DE112016004925B4 - Capacitive voltage divider - Google Patents

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Abstract

Kapazitiver Spannungsteiler, umfassend: einen Schirmring (3), einen oberen Flansch (4), eine Glasfaserbuchse (5), eine Hochspannungselektrode (6), eine Vorrichtung zur Erfassung und drahtlosen Übertragung von Daten (7), eine erste Erdungselektrode (8), eine Niederspannungselektrode (9), eine zweite Erdungselektrode (10), ein Isoliermaterialblock (11) und einen unteren Flansch (12), wobei- der obere Flansch (4) und der untere Flansch (12) jeweils an oberen und unteren Enden der Glasfaserbuchse (5) angebracht sind; die erste Erdungselektrode (8), die Niederspannungselektrode (9), die zweite Erdungselektrode (10) und die Vorrichtung zur Erfassung und drahtlosen Übertragung von Daten (7) in der Glasfaserbuchse (5) der Reihe nach angeordnet sind;- die erste Erdungselektrode (8) und die zweite Erdungselektrode (10) beide mit dem unteren Flansch (12) verbunden sind;- der Isoliermaterialblock (11) für die Verbindung zwischen der Niederspannungselektrode (9) und dem unteren Flansch (12) angeordnet ist; und- die Niederspannungselektrode (9) eine Form eines nach unten geöffneten Zylinders aufweist und eine runde Erhebung mittig an einer Außenseite von dessen Oberseite angeordnet ist.Capacitive voltage divider, comprising: a shielding ring (3), a top flange (4), a fiber optic socket (5), a high-voltage electrode (6), a device for acquiring and wirelessly transmitting data (7), a first grounding electrode (8), a low voltage electrode (9), a second grounding electrode (10), a block of insulating material (11) and a bottom flange (12), wherein- the top flange (4) and the bottom flange (12) are at top and bottom ends of the fiber optic socket ( 5) are attached; the first grounding electrode (8), the low-voltage electrode (9), the second grounding electrode (10) and the device for acquiring and wirelessly transmitting data (7) are arranged in the fiber optic socket (5) in sequence;- the first grounding electrode (8 ) and the second grounding electrode (10) are both connected to the lower flange (12);- the insulating material block (11) is arranged for the connection between the low-voltage electrode (9) and the lower flange (12); and- the low-voltage electrode (9) has a shape of a cylinder opened downward and a round boss is arranged centrally on an outer side of the top thereof.

Description

Die Offenbarung bezieht sich auf Spannungsteiler und insbesondere auf einen zweifach verwendbaren kapazitiven Spannungsteiler zum Messen einer Netzfrequenzspannung und einer Stoßspannung.The disclosure relates to voltage dividers and more particularly to a dual purpose capacitive voltage divider for measuring a line frequency voltage and a surge voltage.

Hintergrundbackground

Eine Stoßspannungsprüfung an Leistungsanlagen bezieht sich auf das Simulieren einer Blitzstoßspannung, die auf eine Energieübertragungsleitung eines Stromversorgungssystems angewandt wird, und einer Stoßspannung, wenn ein Trennschalter ein- oder ausgeschaltet wird. Zu den Parametern, die in einem Prüfprozess gemessen werden müssen, gehören beispielsweise eine Amplitude und eine Zeit der Stoßspannung, wobei ein beteiligter Stoßspannungsteiler eine Spannungsumwandlungsvorrichtung ist, die ein Hochspannungs-Stoßspannungssignal in ein Niederspannungssignal umwandelt, das mit einem sekundären Messgerät gemessen werden kann.A power equipment surge test relates to simulating a lightning surge voltage applied to a power transmission line of a power system and a surge voltage when a circuit breaker is turned on or off. Parameters that need to be measured in a testing process include, for example, an amplitude and a time of the surge voltage, where a surge divider involved is a voltage conversion device that converts a high-voltage surge signal into a low-voltage signal that can be measured with a secondary measuring device.

Impulsspannungsteiler werden hauptsächlich in zwei Arten unterteilt, in Widerstandsspannungsteiler sowie kapazitive Spannungsteiler. Die Vorteile eines Widerstandsspannungsteilers liegen insbesondere in einer schnellen dynamischen Antwort, einer geringen Wellenformverzerrung und einer hohen Skalierungsfaktorstabilität. Da Widerstandsdrähte begrenzte Heizleistungen aufweisen, hat der Widerstandsspannungsteiler jedoch üblicherweise eine Spannungsklasse von weniger als 1000 Kilovolt (kV) und kann nur zum Messen einer Blitzstoßspannung konfiguriert werden. Gegenwärtig nutzen die meisten Stoßspannungsteiler mit einer Spannungsklasse von mehr als 1000 kV kapazitive Spannungsteiler. Ein kapazitiver Spannungsteiler ist verlustarm und frei von Erwärmung. Eine Hochspannungsleitung weist jedoch Streuinduktivitäten auf. Des Weiteren können Stoßspannungssignale, die durch einen reinen kapazitiven Spannungsteiler gemessen werden, überlagert werden und oszillieren. Zum Dämpfen dieser Oszillationen wird ein Dämpfungswiderstand hinzugefügt, um einen Widerstands-Kapazitäts-Reihenspannungsteiler zu bilden.Pulse voltage dividers are mainly divided into two types, resistive voltage dividers and capacitive voltage dividers. The advantages of a resistive voltage divider are, in particular, fast dynamic response, low waveform distortion and high scale factor stability. However, because resistive wire has limited heating capabilities, the resistive voltage divider typically has a voltage rating of less than 1000 kilovolts (kV) and can only be configured to measure lightning impulse voltage. Currently, most impulse voltage dividers with a voltage class of more than 1000 kV use capacitive voltage dividers. A capacitive voltage divider has low losses and does not heat up. However, a high-voltage line has leakage inductances. Furthermore, impulse voltage signals, which are measured by a purely capacitive voltage divider, can be superimposed and oscillate. To dampen these oscillations, a damping resistor is added to form a resistive-capacitance series voltage divider.

Die Kapazität eines Hochspannungsarms eines Widerstands-Kapazitäts-Reihenspannungsteilers beträgt üblicherweise 400 Picofarad (pF) und wird leicht von einem umgebenden aufgeladenen Körper beeinflusst. Außerdem weist die Kapazität eines Papier-Öl-isolierten Stoßkondensators eine schlechte Stabilität und einen relativ hohen dielektrischen Verlust auf. Ein Kondensator eines Niederspannungsarms nutzt üblicherweise einen Dünnfilmkondensator oder einen Keramikkondensator, und die Gestaltung der Wellenimpedanzanpassung wird an einem Eingangsende eines Kabels durchgeführt. Da die Medien der Hoch- und Niederspannungsarme unterschiedlich sind, sind ihre Temperaturkoeffizienten und Spannungskoeffizienten ebenfalls unterschiedlich, ein Skalierungsfaktor schwankt stärker, wobei üblicherweise Genauigkeit von 3 % sichergestellt werden kann, und Linearität ist möglicherweise nicht gewährleistet. Daher kann die Widerstands-Kapazitäts-Reihenspannung nicht derart gestaltet sein, dass ein Stoßspannungssignal wie mittels eines Standard-Spannungsteilers gemessen wird.The capacitance of a high voltage arm of a resistive-capacitance series voltage divider is typically 400 picofarads (pF) and is easily affected by a surrounding charged body. In addition, the capacitance of a paper-oil insulated shock capacitor has poor stability and relatively high dielectric loss. A capacitor of a low-voltage arm usually uses a thin-film capacitor or a ceramic capacitor, and characteristic impedance matching design is performed at an input end of a cable. Since the media of the high and low voltage arms are different, their temperature coefficients and voltage coefficients are also different, a scale factor fluctuates more, usually accuracy of 3% can be ensured, and linearity may not be guaranteed. Therefore, the resistance-capacitance series voltage cannot be designed to measure a transient voltage signal as with a standard voltage divider.

Das Dokument CN 204 649 819 U offenbart einen kapazitiven Spannungsteiler. Der kapazitive Spannungsteiler umfasst eine hohle Isolierschale, koaxial und symmetrisch an den Außenseiten der beiden Enden der Isolierschale angeordnete Metallflanschplatten und Metallelektroden an den Innenseiten der beiden Enden. Die Metallelektroden sind an beiden Enden jeweils mit einer Metallflanschplatte verbunden. An einem der Enden ist eine der Metallflanschplatten als Hochspannungsende mit einem konzentrischen Ausgleichsring fixiert und an dem anderen Ende, das dem Hochspannungsende gegenüberliegt, wird die andere Metallflanschplatte als Niederspannungsende verwendet. In der Metallelektrode am Hochspannungs- oder Niederspannungsende sind ein Niederspannungsarm, eine Datenerfassungseinheit und ein drahtloser Datensender verbaut.The document CN 204 649 819 U discloses a capacitive voltage divider. The capacitive voltage divider comprises a hollow insulating shell, metal flange plates arranged coaxially and symmetrically on the outsides of both ends of the insulating shell, and metal electrodes on the insides of both ends. The metal electrodes are each connected to a metal flange plate at both ends. At one of the ends, one of the metal flange plates is fixed as the high voltage end with a concentric balancing ring and at the other end, opposite the high voltage end, the other metal flange plate is used as the low voltage end. A low voltage arm, a data acquisition unit and a wireless data transmitter are built into the metal electrode at the high voltage or low voltage end.

ZusammenfassungSummary

Um die oben genannten Nachteile zu überwinden, ist in einer Ausführungsform der Offenbarung ein kapazitiver Spannungsteiler vorgesehen, der einen Einfluss einer Kopplungskapazität zwischen dem Spannungsteiler und umgebenden spannungsführenden Anlagen eliminieren kann und einen stabilen Skalierungsfaktor, eine gute Übergangscharakteristik und hohe Linearität aufweist. Der kapazitive Spannungsteiler kann ausgelegt sein, einen anderen akzeptierten Stoßspannungsteiler als einen kapazitiven Standard-Spannungsteiler zu kalibrieren und kann ebenfalls ein Netzfrequenzspannungssignal messen und einen Skalierungsfaktor und eine Linearität unter einer Netzfrequenzspannung messen.In order to overcome the above disadvantages, an embodiment of the disclosure provides a capacitive voltage divider that can eliminate an influence of a coupling capacitance between the voltage divider and surrounding live equipment and has a stable scaling factor, good transient characteristic, and high linearity. The capacitive voltage divider may be configured to calibrate an accepted impulse voltage divider other than a standard capacitive voltage divider and may also measure a line frequency voltage signal and measure a scale factor and linearity under a line frequency voltage.

Hierzu wird die technische Lösung einer Ausführungsform der Offenbarung wie folgt umgesetzt.For this purpose, the technical solution of an embodiment of the disclosure is implemented as follows.

Die Ausführungsform der Offenbarung stellt einen kapazitiven Spannungsteiler bereit, der Folgendes enthält: einen Schirmring (grading ring 3), einen oberen Flansch (4), eine Glasfaserbuchse (5), eine Hochspannungselektrode (6), eine Vorrichtung zur Erfassung und drahtlosen Übertragung von Daten (7), eine erste Erdungselektrode (8), eine Niederspannungselektrode (9), eine zweite Erdungselektrode (10), ein Isoliermaterialblock (11) und einen unteren Flansch (12), wobei der obere Flansch (4) und der untere Flansch (12) jeweils an oberen und unteren Enden der Glasfaserbuchse (5) angebracht sind; die erste Erdungselektrode (8), die Niederspannungselektrode (9), die zweite Erdungselektrode (10) und die Vorrichtung zur Erfassung und drahtlosen Übertragung von Daten (7) in der Glasfaserbuchse (5) der Reihe nach angeordnet sind; die erste Erdungselektrode (8) und die zweite Erdungselektrode (10) beide mit dem unteren Flansch (12) verbunden sind; und der Isoliermaterialblock (11) zur Verbindung zwischen der Niederspannungselektrode (9) und dem unteren Flansch (12) angeordnet ist.The embodiment of the disclosure provides a capacitive voltage divider that includes: a grading ring (3), a top flange (4), a fiber optic socket (5), a high voltage electrode (6), a device for acquiring and wirelessly transmitting data (7), a first grounding electrode (8), a low voltage electrode (9), a second grounding an electrode (10), an insulating material block (11) and a lower flange (12), the upper flange (4) and the lower flange (12) being attached to upper and lower ends of the fiber optic socket (5), respectively; the first grounding electrode (8), the low-voltage electrode (9), the second grounding electrode (10) and the device for detecting and wirelessly transmitting data (7) are arranged in the optical fiber jack (5) in sequence; the first grounding electrode (8) and the second grounding electrode (10) are both connected to the lower flange (12); and the insulating material block (11) is arranged for connection between the low-voltage electrode (9) and the lower flange (12).

In der Lösung ist optional die Glasfaserbuchse (5) eine Epoxid-Glasfaserbuchse (5), und der kapazitive Spannungsteiler enthält ferner ein Epoxid-Stützgehäuse (14) und Zwischenpotential-Abschirmringe (16); der obere Flansch (4) und der untere Flansch (12) sind jeweils an oberen und unteren Enden eines metallischen Flansches auf der Epoxid-Glasfaserbuchse (5) angebracht; das Epoxid-Stützgehäuse (14), die Zwischenpotential-Abschirmringe (16), die erste Erdungselektrode (8), die Niederspannungselektrode (9), die zweite Erdungselektrode (10) und die Vorrichtung zur Erfassung und drahtlosen Übertragung von Daten (7) sind in der Epoxid-Glasfaserbuchse (5) der Reihe nach angeordnet; und die erste Erdungselektrode (8), die zweite Erdungselektrode (10) und das Epoxid-Stützgehäuse (14) sind alle mit dem unteren Flansch (12) verbunden.In the solution, optionally, the fiber optic socket (5) is an epoxy fiber optic socket (5), and the capacitive voltage divider further includes an epoxy support housing (14) and intermediate potential shielding rings (16); the upper flange (4) and the lower flange (12) are respectively attached to upper and lower ends of a metallic flange on the epoxy fiberglass bushing (5); the epoxy support housing (14), the intermediate potential shielding rings (16), the first grounding electrode (8), the low voltage electrode (9), the second grounding electrode (10) and the device for acquisition and wireless transmission of data (7) are in the epoxy fiberglass bushing (5) arranged in sequence; and the first grounding electrode (8), the second grounding electrode (10) and the epoxy support housing (14) are all connected to the lower flange (12).

In den Lösungen liegt optional das Epoxid-Stützgehäuse (14) zwischen der Hochspannungselektrode (6), der ersten Erdungselektrode (8), der zweiten Erdungselektrode (10) und der Epoxid-Glasfaserbuchse (5) vor, mehrere Zwischenpotentialabschirmringe (16) sind an dem Epoxid-Stützgehäuse (14) angebracht, die Zwischenpotential-Abschirmringe (16) sind an 6 bis 8 gleichmäßig verteilten Epoxid-Stützelementen (15) befestigt, und das Epoxid-Stützgehäuse (14) ist mit den Epoxid-Stützelementen (15) verschachtelt; und die Niederspannungselektrode (9), die erste Erdungselektrode (8), die zweite Erdungselektrode (10), die Zwischenpotential-Abschirmringe (16) und das Epoxid-Stützgehäuse (14) sind koaxial befestigt.In the solutions, there is optionally the epoxy support case (14) between the high voltage electrode (6), the first grounding electrode (8), the second grounding electrode (10) and the epoxy fiberglass bushing (5), several intermediate potential shielding rings (16) are on the epoxy support housing (14) attached, the intermediate potential shielding rings (16) are attached to 6 to 8 evenly spaced epoxy supports (15), and the epoxy support housing (14) nests with the epoxy supports (15); and the low voltage electrode (9), the first grounding electrode (8), the second grounding electrode (10), the intermediate potential shielding rings (16) and the epoxy support housing (14) are fixed coaxially.

In der Lösung sind optional Materialien für die Zwischenpotential-Abschirmringe (16) polierte metallische Teile aus Aluminium oder Edelstahl, und gerundete Ecken sind an zwei Enden ausgebildet.In the solution, optional materials for the intermediate potential shielding rings (16) are aluminum or stainless steel polished metallic parts, and rounded corners are formed at two ends.

Die Niederspannungselektrode (9) weist eine Form eines nach unten geöffneten Zylinders auf, und eine runde Erhebung ist mittig an einer Außenseite von dessen Oberseite angeordnet.The low-voltage electrode (9) has a shape of a cylinder opened downward, and a round boss is centrally located on an outside of the top thereof.

In der Lösung ist die zweite Erdungselektrode (10) eine nach unten geöffnete zylindrische Elektrode; und eine Öffnung, durch welche die Erhebung der Niederspannungselektrode (9) eindringen kann, ist mittig in einer Oberseite der ersten Erdungselektrode (8) angeordnet. In the solution, the second grounding electrode (10) is a downwardly open cylindrical electrode; and an opening through which the bump of the low-voltage electrode (9) can penetrate is arranged centrally in a top of the first grounding electrode (8).

Ein Isoliergas ist zwischen der Niederspannungselektrode (9) und jeder der ersten Erdungselektrode (8) und der zweiten Erdungselektrode (10) eingefüllt.An insulating gas is filled between the low-voltage electrode (9) and each of the first grounding electrode (8) and the second grounding electrode (10).

In der Lösung sind ein Hochspannungsarm-Kondensator C1 und ein Abschirmungskondensator C0 zwischen der Hochspannungselektrode (6) bzw. der runden Erhebung der Niederspannungselektrode (9) und der ersten Erdungselektrode (8) ausgebildet, und ein Niederspannungsarm-Kondensator C21 und ein Niederspannungsarm-Kondensator C22 sind zwischen der Niederspannungselektrode (9) bzw. der ersten Erdungselektrode (8) und der zweiten Erdungselektrode (10) ausgebildet; der Niederspannungsarm-Kondensator C21 und der Niederspannungsarm-Kondensator C22 bilden einen Niederspannungsarm-Kondensator C2; ein Ende eines Dämpfungswiderstands Rd ist sequentiell mit dem Hochspannungsarm-Kondensator C1 und dem Niederspannungsarm-Kondensator C2 verbunden; das andere Ende des Dämpfungswiderstands Rd ist mit einer Hochspannungs-Führungsstange verbunden; das andere Ende des Niederspannungsarm-Kondensators C2 ist geerdet; und die Vorrichtung zur Erfassung und drahtlosen Übertragung von Daten (7) ist mit den zwei Enden des Niederspannungsarm-Kondensators C2 durch die Widerstände R21 bzw. R22 verbunden.In the solution, a high voltage arm capacitor C 1 and a shield capacitor C 0 are formed between the high voltage electrode (6) and the round bump of the low voltage electrode (9) and the first ground electrode (8), respectively, and a low voltage arm capacitor C 21 and a low voltage arm - capacitors C 22 are formed between the low voltage electrode (9) and the first grounding electrode (8) and the second grounding electrode (10), respectively; the low-voltage arm capacitor C 21 and the low-voltage arm capacitor C 22 form a low-voltage arm capacitor C 2 ; one end of a damping resistor R d is sequentially connected to the high-voltage arm capacitor C 1 and the low-voltage arm capacitor C 2 ; the other end of the damping resistor R d is connected to a high-tension guide rod; the other end of the low voltage arm capacitor C 2 is grounded; and the data acquisition and wireless transmission device (7) is connected to the two ends of the low-voltage arm capacitor C 2 through the resistors R 21 and R 22 , respectively.

In der Lösung ist ein Außendurchmesser der ersten Erdungselektrode (8) nicht kleiner als das Dreifache eines Außendurchmessers der runden Erhebung auf der Niederspannungselektrode (9).In the solution, an outer diameter of the first grounding electrode (8) is not smaller than three times an outer diameter of the boss on the low-voltage electrode (9).

In der Lösung ist der Schirmring (3) außerhalb des oberen Flanschs (4) angeordnet; und eine Basis (13) ist an einem Boden des unteren Flanschs (12) angeordnet, und der untere Flansch (12) ist geerdet.In the solution, the shield ring (3) is placed outside the top flange (4); and a base (13) is arranged at a bottom of the lower flange (12), and the lower flange (12) is grounded.

In der Lösung ist die Hochspannungselektrode (6) mit einem Dämpfungswiderstand (2) durch den oberen Flansch (4) verbunden, und der Dämpfungswiderstand (2) ist mit der Hochspannungs-Führungsstange (1) verbunden.In the solution, the high-voltage electrode (6) is connected to a damping resistor (2) through the top flange (4), and the damping resistor (2) is connected to the high-voltage guide rod (1).

In der Lösung sind Materialien für die Hochspannungselektrode (6), die Niederspannungselektrode (9), die erste Erdungselektrode (8) und die zweite Erdungselektrode (10) alle metallisches Aluminium, und eine Kreisbogengestaltung wird für Außenseiten von allen davon genutzt, um sicherzustellen, dass eine elektrische Feldstärke innerhalb von 200 kV/cm liegt.In the solution are materials for the high voltage electrode (6), the low voltage electrode (9), the first grounding electrode (8) and the second grounding electrode (10) all metallic aluminum, and a circular arc design is used for outsides of all of them to ensure that an electric field strength is within 200 kV/cm.

In der Lösung sind Spalte, die zwischen der Glasfaserbuchse (5) und der ersten Erdungselektrode (8) und zwischen der Niederspannungselektrode (9) und der zweiten Erdungselektrode (10) gebildet sind, mit einem Isoliergas von 5 Atmosphärendruck gefüllt; und das Isoliergas ist ein Schwefelhexafluorid- (SF6-) Gas.In the solution, gaps formed between the fiberglass bushing (5) and the first grounding electrode (8) and between the low-voltage electrode (9) and the second grounding electrode (10) are filled with an insulating gas of 5 atmospheric pressure; and the insulating gas is a sulfur hexafluoride (SF6) gas.

Im Vergleich zum nächsten Stand der Technik führt die technische Lösung, die von der Ausführungsform der Offenbarung bereitgestellt wird, zu folgenden vorteilhaften Effekten.

  1. 1. Der kapazitive Spannungsteiler, der von der Ausführungsform der Offenbarung bereitgestellt wird, weist einen einfachen Aufbau auf, ist einfach zu montieren und zu transportieren und ist leistungsstabil. Eine Datenerfassungseinheit ist eingebaut, eine drahtlose Übertragungsvorrichtung wird eingesetzt, um Daten zu übertragen, ein Messkabel ist sehr kurz und einfach anzupassen, und der Einfluss von Refraktion und Reflektion des Messkabels ist im Grunde eliminiert.
  2. 2. Medien sowohl für den Hochspannungsarm-Kondensator als auch den Niederspannungsarm-Kondensator sind das SF6-Gas, und es liegen keine anderen festen Isoliermaterialien vor, so dass eine Dielektrizitätskonstante konsistent, ein Temperaturkoeffizient derselbe und ein Skalierungsfaktor stabil ist.
  3. 3. Außerhalb des Hochspannungsarm-Kondensators liegt nicht nur der Abschirmungskondensator C0 zwischen der Hochspannungselektrode und der Erdungselektrode vor, sondern auch eine Kondensatorbank, die von den Kondensatoren C11...C1n zwischen der Hochspannungselektrode, den Zwischenpotential-Abschirmringen und der Erdungselektrode gebildet ist, und es liegt kein Einfluss äußerer Streukapazität vor.
  4. 4. Größen und Anzahl der Zwischenpotential-Abschirmringe kann gemäß einer Nennspannung des kapazitiven Spannungsteilers und gemäß der elektrischen Feldstärke einer Außenwand der Buchse geregelt werden, um einen Zweck einer gleichmäßigen Spannungsgradientenkurve der Außenwand zu erreichen.
  5. 5. Eine Innenstruktur des Spannungsteilers ist eine reine Kapazitätsstruktur ohne Induktivität, und der Spannungsteiler weist eine schnelle Frequenzantwort auf.
  6. 6. Eine Hochspannungsleitung nutzt die metallische Führungsstange, die Streuinduktivität ist gering, und der Dämpfungswiderstand ist gering.
Compared to the closest prior art, the technical solution provided by the embodiment of the disclosure brings about the following advantageous effects.
  1. 1. The capacitance type voltage divider provided by the embodiment of the disclosure is simple in structure, easy to assemble and transport, and stable in performance. A data acquisition unit is built-in, a wireless transmission device is employed to transmit data, a measurement cable is very short and easy to adjust, and the influence of refraction and reflection of the measurement cable is basically eliminated.
  2. 2. Media for both the high-voltage arm capacitor and the low-voltage arm capacitor are the SF6 gas, and there are no other solid insulating materials, so a dielectric constant is consistent, a temperature coefficient is the same, and a scale factor is stable.
  3. 3. Outside the high-voltage arm capacitor, there is not only the shield capacitor C 0 between the high-voltage electrode and the ground electrode, but also a capacitor bank formed by the capacitors C 11 ...C 1n between the high-voltage electrode, the intermediate potential shield rings and the ground electrode and there is no influence of external stray capacitance.
  4. 4. Sizes and numbers of the interpotential shielding rings can be regulated according to a rated voltage of the capacitive voltage divider and according to the electric field strength of an outer wall of the socket to achieve a purpose of a smooth voltage gradient curve of the outer wall.
  5. 5. An internal structure of the voltage divider is a pure capacitance structure with no inductance, and the voltage divider has fast frequency response.
  6. 6. A high-voltage line uses the metal guide rod, the leakage inductance is small, and the damping resistance is small.

Beschreibung von AusführungsbeispielenDescription of exemplary embodiments

Im Folgenden werden weitere Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen:

  • 1 ein Strukturdiagramm eines kapazitiven Spannungsteilers gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung.
  • 2 eine teilweise vergrößerte Zeichnung zwischen einer Hochspannungselektrode und einer Niederspannungselektrode in 1.
  • 3 ein weiteres Strukturdiagramm eines kapazitiven Spannungsteilers gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung.
  • 4 eine teilweise vergrößerte Zeichnung zwischen einer Hochspannungselektrode und einer Niederspannungselektrode in 3.
  • 5 ein schematisches Diagramm eines kapazitiven Spannungsteilers gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung.
Further exemplary embodiments are explained in more detail below with reference to figures. Here show:
  • 1 12 is a structural diagram of a capacitive voltage divider according to an embodiment of the disclosure.
  • 2 a partially enlarged drawing between a high voltage electrode and a low voltage electrode in 1 .
  • 3 12 is another structure diagram of a capacitive voltage divider according to an embodiment of the disclosure.
  • 4 a partially enlarged drawing between a high voltage electrode and a low voltage electrode in 3 .
  • 5 1 is a schematic diagram of a capacitive voltage divider according to an embodiment of the disclosure.

Hierbei sind:

1
Hochspannungs-Führungsstange,
2
Dämpfungswiderstand,
3
Schirmring,
4
oberer Flansch,
5
Glasfaserbuchse,
6
Hochspannungselektrode,
7
Vorrichtung zur Erfassung und drahtlosen Übertragung von Daten,
8
erste Erdungselektrode,
9
Niederspannungselektrode,
10
zweite Erdungselektrode,
11
Isoliermaterialblock,
12
unterer Flansch,
13
Basis,
14
Epoxid-Stützgehäuse,
15
Epoxid-Stützelement,
16
Zwischenpotential-Abschirmring,
C0
Abschirmungskondensator,
C1
Hochspannungsarm-Kondensator,
C2
Niederspannungsarm-Kondensator,
C21
Niederspannungsarm-Kondensator,
C22
Niederspannungsarm-Kondensator und
Rd
Dämpfungswiderstand.
Here are:
1
high tension guide rod,
2
damping resistance,
3
umbrella ring,
4
top flange,
5
fiber optic jack,
6
high voltage electrode,
7
device for the acquisition and wireless transmission of data,
8th
first grounding electrode,
9
low voltage electrode,
10
second grounding electrode,
11
block of insulating material,
12
lower flange,
13
Base,
14
epoxy support housing,
15
epoxy support element,
16
intermediate potential shielding ring,
C0
shield capacitor,
C1
low voltage capacitor,
C2
low voltage arm capacitor,
C21
low voltage arm capacitor,
C22
low voltage arm capacitor and
Rd
damping resistance.

Detaillierte BeschreibungDetailed description

Es versteht sich, dass hier beschriebene spezifische Ausführungsformen nur eingesetzt werden, um die Offenbarung zu erläutern, und die Offenbarung nicht einschränken sollen. Die Offenbarung wird nachstehend in Verbindung mit den Zeichnungen und spezifischen Implementierungsmodi im Detail beschrieben.It should be understood that specific embodiments described herein are employed only to illustrate the disclosure and are not intended to limit the disclosure. The disclosure is described in detail below in connection with the drawings and specific implementation modes.

Eine Ausführungsform der Offenbarung stellt einen kapazitiven Spannungsteiler bereit. Wie in 1 gezeigt, enthält der kapazitive Spannungsteiler: eine Hochspannungs-Führungsstange 1, einen Dämpfungswiderstand 2, einen Schirmring 3, einen oberen Flansch 4, eine Glasfaserbuchse 5, eine Hochspannungselektrode 6, eine Vorrichtung zur Erfassung und drahtlosen Übertragung von Daten 7, eine erste Erdungselektrode 8 (welche als eine Erdungselektrode 1 bezeichnet sein kann), eine Niederspannungselektrode 9, eine zweite Erdungselektrode 10 (welche als eine Erdungselektrode 2 bezeichnet sein kann), einen Isoliermaterialblock 11 und einen unteren Flansch 12, wobei alle von der Hochspannungselektrode 6, der Niederspannungselektrode 9, der ersten Erdungselektrode 8 und der zweiten Erdungselektrode 10 integriertes metallisches Aluminium sind, die Niederspannungselektrode 9 mit dem unteren Flansch 12 durch den Isoliermaterialblock verbunden ist, die erste Erdungselektrode 8 und die zweite Erdungselektrode 10 mit dem unteren Flansch 12 direkt verbunden sind und der untere Flansch 12 geerdet ist. Eine Schale des kapazitiven Spannungsteilers ist mit einem SF6-Gas mit einem Druck von fünf Atmosphären gefüllt. Ein leicht ungleichmäßiges Feld ist durch ein Messprinzip eines elektrischen Feldes ausgelegt, ein transientes Signal zu messen. Eine runde Erhebung mitten in der Niederspannungselektrode 9 und die Erdungselektroden auf zwei Seiten sind durch das SF6-Gas isoliert. In der Lösung ist wie in 2 gezeigt ein Kondensator, d.h. ein Hochspannungsarm-Kondensator C1, zwischen der Hochspannungselektrode 6 und der runden Erhebung der Niederspannungselektrode 9 ausgebildet, ein Abschirmungskondensator C0 ist zwischen der Hochspannungselektrode 6 und der ersten Erdungselektrode 8 ausgebildet, und ein elektrisches Feld zwischen der Hochspannungselektrode 6 und der Niederspannungselektrode 9 ist ein ungefähr gleichmäßiges elektrisches Feld. Wenn ein weiterer äußerer geladener Körper vorliegt, ändert die Kopplungskapazität zwischen dem kapazitiven Spannungsteiler und dem anderen geladenen Körper nur die Kapazität des Abschirmungskondensators C0. C21 ist zwischen der Niederspannungselektrode 9 und der ersten Erdungselektrode 8 ausgebildet, C22 ist zwischen der Niederspannungselektrode 9 und der zweiten Erdungselektrode 10 ausgebildet, und C21 und C22 bilden einen Niederspannungsarm-Kondensator C2.An embodiment of the disclosure provides a capacitive voltage divider. As in 1 As shown, the capacitive voltage divider includes: a high-voltage guide rod 1, a damping resistor 2, a shield ring 3, a top flange 4, a fiber-optic bushing 5, a high-voltage electrode 6, a device for acquiring and wirelessly transmitting data 7, a first grounding electrode 8 ( which may be referred to as a ground electrode 1), a low voltage electrode 9, a second ground electrode 10 (which may be referred to as a ground electrode 2), a block of insulating material 11 and a lower flange 12, all of which are composed of the high voltage electrode 6, the low voltage electrode 9, the the first grounding electrode 8 and the second grounding electrode 10 are integrated metallic aluminum, the low-voltage electrode 9 is connected to the bottom flange 12 through the insulating material block, the first grounding electrode 8 and the second grounding electrode 10 are connected to the bottom flange 12 directly, and the bottom flange 12 is grounded is. A shell of the capacitive voltage divider is filled with a SF6 gas with a pressure of five atmospheres. A slightly non-uniform field is designed by an electric field measurement principle to measure a transient signal. A round bump in the middle of the low voltage electrode 9 and the grounding electrodes on two sides are insulated by the SF6 gas. In the solution is as in 2 shown a capacitor, i.e. a high voltage arm capacitor C 1 , formed between the high voltage electrode 6 and the round bump of the low voltage electrode 9, a shield capacitor C 0 is formed between the high voltage electrode 6 and the first grounding electrode 8, and an electric field between the high voltage electrode 6 and of the low voltage electrode 9 is an approximately uniform electric field. When there is another external charged body, the coupling capacitance between the capacitive voltage divider and the other charged body only changes the capacitance of the shield capacitor C 0 . C 21 is formed between the low voltage electrode 9 and the first ground electrode 8, C 22 is formed between the low voltage electrode 9 and the second ground electrode 10, and C 21 and C 22 form a low voltage arm capacitor C 2 .

Eine Ausführungsform der Offenbarung stellt ferner einen kapazitiven Spannungsteiler bereit. Wie in 3 gezeigt, enthält der kapazitive Spannungsteiler eine Hochspannungs-Führungsstange 1, einen Dämpfungswiderstand 2, einen Schirmring 3, einen oberen Flansch 4, eine Epoxid-Glasfaserbuchse 5, eine Hochspannungselektrode 6, eine Vorrichtung zur Erfassung und drahtlosen Übertragung von Daten 7, eine erste Erdungselektrode 8 (welche als eine Erdungselektrode 1 bezeichnet sein kann), eine Niederspannungselektrode 9, eine zweite Erdungselektrode 10 (welche als eine Erdungselektrode 2 bezeichnet sein kann), einen Isoliermaterialblock 11, einen unteren Flansch 12, ein Epoxid-Stützgehäuse 14, Isolierstützringe 15, Zwischenpotential-Abschirmringe 16, Befestigungsschrauben 17 und dergleichen, wobei die Hochspannungselektrode 6, die Niederspannungselektrode 9, die erste Erdungselektrode 8, die zweite Erdungselektrode 10 und die Zwischenpotential-Abschirmringe alle polierte Teile aus integriertem metallischem Aluminium oder Edelstahl sind, die Niederspannungselektrode 9 mit dem unteren Flansch 12 durch den Isoliermaterialblock verbunden ist, die erste Erdungselektrode 8 und die zweite Erdungselektrode 10 mit dem unteren Flansch 12 direkt verbunden sind und der untere Flansch 12 geerdet ist. Die Zwischenpotential-Abschirmringe 16 sind an sechs bis acht gleichmäßig verteilten Epoxid-Stützelementen 15 befestigt, und das Epoxid-Stützgehäuse 14 ist mit den Epoxid-Stützelementen 15 verschachtelt. Gerundete Ecken können an den zwei Enden des Zwischenpotential-Abschirmrings 16 maschinell herausgearbeitet sein, und die gerundeten Ecken weisen eine Funktion der Vereinheitlichung eines elektrischen Feldes auf. Die Niederspannungselektrode 9, die erste Erdungselektrode 8, die zweite Erdungselektrode 10, die Zwischenpotential-Abschirmringe 16 und das Epoxid-Stützgehäuse 14 sind koaxial befestigt. Die Epoxid-Glasfaserbuchse des kapazitiven Spannungsteilers ist mit einem SF6-Gas mit einem Druck von 4,5 oder 5 Atmosphären gefüllt. Ein leicht ungleichmäßiges Feld ist durch ein Messprinzip eines elektrischen Feldes ausgelegt, ein transientes Signal zu messen. Eine runde Erhebung mitten in der Niederspannungselektrode 9 und die Erdungselektroden auf zwei Seiten sind durch das SF6-Gas isoliert. In der Lösung ist wie in 4 gezeigt ein Kondensator, d.h. ein Hochspannungsarm-Kondensator C1, zwischen der Hochspannungselektrode 6 und der runden Erhebung der Niederspannungselektrode 9 ausgebildet, ein Abschirmungskondensator C0 ist zwischen der Hochspannungselektrode 6 und der ersten Erdungselektrode 8 ausgebildet, eine Kondensatorbank C11...C1n ist zwischen der Hochspannungselektrode 6, den Zwischenpotential-Abschirmringen 16 und der ersten Erdungselektrode 8 ausgebildet, und ein elektrisches Feld zwischen der Hochspannungselektrode 6 und der Niederspannungselektrode 9 ist ein ungefähr gleichmäßiges elektrisches Feld. Wenn ein weiterer äußerer geladener Körper vorliegt, ändert die Kopplungskapazität zwischen dem kapazitiven Spannungsteiler und dem anderen geladenen Körper nur die Kapazität von C11...C1n oder des Abschirmungskondensators C0. C21 ist zwischen der Niederspannungselektrode 9 und der ersten Erdungselektrode 8 ausgebildet, C22 ist zwischen der Niederspannungselektrode 9 und der zweiten Erdungselektrode 10 ausgebildet, und C21 und C22 bilden einen Niederspannungsarm-Kondensator C2, Mehrere Kondensatoren sind zwischen der Hochspannungselektrode (6), den Zwischenpotential-Abschirmringen (16) und der ersten Erdungselektrode 8 ausgebildet und neben einer Reihenschaltung des Hochspannungsarm-Kondensators und des Niederspannungsarm-Kondensators parallel geschaltet.An embodiment of the disclosure further provides a capacitive voltage divider. As in 3 As shown, the capacitive voltage divider includes a high-voltage guide rod 1, a damping resistor 2, a shield ring 3, a top flange 4, an epoxy fiberglass bushing 5, a high-voltage electrode 6, a device for acquiring and wirelessly transmitting data 7, a first grounding electrode 8 (which may be referred to as a ground electrode 1), a low voltage electrode 9, a second ground electrode 10 (which may be referred to as a ground electrode 2), a block of insulating material 11, a bottom flange 12, an epoxy support housing 14, insulating support rings 15, intermediate potential Shielding rings 16, fastening screws 17 and the like, where the high-voltage electrode 6, the low-voltage electrode 9, the first grounding electrode 8, the second grounding electrode 10 and the intermediate potential shielding rings are all polished parts made of integrated metallic aluminum or stainless steel, the low-voltage electrode 9 with the lower flange 12 major ch the insulating material block is connected, the first grounding electrode 8 and the second grounding electrode 10 are connected to the lower flange 12 directly, and the lower flange 12 is grounded. The intermediate potential shielding rings 16 are attached to six to eight evenly spaced epoxy supports 15, and the epoxy support housing 14 nests with the epoxy supports 15. Rounded corners may be machined at the two ends of the interpotential shielding ring 16, and the rounded corners have a function of unifying an electric field. The low voltage electrode 9, the first grounding electrode 8, the second grounding electrode 10, the intermediate potential shielding rings 16 and the epoxy support case 14 are fixed coaxially. The epoxy fiberglass bushing of the capacitive voltage divider is filled with SF6 gas at a pressure of 4.5 or 5 atmospheres. A slightly non-uniform field is designed by an electric field measurement principle to measure a transient signal. A round bump in the middle of the low voltage electrode 9 and the grounding electrodes on two sides are insulated by the SF6 gas. In the solution is as in 4 shown a capacitor, ie a high voltage arm capacitor C 1 , formed between the high voltage electrode 6 and the bump of the low voltage electrode 9, a shield capacitor C 0 is between the high voltage electrode 6 and the first Ground electrode 8 is formed, a capacitor bank C 11 ... C 1n is formed between the high voltage electrode 6, the intermediate potential shield rings 16 and the first ground electrode 8, and an electric field between the high voltage electrode 6 and the low voltage electrode 9 is an approximately uniform electric field. When there is another external charged body, the coupling capacitance between the capacitive voltage divider and the other charged body only changes the capacitance of C 11 ...C 1n or the shielding capacitor C 0 . C 21 is formed between the low voltage electrode 9 and the first ground electrode 8, C 22 is formed between the low voltage electrode 9 and the second ground electrode 10, and C 21 and C 22 form a low voltage arm capacitor C 2 , A plurality of capacitors are connected between the high voltage electrode (6th ), the intermediate potential shielding rings (16) and the first grounding electrode 8 and connected in parallel besides a series connection of the high voltage arm capacitor and the low voltage arm capacitor.

Wie in 5 gezeigt, ist die Vorrichtung zur Erfassung und drahtlosen Übertragung von Daten 7 in der zweiten Erdungselektrode 10 angeordnet und überträgt ein Signal an einen Personal Computer (PC) durch eine drahtlose Übertragungstechnik. Signale an zwei Enden des Niederspannungsarm-Kondensators C2 sind mit einem Sekundärdämpfer, der von den Widerständen R21 und R22 gebildet ist, durch einen passenden Widerstand und ein kurzes Messkabel verbunden, und eine Datenerfassungseinheit erfasst ein Spannungsteilungssignal am Widerstand R22.As in 5 As shown, the device for acquiring and wirelessly transmitting data 7 is arranged in the second grounding electrode 10 and transmits a signal to a personal computer (PC) by a wireless transmission technique. Signals at two ends of the low-voltage arm capacitor C 2 are connected to a secondary attenuator formed by resistors R 21 and R 22 through a matching resistor and a short measuring cable, and a data acquisition unit detects a voltage division signal across resistor R 22 .

Als ein Implementierungsmodus ist ein Stoßspannungsteiler einfach strukturiert, fest und beständig, sowohl der Hochspannungsarm-Kondensator C1 und der Niederspannungsarm-Kondensator C2 nutzen dasselbe Isoliergas (beispielsweise das SF6), und Abweichungstendenzen der Hoch- und Niederspannungsarme sind konsistent, um die Stabilität eines Skalierungsfaktors sicherzustellen.As an implementation mode, a surge voltage divider is simply structured, fixed and durable, both the high-voltage arm capacitor C1 and the low-voltage arm capacitor C2 use the same insulating gas (e.g. the SF6), and drift tendencies of the high and low voltage arms are consistent to ensure the stability of a ensure scaling factor.

In einer Ausführungsform wird eine Kreisbogengestaltung für Außenseiten der Hochspannungselektrode 6, der Niederspannungselektrode 9, der ersten Erdungselektrode 8 und der zweiten Erdungselektrode 10 eingesetzt, um sicherzustellen, dass eine elektrische Feldstärke innerhalb von 200 kV/cm liegt, um einen Ungleichmäßigkeitsgrad des elektrischen Feldes zu verringern und das Auftreten von Korona zu verhindern.In one embodiment, a circular arc configuration is employed for outsides of the high-voltage electrode 6, the low-voltage electrode 9, the first ground electrode 8, and the second ground electrode 10 to ensure that an electric field strength is within 200 kV/cm to reduce an electric field unevenness degree and prevent the occurrence of corona.

In einer Ausführungsform ist ein Außendurchmesser der ersten Erdungselektrode 8 nicht kleiner als 3 Mal eines Außendurchmessers der runden Erhebung an einem oberen Teil der Niederspannungselektrode 9, um sicherzustellen, dass die erste Erdungselektrode 8 einen Abschirmungseffekt erreicht, und einen Einfluss des äußeren geladenen Körpers auf den Hochspannungsarm-Kondensator C1 zu vermeiden.In one embodiment, an outer diameter of the first grounding electrode 8 is not smaller than 3 times an outer diameter of the bump at an upper part of the low-voltage electrode 9 to ensure that the first grounding electrode 8 achieves a shielding effect and an influence of the external charged body on the high-voltage arm -Avoid capacitor C 1 .

In einer Ausführungsform haben die Zwischenpotential-Abschirmringe 16 als Hauptfunktion die Vereinheitlichung der elektrischen Feldstärke einer Außenwand aus Epoxid-Glasfaser, sodass ein Nutzungsgrad der Buchse erhöht und dessen Lebensdauer verlängert wird.In one embodiment, the inter-potential shielding rings 16 have as their primary function to unify the electric field strength of an epoxy fiberglass outer wall, thereby increasing a bushing's utilization efficiency and prolonging its service life.

Während einer praktischen Anwendung sind eine Gesamthöhe des Spannungsteilers und eine Größe des Schirmrings entsprechend einer Nennspannung des Spannungsteilers ausgelegt, ein Spaltabstand zwischen der Hochspannungselektrode 6 und der Niederspannungselektrode 9 ist entsprechend der elektrischen Feldstärke festgelegt, ein Durchmesser eines vorstehenden Leiters in einer Mitte der Niederspannungselektrode ist entsprechend der Kapazität des Hochspannungsarms festgelegt, und der Außendurchmesser der ersten Erdungselektrode 8 ist entsprechend dem Durchmesser des vorstehenden Leiters festgelegt. During a practical application, a total height of the voltage divider and a size of the shield ring are designed according to a rated voltage of the voltage divider, a gap distance between the high voltage electrode 6 and the low voltage electrode 9 is set according to the electric field strength, a diameter of a protruding conductor at a center of the low voltage electrode is accordingly of the capacitance of the high voltage arm, and the outer diameter of the first grounding electrode 8 is set according to the diameter of the protruding conductor.

Durchmesser gerundeter Ecken an Rändern der Hochspannungselektrode, der Niederspannungselektrode 9 und der Erdungselektroden sind entsprechend der elektrischen Feldstärke festgelegt, ein Abstand zwischen der Niederspannungselektrode 9 und jeder der ersten Erdungselektrode 8 und der zweiten Erdungselektrode 10 ist entsprechend einem Ausgangsspannungsgrenzwert der Datenerfassungseinheit festgelegt, und in einem Gestaltungsprozess ist es erforderlich, Schwierigkeiten und Durchführbarkeit maschineller Bearbeitung zu berücksichtigen und einen entsprechenden Spielraum freizuhalten.Diameters of rounded corners at edges of the high voltage electrode, the low voltage electrode 9 and the ground electrodes are set according to the electric field strength, a distance between the low voltage electrode 9 and each of the first ground electrode 8 and the second ground electrode 10 is set according to an output voltage limit value of the data acquisition unit, and in a design process it is necessary to take into account the difficulty and feasibility of machining and to reserve a margin accordingly.

Während der praktischen Anwendung ist die Hochspannungs-Führungsstange ausgelegt, Streuinduktivität auf einer Leitung zu verringern, ein induktivitätsfreier Widerstand, der geeignet ist, Schwingungen zu eliminieren, ist als der Dämpfungswiderstand gefertigt, der Dämpfungswiderstand wird durch einen Stufenwellenreaktionstest erreicht, und eine Größe des Dämpfungswiderstands ist entsprechend einer geteilten Spannungsgröße des Dämpfungswiderstands ausgelegt.During practical use, the high-voltage guide rod is designed to reduce leakage inductance on a line, an inductance-free resistor capable of eliminating vibration is made as the damping resistor, the damping resistance is achieved through a step wave response test, and a size of the damping resistor is designed according to a divided voltage magnitude of the damping resistor.

Die technische Lösung, die von der Ausführungsform der Offenbarung bereitgestellt wird, hat folgende vorteilhafte Wirkungen.

  1. 1. Der kapazitive Spannungsteiler, der von der Ausführungsform der Offenbarung bereitgestellt wird, weist einen einfachen Aufbau auf, ist einfach zu montieren und zu transportieren und ist leistungsstabil. Die Datenerfassungseinheit ist eingebaut, eine drahtlose Übertragungsvorrichtung wird eingesetzt, um Daten zu übertragen, Impedanzanpassung muss nicht durchgeführt werden, und das Problem der Signalrefraktion und -reflektion ist gelöst.
  2. 2. Medien für alle Kondensatoren sind das SF6-Gas, und es liegen keine anderen festen Isoliermaterialien vor, sodass eine Dielektrizitätskonstante konsistent, ein Temperaturkoeffizient derselbe und ein Skalierungsfaktor stabil ist.
  3. 3. Den Hochspannungsarm-Kondensator ist zwischen den Abschirmungskondensatoren angeordnet, und es liegt kein Einfluss äußerer Streukapazität vor.
  4. 4. Eine Innenstruktur des Spannungsteilers ist eine reine Kapazitätsstruktur ohne Induktivität, und der Spannungsteiler weist eine schnelle Frequenzantwort auf.
  5. 5. Eine Hochspannungsleitung nutzt die metallische Führungsstange, die Streuinduktivität ist gering, und der Dämpfungswiderstand ist gering.
The technical solution provided by the embodiment of the disclosure has the following advantageous effects.
  1. 1. The capacitance type voltage divider provided by the embodiment of the disclosure is simple in structure, easy to assemble and transport, and stable in performance. The data acquisition unit is built-in, a wireless transmission device is employed to transmit data, no need to perform impedance matching, and the problem of signal refraction and reflection is solved.
  2. 2. Media for all capacitors is the SF6 gas, and there are no other solid insulating materials, so a dielectric constant is consistent, a temperature coefficient is the same, and a scale factor is stable.
  3. 3. The high voltage arm capacitor is placed between the shield capacitors and there is no influence of external stray capacitance.
  4. 4. An internal structure of the voltage divider is a pure capacitance structure with no inductance, and the voltage divider has fast frequency response.
  5. 5. A high-voltage line uses the metal guide rod, the leakage inductance is small, and the damping resistance is small.

Es ist wichtig zu beachten, dass der Inhalt und die spezifischen Umsetzungsmodi der Offenbarung die praktische Anwendung der technischen Lösung, die durch die Offenbarung bereitgestellt wird, beweisen sollen und nicht als eine Beschränkung des Schutzumfangs der Offenbarung interpretiert werden sollten. Der Fachmann kann sich vom Gedanken und Prinzip der Offenbarung anregen lassen, um verschiedene Modifikationen, gleichwertige Ersetzungen oder Verbesserungen vorzunehmen. Diese Änderungen oder Modifikationen fallen jedoch in den Schutzumfang der zur Genehmigung anstehenden Ansprüche.It is important to note that the content and the specific implementation modes of the disclosure are intended to prove the practical application of the technical solution provided by the disclosure and should not be interpreted as a limitation on the scope of the disclosure. Those skilled in the art can be inspired by the spirit and principle of the disclosure to make various modifications, equivalent substitutions or improvements. However, such changes or modifications come within the scope of the claims being appended.

In der Ausführungsform der Offenbarung enthält der kapazitive Spannungsteiler den oberen Flansch und den unteren Flansch, die an einem oberen Ende und unteren Ende der Glasfaserbuchse befestigt sind; die Hochspannungselektrode, die in der Glasfaserbuchse befestigt ist, ist mit dem oberen Flansch verbunden, und die Niederspannungselektrode, die in der Glasfaserbuchse befestigt ist, ist mit dem unteren Flansch durch den Isoliermaterialblock verbunden; und der kapazitive Spannungsteiler weist einen einfachen Aufbau auf, ist einfach zu montieren und zu transportieren und ist leistungsstabil.In the embodiment of the disclosure, the capacitive voltage divider includes the top flange and the bottom flange fixed to a top end and a bottom end of the fiber optic jack; the high-voltage electrode fixed in the fiberglass socket is connected to the upper flange, and the low-voltage electrode fixed in the fiberglass socket is connected to the lower flange through the insulating material block; and the capacitive voltage divider has a simple structure, easy to assemble and transport, and stable in performance.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungen von Bedeutung sein.The features of the invention disclosed in the above description, the claims and the drawing can be important both individually and in any combination for the realization of the invention in its various embodiments.

Claims (12)

Kapazitiver Spannungsteiler, umfassend: einen Schirmring (3), einen oberen Flansch (4), eine Glasfaserbuchse (5), eine Hochspannungselektrode (6), eine Vorrichtung zur Erfassung und drahtlosen Übertragung von Daten (7), eine erste Erdungselektrode (8), eine Niederspannungselektrode (9), eine zweite Erdungselektrode (10), ein Isoliermaterialblock (11) und einen unteren Flansch (12), wobei - der obere Flansch (4) und der untere Flansch (12) jeweils an oberen und unteren Enden der Glasfaserbuchse (5) angebracht sind; die erste Erdungselektrode (8), die Niederspannungselektrode (9), die zweite Erdungselektrode (10) und die Vorrichtung zur Erfassung und drahtlosen Übertragung von Daten (7) in der Glasfaserbuchse (5) der Reihe nach angeordnet sind; - die erste Erdungselektrode (8) und die zweite Erdungselektrode (10) beide mit dem unteren Flansch (12) verbunden sind; - der Isoliermaterialblock (11) für die Verbindung zwischen der Niederspannungselektrode (9) und dem unteren Flansch (12) angeordnet ist; und - die Niederspannungselektrode (9) eine Form eines nach unten geöffneten Zylinders aufweist und eine runde Erhebung mittig an einer Außenseite von dessen Oberseite angeordnet ist.Capacitive voltage divider, comprising: a shielding ring (3), a top flange (4), a fiber optic socket (5), a high-voltage electrode (6), a device for acquiring and wirelessly transmitting data (7), a first grounding electrode (8), a low voltage electrode (9), a second grounding electrode (10), a block of insulating material (11) and a bottom flange (12), wherein - the upper flange (4) and the lower flange (12) are attached to upper and lower ends of the fiber optic socket (5), respectively; the first grounding electrode (8), the low-voltage electrode (9), the second grounding electrode (10) and the device for detecting and wirelessly transmitting data (7) are arranged in the optical fiber jack (5) in sequence; - the first grounding electrode (8) and the second grounding electrode (10) are both connected to the lower flange (12); - the insulating material block (11) is arranged for the connection between the low-voltage electrode (9) and the lower flange (12); and - the low-voltage electrode (9) has a shape of a cylinder open downwards and a round boss is arranged centrally on an outer side of the top thereof. Kapazitiver Spannungsteiler nach Anspruch 1, wobei die Glasfaserbuchse (5) eine Epoxid-Glasfaserbuchse (5) ist und der kapazitive Spannungsteiler ferner Folgendes umfasst: ein Epoxid-Stützgehäuse (14) und Zwischenpotential-Abschirmringe (16); - der obere Flansch (4) und der untere Flansch (12) jeweils an oberen und unteren Enden eines metallischen Flansches auf der Epoxid-Glasfaserbuchse (5) angebracht sind; das Epoxid-Stützgehäuse (14), die Zwischenpotential-Abschirmringe (16), die erste Erdungselektrode (8), die Niederspannungselektrode (9), die zweite Erdungselektrode (10) und die Vorrichtung zur Erfassung und drahtlosen Übertragung von Daten (7) in der Epoxid-Glasfaserbuchse (5) der Reihe nach angeordnet sind; und - die erste Erdungselektrode (8), die zweite Erdungselektrode (10) und das Epoxid-Stützgehäuse (14) alle mit dem unteren Flansch (12) verbunden sind.Capacitive voltage divider claim 1 wherein the fiber optic socket (5) is an epoxy fiber optic socket (5) and the capacitive voltage divider further comprises: an epoxy support housing (14) and intermediate potential shielding rings (16); - the upper flange (4) and the lower flange (12) are respectively attached to upper and lower ends of a metallic flange on the epoxy fiberglass bushing (5); the epoxy support housing (14), the intermediate potential shielding rings (16), the first grounding electrode (8), the low voltage electrode (9), the second grounding electrode (10) and the device for acquiring and wirelessly transmitting data (7) in the epoxy fiberglass bushing (5) are arranged in sequence; and - the first grounding electrode (8), the second grounding electrode (10) and the epoxy support housing (14) are all connected to the lower flange (12). Kapazitiver Spannungsteiler nach Anspruch 2, wobei das Epoxid-Stützgehäuse (14) zwischen der Hochspannungselektrode (6), der ersten Erdungselektrode (8), der zweiten Erdungselektrode (10) und der Epoxid-Glasfaserbuchse (5) vorliegt, mehrere Zwischenpotentialabschirmringe (16) an dem Epoxid-Stützzylinder (14) angebracht sind, die Zwischenpotential-Abschirmringe (16) an sechs bis acht gleichmäßig verteilten Epoxid-Stützelementen (15) befestigt sind und das Epoxid-Stützgehäuse (14) mit den Epoxid-Stützelementen (5) verschachtelt ist; und die Niederspannungselektrode (9), die erste Erdungselektrode (8), die zweite Erdungselektrode (10), die Zwischenpotential-Abschirmringe (16) und das Epoxid-Stützgehäuse (14) koaxial befestigt sind.Capacitive voltage divider claim 2 wherein the epoxy support housing (14) is between the high voltage electrode (6), the first ground electrode (8), the second ground electrode (10) and the epoxy fiberglass bushing (5), a plurality of intermediate potential shielding rings (16) on the epoxy support cylinder ( 14), the intermediate potential shielding rings (16) are attached to six to eight evenly spaced epoxy supports (15) are fixed and the epoxy support housing (14) is nested with the epoxy support members (5); and the low voltage electrode (9), the first grounding electrode (8), the second grounding electrode (10), the intermediate potential shielding rings (16) and the epoxy support housing (14) are fixed coaxially. Kapazitiver Spannungsteiler nach Anspruch 1, wobei die zweite Erdungselektrode (10) eine nach unten geöffnete zylindrische Elektrode ist; und eine Öffnung, durch welche die Erhebung der Niederspannungselektrode (9) eindringen kann, mittig in einer Oberseite der ersten Erdungselektrode (8) angeordnet ist.Capacitive voltage divider claim 1 wherein the second grounding electrode (10) is a downwardly open cylindrical electrode; and an opening through which the bump of the low-voltage electrode (9) can penetrate is arranged centrally in a top of the first grounding electrode (8). Kapazitiver Spannungsteiler nach Anspruch 4, wobei ein Isoliergas zwischen der Niederspannungselektrode (9) und jeder der ersten Erdungselektrode (8) und der zweiten Erdungselektrode (10) eingefüllt ist.Capacitive voltage divider claim 4 wherein an insulating gas is filled between the low-voltage electrode (9) and each of the first grounding electrode (8) and the second grounding electrode (10). Kapazitiver Spannungsteiler nach Anspruch 4, wobei ein Hochspannungsarm-Kondensator C1 und ein Abschirmungskondensator C0 zwischen der Hochspannungselektrode (6) bzw. der runden Erhebung der Niederspannungselektrode (9) und der ersten Erdungselektrode (8) ausgebildet sind und ein Niederspannungsarm-Kondensator C21 und ein Niederspannungsarm-Kondensator C22 zwischen der Niederspannungselektrode (9) bzw. der ersten Erdungselektrode (8) und der zweiten Erdungselektrode (10) ausgebildet sind; - der Niederspannungsarm-Kondensator C21 und der Niederspannungsarm-Kondensator C22 einen Niederspannungsarm-Kondensator C2 bilden; ein Ende eines Dämpfungswiderstands Rd sequentiell mit dem Hochspannungsarm-Kondensator C1 und dem Niederspannungsarm-Kondensator C2 verbunden ist; das andere Ende des Dämpfungswiderstands Rd mit einer Hochspannungs-Führungsstange verbunden ist; das andere Ende des Niederspannungsarm-Kondensators C2 geerdet ist; und die Vorrichtung zur Erfassung und drahtlosen Übertragung von Daten (7) mit den zwei Enden des Niederspannungsarm-Kondensators C2 durch die Widerstände R21 bzw. R22 verbunden ist. Capacitive voltage divider claim 4 wherein a high voltage arm capacitor C 1 and a shield capacitor C 0 are formed between the high voltage electrode (6) and the round bump of the low voltage electrode (9) and the first ground electrode (8), respectively, and a low voltage arm capacitor C 21 and a low voltage arm capacitor C 22 are formed between the low-voltage electrode (9) and the first grounding electrode (8) and the second grounding electrode (10), respectively; - the low voltage arm capacitor C 21 and the low voltage arm capacitor C 22 form a low voltage arm capacitor C 2 ; one end of a damping resistor R d is sequentially connected to the high-voltage arm capacitor C 1 and the low-voltage arm capacitor C 2 ; the other end of the damping resistor R d is connected to a high-tension guide rod; the other end of the low voltage arm capacitor C 2 is grounded; and the device for detecting and wirelessly transmitting data (7) is connected to the two ends of the low-voltage arm capacitor C 2 through the resistors R 21 and R 22 , respectively. Kapazitiver Spannungsteiler nach Anspruch 4, wobei ein Außendurchmesser der ersten Erdungselektrode (8) nicht kleiner als das Dreifache eines Außendurchmessers der runden Erhebung auf der Niederspannungselektrode (9) ist.Capacitive voltage divider claim 4 wherein an outer diameter of the first grounding electrode (8) is not smaller than three times an outer diameter of the boss on the low-voltage electrode (9). Kapazitiver Spannungsteiler nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schirmring (3) außerhalb des oberen Flanschs (4) angeordnet ist; und eine Basis (13) an einem Boden des unteren Flanschs (12) angeordnet ist und der untere Flansch (12) geerdet ist.Capacitive voltage divider claim 1 or 2 wherein the shield ring (3) is arranged outside the upper flange (4); and a base (13) is arranged at a bottom of the lower flange (12) and the lower flange (12) is grounded. Kapazitiver Spannungsteiler nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Hochspannungselektrode (6) mit einem Dämpfungswiderstand (2) durch den oberen Flansch (4) verbunden ist und der Dämpfungswiderstand (2) mit einer Hochspannungs-Führungsstange (1) verbunden ist.Capacitive voltage divider claim 1 or 2 wherein the high-voltage electrode (6) is connected to a damping resistor (2) through the upper flange (4), and the damping resistor (2) is connected to a high-voltage guide rod (1). Kapazitiver Spannungsteiler nach Anspruch 1 oder 2, wobei Materialien für die Hochspannungselektrode (6), die Niederspannungselektrode (9), die erste Erdungselektrode (8) und die zweite Erdungselektrode (10) alle metallisches Aluminium sind und eine Kreisbogengestaltung für Außenseiten von allen davon eingesetzt wird, um sicherzustellen, dass eine elektrische Feldstärke innerhalb von 200 kV/cm liegt.Capacitive voltage divider claim 1 or 2 , wherein materials for the high-voltage electrode (6), the low-voltage electrode (9), the first grounding electrode (8) and the second grounding electrode (10) are all metallic aluminum and a circular arc design is employed for outer sides of all of them to ensure that an electrical field strength is within 200 kV/cm. Kapazitiver Spannungsteiler nach Anspruch 5, wobei Spalten, die zwischen der Glasfaserbuchse (5) und der ersten Erdungselektrode (8) und zwischen der Niederspannungselektrode (9) und der zweiten Erdungselektrode (10) gebildet sind, mit einem Isoliergas mit einem Druck von fünf Atmosphären gefüllt sind; und das Isoliergas ein Schwefelhexafluorid- (SF6-) Gas ist.Capacitive voltage divider claim 5 wherein gaps formed between the fiber optic bushing (5) and the first grounding electrode (8) and between the low voltage electrode (9) and the second grounding electrode (10) are filled with an insulating gas having a pressure of five atmospheres; and the insulating gas is a sulfur hexafluoride (SF6) gas. Kapazitiver Spannungsteiler nach Anspruch 2, wobei Materialien für die Zwischenpotential-Abschirmringe (16) polierte metallische Teile aus Aluminium oder Edelstahl sind und gerundete Ecken an zwei Enden ausgebildet sind.Capacitive voltage divider claim 2 , wherein materials for the intermediate potential shielding rings (16) are polished metallic parts made of aluminum or stainless steel, and rounded corners are formed at two ends.
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