[发明专利]手孔式电容分压器

说明书

技术领域

本发明具体涉及一种手孔式电容分压器。

背景技术

气体绝缘金属封闭组合电器（Gas Insulated Substation,简称GIS）是电力系统中大量使用的变电站设备，它是把断路器、隔离开关、接地开关、电压互感器、电流互感器、避雷器和母线等电力设备元件集成并密封在一个金属封闭的容器内，充以高压力的SF₆气体，实现设备紧凑性和安全可靠性。

GIS中的断路器和隔离开关进行关合和分断操作时，能够发生开关触头间隙的预击穿和重击穿。开关触头间隙的击穿能够在GIS内部产生高陡度和高频率的电磁暂态，称为特快速暂态（Very Fast Transient，简称VFT）。VFT的电压能够远远超过变电站电力设备的正常运行电压，导致设备绝缘的损坏；VFT还能够耦合进入变电站的控制保护系统，干扰控制保护系统的正常工作，并可能导致设备损坏。因此需要对变电站的VFT进行测量和分析，并采取措施进行抑制。GIS中VFT的测量需要宽的测量频带。VFT的频率可高达数10MHz；VFT叠加在工频电压上，VFT的测量需要同时测量工频电压分量。因此，VFT测量需要数Hz至百MHz的测量频带。

对GIS中VFT的测量，现有技术主要采用手孔式电容分压器，GIS的基本结构如图1和图2所示，GIS母线包含的中心导电杆1和接地的金属外壳2为同轴结构，VFT出现在中心导电杆和金属外壳之间。VFT测量的手孔式电容分压器由GIS金属外壳上的手孔3、手孔盖板4、感应电极5、绝缘薄膜6、固定螺栓7、螺栓垫圈8和电缆接头9组成，感应电极5安装在手孔盖板4上，感应电极5和手孔盖板4之间有绝缘薄膜6，感应电极的固定螺栓7有绝缘垫圈8，使得感应电极和手孔盖板之间绝缘。感应电极5和中心导电杆1之间的杂散电容构成电容分压器的高压臂电容，感应电极5和手孔盖板4之间的电容构成电容分压器的低压臂电容，感应电极上的分压信号通过电缆接头9输出到GIS体外，输入至测量记录设备。

在感应电极5和手孔盖板4之间采用了密封胶圈10，解决电缆头位置的气体密封问题，避免GIS中的高压SF₆气体从电缆头9处泄漏。

对于图3所示的现有技术中的手孔式电容分压器结构，感应电极5和手孔盖板4之间的绝缘电阻受到密封胶圈10的限制。在图3中，感应电极5和手孔盖板4之间的绝缘取决于绝缘薄膜6、绝缘垫圈8和密封胶圈10。GIS的SF₆气体密封目前主要使用丁腈橡胶和三元乙丙橡胶，这两种橡胶材料的电阻率比较低，难以获得足够大的绝缘电阻，对手孔式电容分压器的低频特性产生了限制。

发明内容

本发明旨在提供一种手孔式电容分压器，以解决现有技术中手孔式电容分压器低压臂并联电阻低的问题，进而满足手孔式电容分压器的低频特性。

为了实现上述目的，本发明提供了一种手孔式电容分压器，包括感应电极、手孔盖板和电缆接头，感应电极固定安装在手孔盖板上，并且感应电极与电缆接头电连接，感应电极与手孔盖板之间设置有绝缘薄膜，感应电极与手孔盖板之间绝缘，手孔式电容分压器还包括：绝缘板，设置在感应电极和手孔盖板之间；第一密封圈，设置在绝缘板与感应电极的接触面之间以对绝缘板与感应电极之间进行气体密封；第二密封圈，设置在绝缘板与手孔盖板的接触面之间以对绝缘板与手孔盖板之间进行气体密封。

进一步地，手孔盖板朝向感应电极的侧面上设置有用于安装绝缘板的第一环形槽，绝缘板设置在第一环形槽内。

进一步地，感应电极朝向手孔盖板的侧面上设置有用于安装绝缘板的第二环形槽，绝缘板设置在第二环形槽内。

进一步地，手孔盖板朝向感应电极的侧面上设置有用于安装绝缘板的第一环形槽，感应电极朝向手孔盖板的侧面上设置有用于安装绝缘板的第二环形槽，第一环形槽与第二环形槽共同围成容纳腔，绝缘板设置在容纳腔中。

进一步地，感应电极通过固定螺栓固定安装在手孔盖板上，感应电极与固定螺栓之间设置有绝缘垫圈以使感应电极和手孔盖板之间绝缘。

进一步地，第一密封圈和第二密封圈均为弹性耐腐蚀材料。