CN116106609A - 一种电容式电压传感器和固封极柱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种中压开关设备领域，尤其涉及一种电容式电压传感器和固封极柱。电容式电压传感器包括依次串联的多个电容和绝缘支撑件，电容固定安装在绝缘支撑件上，其中多个电容围绕同一轴线呈螺旋布置或多个电容围绕同一轴线S形布置或多个电容在同一平面内呈S形布置。本发明通过设置绝缘支撑件，方便将电容设置成其他的布置形式，通过设置为多个电容围绕同一轴线呈螺旋布置或多个电容围绕同一轴线S形布置或多个电容在同一平面内呈S形布置，使得多个电容非直线排布，进而使得依次串联的电容之间的距离增大，进而解决现有技术中电容式电压传感器中相邻电容距离较小导致的耐受电压小、焊接难度大的问题。

Description

一种电容式电压传感器和固封极柱

技术领域

本发明涉及一种中压开关设备领域，尤其涉及一种电容式电压传感器和固封极柱。

背景技术

在中压开关设备领域中，需要获取导体中电流的电压，因此往往设置电容式电压传感器以测量工作过程中的电压。现有技术中是将电容式电压传感器直接浇注在固封极柱内部，进行电压的测量。电容式电压传感器在固封极柱内呈直线排布，即多个电容在同一电路板上沿直线串联形成，相邻的两个电容通过支脚焊接在一起。

然而，由于固封极柱的设计趋向于小型化，需要在有限的距离内布置一定数量的电容，采用现有技术中的布置形式会导致相互串联的电容之间距离较小，进而使得耐受电压小；其次，由于相邻的两个电容之间将临近的支脚焊接在一起，相邻两个电容之间的距离小使得焊接操作更具难度。另外，电压传感器是通过浇注的形式固定在固封极柱内部的，因此在浇注的过程中，高温的环境会损坏电容的性能，导致其易失效。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电容式电压传感器，用于解决现有技术中电容式电压传感器中相邻电容距离较小导致的耐受电压小、焊接难度大的问题。本发明还在于提出一种固封极柱，用于解决现有技术中固封极柱内部的电容式电压传感器中相邻电容距离较小导致的耐受电压小、焊接难度大的问题。本发明还在于提出一种固封极柱，用于解决现有技术中固封极柱内部的电容式电压传感器中相邻电容距离较小导致的耐受电压小、焊接难度大且体积大的问题。

为实现上述目的，本发明中的一种电容式电压传感器采用如下技术方案：

一种电容式电压传感器，包括依次串联的多个电容，还包括绝缘支撑件，电容固定安装在绝缘支撑件上，其中多个电容围绕同一轴线呈螺旋状布置或多个电容围绕同一轴线S形布置或多个电容在同一平面内呈S形布置。

上述技术方案的有益效果在于：本发明将现有的电容式电压传感器进行改进，通过将设置在绝缘支撑件上的多个电容布置成围绕同一轴线呈螺旋布置或多个电容围绕同一轴线S形布置或多个电容在同一平面内呈S形布置，使得多个电容非直线排布，进而使得电容式电压传感器在一定的长度范围内，依次串联的电容串联总距离增大，因此能使得前后相邻的电容之间的距离增大。用于解决现有技术中电容式电压传感器中相邻电容距离较小导致的耐受电压小、焊接难度大的问题。

进一步地，所述绝缘支撑件具有沿所述轴线延伸的中空内腔，多个电容围绕所述轴线呈螺旋状布置在中空内腔的腔壁上或多个电容围绕所述轴线S形布置在中空内腔的腔壁上。

上述技术方案的有益效果在于：绝缘支撑件的中空内腔便于节省用料，使得绝缘支撑件轻量化。

进一步地，所述绝缘支撑件为中空的绝缘支撑筒。

上述技术方案的有益效果在于：中空的绝缘支撑筒结构简单，方便制造加工。

进一步地，所述绝缘支撑筒的筒壁上具有径向贯通的安装孔，安装孔用于安装所述电容。

上述技术方案的有益效果在于：安装孔上为贯通的孔，方便电容在筒壁的径向上进行安装，安装简单，且节省安装空间。

进一步地，所述电容包括电容本体和电容引脚，所述安装孔包括容纳电容本体的容纳腔和与容纳腔间隔设置的用于容纳电容引脚的容纳缝，电容引脚弯折后穿过所述容纳缝。

上述技术方案的有益效果在于：安装孔上的安装空间和电容的结构匹配，且通过电容本体和电容引脚的安装，使得电容设置在安装孔后可以依靠本身的结构进行卡紧。

进一步地，绝缘支撑筒的筒壁上形成有沿筒壁的轴线螺旋延伸的凹凸起伏结构，以增大轴向相近的两电容之间的爬电距离。

上述技术方案的有益效果在于：通过在绝缘支撑筒的筒壁上形成沿筒壁的轴线螺旋延伸的凹凸起伏结构，使得在轴向上相近的两个电容之间的爬电距离增加，降低击穿的可能。

进一步地，凹凸起伏结构的螺旋延伸路线与电容的螺旋布置路径圆周方向上相错180°

上述技术方案的有益效果在于：凹凸起伏结构正对着电容的螺旋布置路径，分割效果好。

进一步地，所述绝缘支撑筒的筒壁上贴设有螺旋延伸的橡胶条，橡胶条与沿边的筒壁构成所述凹凸起伏结构。

上述技术方案的有益效果在于：通过设置单独的橡胶条，结构简单，降低绝缘支撑筒的加工制造难度。

本发明还在于提出一种固封极柱，用于解决现有技术中固封极柱内部的电容式电压传感器中相邻电容距离较小导致的耐受电压小、焊接难度大的问题。

为实现上述目的，本发明中的一种固封极柱采用如下技术方案：

一种固封极柱，包括高压触头和电容式电压传感器，其中电容式电压传感器，包括依次串联的多个电容和绝缘支撑件，电容固定安装在绝缘支撑件上，其中多个电容围绕同一轴线呈螺旋布置或多个电容围绕同一轴线S形布置或多个电容在同一平面内呈S形布置，所述电容式电压传感器的一端与高压触头电连接。

上述技术方案的有益效果在于：本发明对现有技术中的固封极柱进行改进，使用电容式电压传感器进行高压触头电压的测量，通过将设置在绝缘支撑件上的多个电容布置成围绕同一轴线呈螺旋布置或多个电容围绕同一轴线S形布置或多个电容在同一平面内呈S形布置，使得多个电容非直线排布，进而使得在一定的长度范围内，依次串联的电容串联距离增大，因此能使得前后串联的电容之间的距离增大。用于解决现有技术中固封极柱内部的电容式电压传感器中相邻电容距离较小导致的耐受电压小、焊接难度大的问题。

进一步地，所述绝缘支撑件具有沿所述轴线延伸的中空内腔，多个电容围绕所述轴线呈螺旋状布置在中空内腔的腔壁上或多个电容围绕所述轴线S形布置在中空内腔的腔壁上。

上述技术方案的有益效果在于：绝缘支撑件的中空内腔便于节省用料，使得绝缘支撑件轻量化。

进一步地，所述绝缘支撑件为中空的绝缘支撑筒。

上述技术方案的有益效果在于：中空的绝缘支撑筒结构简单，方便制造加工。

进一步地，所述绝缘支撑筒的筒壁上具有径向贯通的安装孔，安装孔用于安装所述电容。

上述技术方案的有益效果在于：安装孔上为贯通的孔，方便电容在筒壁的径向上进行安装，安装简单，且节省安装空间。

进一步地，所述电容包括电容本体和电容引脚，所述安装孔包括容纳电容本体的容纳腔和与容纳腔间隔设置的用于容纳电容引脚的容纳缝，电容引脚弯折后穿过所述容纳缝。

上述技术方案的有益效果在于：安装孔上的安装空间和电容的结构匹配，且通过电容本体和电容引脚的安装，使得电容设置在安装孔后可以依靠本身的结构进行卡紧。

进一步地，绝缘支撑筒的筒壁上形成有沿筒壁的轴线螺旋延伸的凹凸起伏结构，以增大轴向相近的两电容之间的爬电距离。

上述技术方案的有益效果在于：通过在绝缘支撑筒的筒壁上形成沿筒壁的轴线螺旋延伸的凹凸起伏结构，使得在轴向上相近的两个电容之间的爬电距离增加，降低击穿的可能。

进一步地，凹凸起伏结构的螺旋延伸路线与电容的螺旋布置路径圆周方向上相错180°

上述技术方案的有益效果在于：凹凸起伏结构正对着电容的螺旋布置路径，分割效果好。

进一步地，所述绝缘支撑筒的筒壁上贴设有螺旋延伸的橡胶条，橡胶条与沿边的筒壁构成所述凹凸起伏结构。

上述技术方案的有益效果在于：通过设置单独的橡胶条，结构简单，降低绝缘支撑筒的加工制造难度。

本发明还在于提出一种固封极柱，用于解决现有技术中固封极柱内部的电容式电压传感器中相邻电容距离较小导致的耐受电压小、焊接难度大且体积大的问题。

为实现上述目的，本发明中的一种固封极柱采用如下技术方案：

一种固封极柱，包括高压触头、绝缘拉杆和电容式电压传感器，其中电容式电压传感器，包括依次串联的多个电容和绝缘支撑件，电容固定安装在绝缘支撑件上，其中多个电容围绕同一轴线呈螺旋状布置或多个电容围绕同一轴线S形布置，所述绝缘支撑件具有沿所述轴线延伸的中空内腔，多个电容围绕所述轴线呈螺旋状布置在中空内腔的腔壁上或多个电容围绕所述轴线S形布置在中空内腔的腔壁上，绝缘拉杆从绝缘支撑件的中空内腔中穿过，所述电容式电压传感器的一端与高压触头电连接。

上述技术方案的有益效果在于：本发明对现有技术中的固封极柱进行改进，通过设置绝缘支撑件，将电容安装在绝缘支撑件上，方便将电容设置成其他的布置形式，通过设置为多个电容围绕同一轴线呈螺旋布置或多个电容围绕同一轴线S形布置，使得多个电容非直线排布，进而使得在相同的布置空间内，依次串联的电容串联距离增大，因此能使得前后相邻的电容之间的距离增大。另外，绝缘支撑件的中空内腔，能够套设在固封极柱内的绝缘拉杆上，在实现绝缘支撑件轻量化的同时，节省布置空间。用于解决现有技术中固封极柱内部的电容式电压传感器中相邻电容距离较小导致的耐受电压小、焊接难度大且体积大的问题。

进一步地，所述绝缘支撑件为中空的绝缘支撑筒。

上述技术方案的有益效果在于：中空的绝缘支撑筒结构简单，方便制造加工。

进一步地，所述绝缘支撑筒的筒壁上具有径向贯通的安装孔，安装孔用于安装所述电容。

上述技术方案的有益效果在于：安装孔上为贯通的孔，方便电容在筒壁的径向上进行安装，安装简单，且节省安装空间。

进一步地，所述电容包括电容本体和电容引脚，所述安装孔包括容纳电容本体的容纳腔和与容纳腔间隔设置的用于容纳电容引脚的容纳缝，电容引脚弯折后穿过所述容纳缝。

上述技术方案的有益效果在于：安装孔上的安装空间和电容的结构匹配，且通过电容本体和电容引脚的安装，使得电容设置在安装孔后可以依靠本身的结构进行卡紧。

进一步地，绝缘支撑筒的筒壁上形成有沿筒壁的轴线螺旋延伸的凹凸起伏结构，以增大轴向相近的两电容之间的爬电距离。

上述技术方案的有益效果在于：通过在绝缘支撑筒的筒壁上形成沿筒壁的轴线螺旋延伸的凹凸起伏结构，使得在轴向上相近的两个电容之间的爬电距离增加，降低击穿的可能。

进一步地，凹凸起伏结构的螺旋延伸路线与电容的螺旋布置路径圆周方向上相错180°

上述技术方案的有益效果在于：凹凸起伏结构正对着电容的螺旋布置路径，分割效果好。

进一步地，所述绝缘支撑筒的筒壁上贴设有螺旋延伸的橡胶条，橡胶条与沿边的筒壁构成所述凹凸起伏结构。

上述技术方案的有益效果在于：通过设置单独的橡胶条，结构简单，降低绝缘支撑筒的加工制造难度。

附图说明

图1为本发明中电容式电压传感器的实施例1的主视图；

图2为图1所示实施例的俯视图；

图3为图1所示实施例中电容与安装孔配合的局部放大图；

图4为本发明中固封极柱的实施例1的局部剖视图。

图中：1、绝缘支撑件；11、安装孔；111、容纳腔；112、容纳缝；12、绝缘件；2、电容；21、电容本体；22、电容引脚；23、引脚连接件；3、插接头；41、输入引线；42、输出引线；5、操作孔；61、安装凸台；62、密封件；7、动触头连接端；8、固封极柱本体；9、绝缘拉杆。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，可能出现的术语如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，术语如“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”等限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步地详细描述。

本发明中电容式电压传感器(以下简称传感器)的实施例1中，通过设置中空的绝缘支撑件，将电容螺旋排列在绝缘支撑件上使得电容排布的整体距离变长，进而使得相邻两个电容之间的距离变长，从而解决现有技术中电容式电压传感器中相邻电容距离较小导致的耐受电压小、焊接难度大的问题。

具体地，本发明中的传感器的实施例1如图1所示，该传感器包括绝缘支撑件1和多个电容2，多个电容2相互串联，此外，输入引线41和插接头3电连接，进而使得电容式电压传感器能用于连接高压触头。

如图1和图2所示，绝缘支撑件1为中空的绝缘支撑筒，具有沿同一轴线的圆柱面，绝缘支撑件1上开设有径向贯通的安装孔11用于容纳电容2，且安装孔11在绝缘支撑件1上围绕绝缘支撑筒的轴线螺旋排布。在筒状的绝缘支撑件1的上端面还具有与绝缘支撑件1固定连接的插接头3以便快速和高压触头进行电连接。同时绝缘支撑件1上还具有操作孔5方便后期对电容的更换。

如图1和图2所示，电容2放置在绝缘支撑件1的安装孔11中，由于安装孔11在绝缘支撑件1围绕绝缘支撑筒的轴线螺旋排布，因此电容2安装完成后自然形成螺旋形。在绝缘支撑筒的外表面还具有与电容2的螺旋布置路径周向方向相错180度布置的绝缘件12，绝缘件12以同样的螺旋在绝缘支撑筒上进行螺旋。具体地，绝缘件12通过绝缘支撑件1上的凹槽进行安装，用以增大沿轴向方向上的不同高度电容2之间的爬电距离。在本实施例中绝缘件12选择具有弹性的橡胶条，方便与绝缘支撑件1上的凹槽进行配合。在本实施例中绝缘件12设置在绝缘支撑件1的外壁上，在其他的实施例中也可以将绝缘件设置在绝缘支撑件的内壁上，或者同时在内壁和外壁上均设置绝缘件。

此外，多个电容2之间通过电容引脚22相互串联，相邻的两个电容引脚22通过引脚连接件23电连接，之后靠近插接头3所在端部的电容2的电容引脚22通过输入引线41与插接头3电连接，之后通过输出引线42将电压信号输出，当插接头3通电后，多个电容2被接入电路中，电容2上具有电压。

如图2和图3所示，电容2包括电容本体21和电容引脚22，电容引脚22为具有折弯的导电结构，电容本体21和电容引脚22之间形成狭缝。安装孔11上具有容纳电容本体21的容纳腔111和容纳电容引脚22的容纳缝112，且容纳腔111和容纳缝112间隔设置，在容纳腔111和容纳缝112之间具有隔件。电容2安装到安装孔11上之后，电容本体21和电容引脚22之间形成狭缝正好与隔件相匹配进而方便卡接。

实施例1中的电容式电压传感器通过在将电容2围绕同一轴线设置在绝缘支撑件1上，使得虽然电容式电压传感器的高度不变，但是相邻两个电容2之间的距离加大，因此可以使得电容2之间的电容引脚22更加容易焊接连接，且由于相邻两个电容2之间的距离加大，使得电容式电压传感器中任意两个电容之间的耐受电压加大。

在本发明中电容式电压传感器的其他实施例中：为了节省布置空间，不设置筒状的绝缘支撑件，而是设置弧形绝缘片。具体地，不同于实施例1中将绝缘支撑件设置为中空的筒状结构，本实施例中将绝缘支撑件设置为长条形的绝缘片，且绝缘片的截面为弧形，将电容设置在弧形绝缘片的弧面上，且围绕弧形绝缘片的轴线布置在弧形绝缘片的弧面上，多个电容在弧面上呈S形布置。

在本发明中电容式电压传感器的其他实施例中：为了节省布置空间，不设置筒状的绝缘支撑件，而是设置平板状的绝缘支撑件。具体地，不同于实施例1中将绝缘支撑件设置为中空的筒状结构，本实施例中将绝缘支撑件设置为平板绝缘件，将电容设置在平板绝缘件的平面上，且在同一平面内呈S形布置。

在本发明中电容式电压传感器的其他实施例中：为了方便电容在绝缘支撑件上的安装，将中空的绝缘支撑筒设置为其他的形状。具体地，不同于实施例1中设置圆形的绝缘支撑筒，本实施例中将绝缘支撑件设置为螺旋上升的弹簧状绝缘支撑件，电容依次安装在弹簧状的绝缘支撑件上。

在本发明中电容式电压传感器的其他实施例中：为了方便电容在绝缘支撑件上的安装，本方案对绝缘支撑件的结构进行改变。具体地，不同于实施例1中绝缘支撑件采用绝缘支撑筒，本实施例中绝缘支撑件包括支撑柱以及从支撑柱的外表面向外延伸的多个安装悬臂，多个安装悬臂在支撑柱的轴线方向上螺旋布置，电容对应安装在各支撑悬臂的外端。

在本发明中电容式电压传感器的其他实施例中：为了方便相邻两圈之间的电容的隔离，本实施例在绝缘支撑件上粘接橡胶条。具体地，不同于实施例1中在绝缘支撑件上设置凹槽用于容纳固定橡胶条，本实施例中将橡胶条粘接在绝缘支撑筒的外侧面上。

在本发明中电容式电压传感器的其他实施例中：为了沿轴线方向上电容的隔绝，本实施例在绝缘支撑件上设置凹凸起伏的隔离面。具体地，不同于实施例1中在绝缘支撑件上设置凹槽用于容纳固定橡胶条，本实施例中在形成绝缘支撑筒的同时，在一体成型的绝缘支撑筒的外侧上形成有凹凸起伏的隔离面，通过隔离面的布置使得沿轴线方向不同高度的电容之间的爬电距离增加。

本发明中固封极柱的实施例1如图4所示，固封极柱包括固封极柱本体8、绝缘拉杆9和如电容式电压传感器的实施例1的结构相同的电容式电压传感器，当然在其他实施例中电容式电压传感器也可以采用与上述具有中空内腔的电容式电压传感器实施例相同的结构。其中电容式电压传感器套设在绝缘拉杆9上且绝缘支撑筒的轴线与绝缘拉杆9的轴线共线。电容式电压传感器的绝缘支撑件1底端通过安装凸台61和密封件62进行定位安装，顶部的插接头3与动触头连接端7电连接，使动触头连接端7上的高压加载到电容式电压传感器上。将多个电容2螺旋排列在绝缘支撑件1上使得电容排布的整体距离变长，进而使得相邻两个电容2之间的距离变长，从而解决现有技术中固封极柱内部的电容式电压传感器中相邻电容距离较小导致的耐受电压小、焊接难度大的问题。

在本发明中固封极柱的其他实施例中：为了避免绝缘拉杆对电容式电压传感器的影响，因此将电容式电压传感器与绝缘拉杆错开布置。具体地，不同于实施例1中将绝缘支撑筒套设在绝缘拉杆的周围，本实施例中将绝缘支撑筒设置在固封极柱本体形成的内腔中，且绝缘支撑筒和绝缘拉杆错开布置。此时，电容式电压传感器的绝缘支撑件也可以为平板结构。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电容式电压传感器，包括依次串联的多个电容，其特征在于：还包括绝缘支撑件，电容固定安装在绝缘支撑件上，其中多个电容围绕同一轴线呈螺旋状布置或多个电容围绕同一轴线S形布置或多个电容在同一平面内呈S形布置。

2.根据权利要求1所述的电容式电压传感器，其特征在于：所述绝缘支撑件具有沿所述轴线延伸的中空内腔，多个电容围绕所述轴线呈螺旋状布置在中空内腔的腔壁上或多个电容围绕所述轴线S形布置在中空内腔的腔壁上。

3.根据权利要求2所述的电容式电压传感器，其特征在于：所述绝缘支撑件为中空的绝缘支撑筒。

4.根据权利要求3所述的电容式电压传感器，其特征在于：所述绝缘支撑筒的筒壁上具有径向贯通的安装孔，安装孔用于安装所述电容。

5.根据权利要求4所述的电容式电压传感器，其特征在于：所述电容包括电容本体和电容引脚，所述安装孔包括容纳电容本体的容纳腔和与容纳腔间隔设置的用于容纳电容引脚的容纳缝，电容引脚弯折后穿过所述容纳缝。

6.根据权利要求3所述的电容式电压传感器，其特征在于：绝缘支撑筒的筒壁上形成有沿筒壁的轴线螺旋延伸的凹凸起伏结构，以增大轴向相近的两电容之间的爬电距离。

7.根据权利要求6所述的电容式电压传感器，其特征在于：凹凸起伏结构的螺旋延伸路线与电容的螺旋布置路径圆周方向上相错180°。

8.根据权利要求6所述的电容式电压传感器，其特征在于：所述绝缘支撑筒的筒壁上贴设有螺旋延伸的橡胶条，橡胶条与沿边的筒壁构成所述凹凸起伏结构。

9.一种固封极柱，包括高压触头和电容式电压传感器，其特征在于，所述电容式电压传感器与权利要求1-8任一项的电容式电压传感器结构相同，所述电容式电压传感器的一端与高压触头电连接。

10.一种固封极柱，包括高压触头、绝缘拉杆和电容式电压传感器，其特征在于，所述电容式电压传感器与权利要求2-8任一项中的电容式电压传感器结构相同，绝缘拉杆从绝缘支撑件的中空内腔中穿过，所述电容式电压传感器的一端与高压触头电连接。

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