布相对均匀，提高了产品的安全系数；另外因为采用分体式结构，低压电极通过长度较短(不超过400mm)的绝缘件刚性固定在金属制造的高压壳体内，电容量精准，且因为是刚性连接，位置固定，不会因电动力而造成高/低压电极间相对移动，从而大幅提高电容器电容电压系数，经测算电容电压系数可达2×10^-6。通过本设计可使得在高压领域使用的标准电容器不再使用大尺寸绝缘套管，在获得高精度、高可靠性的同时，可有效降低产品制造成本，节约能耗。

(四)附图说明

图1带分压屏蔽的分体倒立式标准电容器剖视图。

图2带分压屏蔽的分体倒立式标准电容器外形结构图。

图3常规高压标准电容器套管外表面沿面电场强度曲线。

图4带分压屏蔽的分体倒立式标准电容器套管外表面沿面电场强度曲线。

图中，1.均压环A，2.低压电极，3.高压壳体(电极)，4.均压环B，5.高压屏蔽罩，6.中压屏蔽罩，7.绝缘支撑套管，8.底座，9.万向轮，10.绝缘件。

(五)具体实施方式

下面结合附图对本新型的加工安装和使用进一步说明。

在图1中，显示了带分压屏蔽的分体倒立式标准电容器的整体剖面，上部高压壳体(2)与高压电极合二为一，高压壳体(2)外部上下分别安装均压环A(1)和均压环B(2)，防止产品通高压时产生电晕，低压电极(3)通过绝缘件(10)倒挂安装在高压壳体(2)内部，高压屏蔽罩(5)安装在绝缘支撑套管(7)的上法兰上，绝缘件(10)为环氧树脂浇注成型，具有高电气绝缘性能和高机械强度，绝缘支撑套管(7)基体为环氧玻璃钢管外部包裹硅橡胶伞群，具有很好的绝缘性能机械强度和良好的憎水性，不仅可在户内使用，还可满足户外使用要求，整个产品安装在由型钢组成的底座(8)上，底座下部安装有4个万向轮(9)，使得产品可以方便的移动。

图2是带分压屏蔽的分体倒立式标准电容器的外形结构图。