[发明专利]对温度具有高稳定性的电容器

说明书

本发明涉及一种电容器，这种电容器被特别设计成适应于精确测量电器设备中电压的装置，该电器设备具有接地的金属包层并通过六氟化硫(SF₆)绝缘。

这种电压测量装置在GEC ALSTHOM SA公司于1983年12月7日递交的法国专利申请第8916189号中描述了。

本说明书的图1示出了用于获取测量电压的电路。

线路L1代表高压导体，其电压Up为待测量电压。

该电路包括称做高压电容器的第一电容器C1，它通过连接电缆L2被连接到运算放大器A的负输入端上，运算放大器带有第二电容器C2，该电容器被连接到运算放大器的输出端与负输入端之间。运算放大器的正输入端接地。电容器r表示总的杂散电容，特别包括连接电缆L2的电容及由低压电容器板与地所形成的电容。由于运算放大器A放置在测量室B中，该测量室与高压电容器C1所放置的地点可能相距几十米远，所以线L2的电容不能被忽略。

由于运算放大器的输出电压Us与测量电压之间有如下等式关系：

         Up＝-Us·C2/C1

所以运算大器的输出电压Us是测量电压Up的反映。

为了确保反映信号Us独立于温度，必须使比率C2/Cl独立于温度。

电容器C2放置在测量室中，并很容易将其放进温度调节箱中。

但是电容器C1是在电器设备中或其附近的，该设备经常在室外，其温度可以在很大范围如-50℃到+60℃间变化。

因而测量的精度取决于电容器C2的电容随温度的变化。为了与电容器C1所受的温度无关，而获得电压Us的准确测量，必须使所述电容器的电容独立于温度。

本发明第一个目的是提供一种电容器，其电容不随温度而变化。

本发明的另一个目的是提供一种易于制造并且便宜的电容器。

本发明的再一个目的是提供一种电容器，其相对地的杂散电容呈极小感性，为出现在低压电极上的高频信号的电流提供较好的路径。

本发明提供了一种电容器，它对温度有高稳定性，其特征在于它包括一个圆柱形金属体，一个与该金属体共轴并放置在金属体内的圆柱形高压电极，以及至少二个低压(LT)电极，这些低压电极通过插入的绝缘层与金属体的内壁保持接触，所述这些低压电极相对于金属体的几何轴对称设置，所述低压电极通过可使其自由膨胀的保持装置被固定就位，在高压电极与低压电极间延续的电介质是一种气体或真空，金属体的膨胀系数αc与高压电极的膨胀系数αh相等，金属体材料的膨胀系数αc与低电极材料的膨胀系数αb通过下列不等式相联系：

               1.5＜αb/αc＜2.5

参照附图，通过描述具体实施例来更深地解释本发明，其中，

图1是一电压测量装置的电路图；

图2是根据本发明制作的电容探测器的透示图；

图3是图1探测器的局部剖面图；

图4是电容器的一部分的局部剖面图，表示固定LT电极第一种方法的第一实施例；

图5是电容器一部分的局部轴向剖面图，表示了如图4所示的固定LT电极的同样方法；

图6是电容器一部分的局部剖面图，表示了固定LT电极的第二种方法；

图7是电容器一部分的局部轴向剖面图，表示了如图6所示的固定LT电极的同样方法。

图8是电容器一部分的局部剖面图，表示了固定LT电极的第三种方法；

图9是电容器一部分的局部轴向剖面图，表示了图8所示的固定LT的电极的同样方法；

图10是包涂有金属层的工作站的局部图，其中放置了本发明的电容器；

图11是电容器一部分的局部剖面图，表示了固定LT电极的第四种方法；

图12是电容器一个部分的局部轴向剖面图，表示了如图11所示的固定LT电极的同样方法。

在图2中所示的电容器包括一个外部圆柱体，该圆柱体由线性膨胀系数αc准确已知的材料构成。这种材料最好为金属，但同样可用电镀金属绝缘材料如塑性材料或合成物。如果该材料为金属，那么可选择例如铝合金。

圆柱体1用于支撑下面将叙述的低压电极。

电容器还包括一个内部电极2，被设计成与高压HT连接，这就是为什么电极2在下面被称为“HT电极”的原因。该电极是一圆柱体由线性膨胀系数αh准确已知的材料构成。与圆柱体1一样，HT电极的材料既可以是金属也可以是电镀金属的绝缘体。HT电极的材料最好选为与圆柱体1的相同。