一种电阻单元结构及分压器

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，具体涉及一种电阻单元结构及分压器。

背景技术

随着直流输电和变电技术的发展，电力电子器件广泛应用，电力系统容易产生大量的高频谐波信号，加上操作或者故障等暂态过程会产生暂态波，而暂态波和高频谐波信号的等值频率可达几十kHz乃至几百kHz。因为在电力系统技术领域中，需要使用电压互感器进行精确计量、电能质量监测和故障保护等操作，而传统的电压互感器无法准确测量这种频率的电压，所以无法为精确计量、电能质量监测和故障保护等操作提供所需的测量数据。

因此，传统的电压互感器无法满足要求。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于现有技术中存在的传统互感器无法为精确测量高频谐波信号和暂态波的问题，从而提供一种电阻单元结构及分压器。

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种电阻单元结构，该电阻单元结构包括：相对设置的第一导电板和第二导电板；多个电阻器，设置在所述第一导电板和第二导电板之间；所述电阻器的一端与所述第一导电板连接，所述电阻器的另一端与所述第二导电板连接。

可选地，所述多个电阻器与第一轴线之间的距离相等，并且相邻两个电阻器之间等间距设置；所述第一轴线为所述第一导电板和所述第二导电板中心的连线。

可选地，所述多个电阻器中，每个电阻器的参数相同。

可选地，所述电阻器通过导电结构与所述第一导电板或/和所述第二导电板连接。

可选地，所述导电结构为通流导线。

可选地，所述电阻单元结构还包括：旁路导线，所述旁路导线的一端与所述电阻器连接，另一端与所述第一导电板或/和所述第二导电板连接。

可选地，所述第一导电板或/和所述第二导电板的材质为铜。

可选地，所述第一导电板或/和所述第二导电板的材质为铝。

可选地，所述电阻单元结构还包括：叠层电容器，设置在多个电阻器、第一导电板和第二导电版包围的空间中；所述叠层电容器的一端与所述第一导电板连接，所述叠层电容器的第二端与所述第二导电板连接。

本发明实施例还提供了一种分压器，该分压器包括：壳体以及设置在所述壳体中的高压臂，所述高压臂上设置有如上述任一实施例所述的电阻单元结构。

本发明技术方案与现有技术相比，具有如下优点：

1.本发明实施例提供了一种电阻单元结构，该电阻单元结构包括：相对设置的第一导电板和第二导电板；多个电阻器，设置在所述第一导电板和第二导电板之间；所述电阻器的一端与所述第一导电板连接，所述电阻器的另一端与所述第二导电板连接。

如此设置，通过将多个电阻器在电气上并联，电气上多个电感并联，能够有效减小杂散电感值。由于测量系统的上限截止频率取决于LC振荡的谐振点，根据公式f＝1/[2π√(LC)]，在电容相同的情况下电感减小，则上限截止频率提高，从而能够将电压互感器的测量带宽拓宽，提高了测量的上限截止频率，进而能够精确测量高频谐波信号和暂态波。

并且，本发明实施例通过将多支电阻器在电气上并联，将现有技术电阻器中的单只电阻改为多只电阻并联，在热功率相同的情况下，增大了电阻表面积，提高了电阻散热效率，有效降低电阻温升，提高了测量精度，提升了元件可靠性。

2.本发明实施例通过将多个电阻器同轴等间距设置，等效增加了截面积，能够有效减小杂散电感值，提高了测量的上限截止频率。并且，优化了电场分布，对电阻器内部的组件起到了屏蔽作用，提高绝缘可靠性。

3.本发明实施例通过将电阻器同轴等间距设置，使得各个电阻器之间间距较大，从而能够减小并联支路同向电流导致的磁链耦合互感，进一步抑制了杂散电感，提高了测量的上限截止频率。

4.本发明实施例在电阻器与第一导电板或第二导电板之间的连接处采用通流导线，并且还设置有旁路导线，从而增加了电阻器与第一导电板或第二导电板之间通路的等效截面积，减小了杂散电感，提高了测量的上限截止频率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通工人来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例电阻单元结构的整体结构示意图；

图2为本发明实施例电阻单元结构的内部俯视图。

附图标记：

1、电阻器；2、第一导电板；3、通流导线；4、叠层电容器；5、第二导电板；6、旁路导线。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通工人在没有做出创造性劳动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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通工人而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

随着直流输电和变电技术的发展，电力电子器件广泛应用，电力系统容易产生大量的高频谐波信号，加上操作或者故障等暂态过程会产生暂态波，而暂态波和高频谐波信号的等值频率可达几十kHz乃至几百kHz。因为在电力系统技术领域中，需要使用电压互感器进行精确计量、电能质量监测和故障保护等操作，而传统的电压互感器无法准确测量这种频率的电压，所以无法为精确计量、电能质量监测和故障保护等操作提供所需的测量数据。因此，传统的电压互感器无法满足要求。

因此，本发明要解决的技术问题在于现有技术中存在的传统互感器无法为精确测量高频谐波信号和暂态波的问题，从而提供一种电阻单元结构及分压器。

实施例1

如图1和图2所示，本发明实施例提供一种电阻单元结构，该电阻单元结构包括：多个电阻器1、第一导电板2和第二导电板5。

第一导电板2和第二导电板5相对设置，多个电阻器1设置在所述第一导电板2和所述第二导电板5之间，并且多个电阻器1中的每个电阻器1的一端与所述第一导电板2连接，另一端与所述第二导电板5连接。即多个电阻器1通过第一导电板2和第二导电板5并联连接。

如此设置，通过将多个电阻器1在电气上并联，电气上多个电感并联，能够有效减小杂散电感值。由于测量系统的上限截止频率取决于LC振荡的谐振点，根据公式f＝1/[2π√(LC)]，其中，f为振荡谐振点，L为电感，C为电容。在电容相同的情况下电感减小，则上限截止频率提高，从而能够将电压互感器的测量带宽拓宽，提高了测量的上限截止频率，进而能够精确测量高频谐波信号和暂态波。

并且，本发明实施例通过将多支电阻器1在电气上并联，将现有技术电阻器1中的单只电阻改为多只电阻并联，在热功率相同的情况下，增大了电阻表面积，提高了电阻散热效率，有效降低电阻温升，提高了测量精度，提升了元件可靠性。

当然，本领域技术人员可根据实际情况对电阻器1的数量进行改变，在本发明实施例中，电阻器1的数量应当大于等于3个，具体地，可以为4个。当然，本实施例仅仅是对电阻器1的数量进行举例说明，并不加以限制，能够起到相同的技术效果即可。

可选地，在本发明的一些实施例中，所述多个电阻器1与第一轴线之间的距离相等，并且相邻两个电阻器1之间等间距设置。所述第一轴线为所述第一导电板2和所述第二导电板5中心的连线。并且，电阻器1布置在外圈，电阻器1间尽量保证较远距离。例如，电阻器1之间的间距在电阻器1的横截面直径的2倍以上。

当然，本领域技术人员可根据实际情况对电阻器之间的距离进行改变，本实施例仅仅是举例说明，但是并不加以限制，能够起到相同的技术效果即可。

本发明实施例通过将多个电阻器1同轴等间距设置，等效增加了截面积，能够有效减小杂散电感值，提高了测量的上限截止频率。并且，优化了电场分布，对电阻器1内部的组件起到了屏蔽作用，提高绝缘可靠性。并且，本发明实施例通过将电阻器1同轴等间距设置，使得各个电阻器1之间间距较大，从而能够减小并联支路同向电流导致的磁链耦合互感，进一步抑制了杂散电感，提高了测量的上限截止频率。

可选地，在本发明的一些实施例中，所述多个电阻器1中，每个电阻器1的参数相同。具体地，每个电阻器1的阻值相同，材质工艺相同。

可选地，所述电阻器1通过导电结构与所述第一导电板2和所述第二导电板5固定连接。当然，本领域技术人员可根据实际情况对电阻器1与第一导电板2、第二导电板5的连接方式进行改变，本实施例仅仅是举例说明，并不加以限制，能够起到相同的技术效果即可。

可选地，所述导电结构为通流导线3。通流导线3可以为截面积较大的铜导线或连接排。并且，在电阻器1与第一导电板2、第二导电板5的连接部分，通流导线3互相并联。还可以设置旁路导线6，旁路导线6的一端与所述电阻器连接，另一端与所述第一导电板2或/和所述第二导电板5连接。旁路导线6也可以为截面积较大的铜导线或连接排。

本发明实施例在电阻器1与第一导电板2或第二导电板5之间的连接处采用通流导线3，并且通流导线3的截面积与所述电阻器1的截面积相对应，从而增加了电阻器1与第一导电板2或第二导电板5之间通路的等效截面积，减小了杂散电感，提高了测量的上限截止频率。

当然，还可以将所述通流导线3的截面积与所述电阻器1的截面积相对应，如此也能增加电阻器与第一导电板或第二导电板之间通路的等效截面积，减小了杂散电感，提高了测量的上限截止频率。

可选地，所述第一导电板2和所述第二导电板5的材质为铜。或者，所述第一导电板2和所述第二导电板5的材质为铝。

当然，本领域技术人员可根据实际情况对第一导电板2和第二导电板5的材质进行改变，本实施例仅仅是举例说明，并不加以限制，能够起到相同的技术效果即可。

可选地，所述电阻单元结构还包括：叠层电容器4，设置在多个电阻器1、第一导电板2和第二导电版包围的空间中；所述叠层电容器4的一端与所述第一导电板2连接，所述叠层电容器4的第二端与所述第二导电板5连接。本发明实施例中同轴环形布置的电阻器1，可作为其内部组件的屏蔽结构，在内部布置有膜结构叠层电容器4时，由于叠层电容器4存在棱边，电场分布集中，不利于绝缘，所以电阻器1的屏蔽作用可以优化电场，提高电阻单元结构的绝缘可靠性，避免出现局部电场强度过高的情况。

本发明实施例还提供了一种分压器，该分压器包括：壳体以及设置在所述壳体中的高压臂，所述高压臂上设置有如上述任一实施例所述的电阻单元结构。

壳体包括相邻设置的第一气室和第二气室，所述第一气室充盈有正压绝缘气体，所述第二气室充盈有常压气体。阻容分压器包括相互连接的高压臂和低压臂，所述高压臂横向设置在所述第一气室中，所述低压臂横向设置在所述第二气室中。所述高压臂上设置有多级相互串接的电阻单元结构。具体地，对于电阻单元结构的数量，本领域技术人员可以根据实际情况进行调整，例如可以为7级相互串接的电阻单元结构，本实施例仅仅是举例说明，并不加以限制，能够起到相关的技术效果即可。

当然，该分压器也可以在壳体内部为普通大气压或油绝缘的使用场景进行使用。本领域技术人员可根据实际情况对分压器的壳体内部使用场景进行改变，能够适用上述任一实施例所述的电阻单元结构即可，本实施例仅仅是举例说明，并不加以限制。

在现有技术中，有的技术方案是将分压电路的阻容电路均匀分布于环形线路板上，阻容电路的第一端与铝箔连接，第二端通过引线连接法兰，法兰外露部分接地。所以，该专利中的分压电路应用于低压臂上，且为贴片器件。而在本实施例中，电阻单元结构设置在大功率分压器的高压臂上与本实施例中应用场景不同。在此工况下，电阻的温升会极大影响电阻值，从而影响大功率分压器的测量精度。

所以，现有技术中的阻容电路受温度影响较小，也没有控制阻容电路温升的需求。而本发明实施例通过将多支电阻器在电气上并联，将现有技术电阻器中的单只电阻改为多只电阻并联，在热功率相同的情况下，增大了电阻表面积，提高了电阻散热效率，有效降低电阻温升，提高了大功率分压器的测量精度，提升了元件可靠性。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通工人来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。