[发明专利]一种平板电极式标准电容器及外部均压方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统领域，并且更具体地，涉及一种平板电极式标准电容器及外部均压方法。

背景技术

现如今，随着特高压输电技术的不断发展以及输电线路电压等级的提高，冲击电压发生器和用于测量冲击电压发生器输出电压的分压器的电压等级也大大提高，以满足设备的冲击电压耐受试验要求。省级电力科学研究院基本建立了3600kV的冲击电压试验测量系统，特高压交流试验基地、特高压直流试验基地和高海拔基地等更是建立了高达7500kV的冲击电压试验测量系统。但是目前冲击电压试验测量系统所用的分压器由于受标准测量系统的电压限制，只能在1000kV以内进行校准获取冲击分压器的1000kV电压范围内的分压比，这样已被校准的分压器在1000kV以上电压范围内的测量准确度不能保证。

由于电阻分压器良好的阻值稳定性，较小的温度系数等优良特性，在1000kV内目前冲击电压校准试验所采用的标准分压器多采用电阻分压器，但在1000kV电压以上电阻分压器在高压下会存在严重的发热效应，因此1000kV以上电压范围无法采用电阻分压器作为标准分压器，需要寻找一种热效应小、线性度好的分压器作为1000kV以上电压范围内的标准分压器，用于扩展冲击电压测量系统校准电压范围。考虑到标准电容器良好的电压线性度、稳定的电容量特性，设计了一种基于标准电容器的分压器，既可测量工频电压也可测量冲击电压，非常适合于进行现场高压校准试验，一套设备两种用途，大大减少了运输负担。

平板电极结构标准电容分压器的优点是结构简单，安装方便，高低压臂电容采用相同的极板材料，放置于相同的气体介质环境中，具有相同的温度特性及介质损耗特性，但是在高低压电极间隙处对应绝缘外筒高度处的电压降落十分剧烈，电场强度明显高于套管表面闪络场强，因此需要对该电容分压器采取有效的均压方式，保证分压器的整体绝缘性能。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种平板电极式标准电容器及外部均压方法。

根据本发明的一个方面，提供一种平板式标准电容器，包括：绝缘套管外筒、上电极、下电极以及空心圆筒形均压电极单元。优选地，该空心圆筒形均压电极单元被同轴地安装在上电极和下电极的周围，该空心圆筒形均压电极单元的筒内纵向空间内包括由上至下且由里至外同轴安装的多层均压电极板，且最外层的均压电极板为1块，所述最外层的均压电极板用绝缘支柱固定于绝缘套管外筒的内表面上下两平板电极的间隙位置所对应的纵向高度的玻璃钢材料上，其中内部的每层均压电极板以上电极和下电极之间气体间隙中心线为轴对称分布为上半部分和下半部分，各层均压电极板之间均通过绝缘螺杆与绝缘材料连接后再连接相邻一层均压电极板。

优选地，所述上电极与下电极为正对式平板电极，并且所述标准电容器的内部充满SF6气体，所述SF6气体的压强为大气压强的至少两倍。

优选地，所述上电极为高压电极，下电极包括悬浮电极及接地电极，其中，高压电极与悬浮电极间的电容量作为标准电容器的高压臂电容，悬浮电极与接地电极间的电容量作为标准电容器的低压臂电容。

优选地，所述高压电极为圆形结构。

优选地，所述悬浮电极为与高压电极正对的圆形电极，并由环氧支柱支撑。

优选地，所述接地电极为与悬浮电极同圆心的圆环电极。

优选地，所述高压电极、悬浮电极和接地电极的材质为不锈钢。

优选地，通过仿真软件来计算所述均压电极板的层数。

优选地，每层均压电极板的厚度为2mm，并且用厚度为2mm的绝缘材料来填充两层均压电极板之间的空隙。

优选地，对所述均压电极板及绝缘材料的边缘部分进行导角及打磨处理。

优选地，所述均压电极板的材质为不锈钢。

根据本发明的另一方面，提供一种平板电极式标准电容器的外部均压方法，包括：

确定平板电极式标准电容器的筒内纵向高度上各位置处的电压分布；

计算空心圆筒形均压电极单元的均压电极板的层数和每层均压电极板的尺寸；以及

在平板电极式标准电容器的绝缘套管外筒内安装空心圆筒形均压电极单元。

优选地，其中标准电容器中悬浮电极与信号采集单元相连，将所测低压端信号传输至个人计算机PC端，进行波形分析。

优选地，通过仿真软件来计算所述均压电极板的层数。

优选地，将空心圆筒形均压电极单元同轴地安装在上电极和下电极的周围，该空心圆筒形均压电极单元的筒内纵向空间内包括由上至下且由里至外同轴安装的多层均压电极板。