CN101615497B - 变压器与电流传感器的一体连接结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变压器与电流传感器的连接结构，包括变压器和电流传感器，变压器外壳上设置变压器末屏套管，末屏套管内设置接地端子，电流传感器外壳内设置传感器芯，传感器芯上设置穿心孔，穿心孔内设置导电元件，电流传感器直接通过其外壳与变压器末屏套管连接固定，导电元件一端与接地端子相连，另一端与电流传感器外壳相连。本发明的传感器将接地端子与电流传感器实现了真正意义上的无缝连接，接地端子直接与传感器中的接地导电元件连接，不改变套管末屏接地方式，不影响主设备正常运行，接地导电元件设置在了传感器内部，大大的减少了变压器现场电磁干扰信号的串入，提高了传感器采样信号的信噪比，为电流信号的不失真采样打下良好的基础。

Description

变压器与电流传感器的一体连接结构

技术领域

本发明涉及一种应用在电力系统中，对电力变压器的绝缘性能进行在线监测的传感器。

背景技术

变压器是电力系统中最重要的设备，它的正常运行是保证电网安全运行的关键，所以电力部门对变压器的运行状态要进行测量、评估和诊断。变压器套管的绝缘性能是变压器运行状态非常重要的参数，一般可通过分析检测变压器套管末屏接地电流的幅值和相位变化来进行监测。

要准确了解变压器套管在运行状态下的绝缘性能，电流信号的提取非常关键，只有首先获得真实、准确的电流信号，后续环节才有基础，因此，电流传感器是对电力变压器实施状态监测的一个关键环节。

电力变压器是一种大型，高功率设备，在对它的运行状态监测时，监测传感器的安装的位置和方式都不能影响变压器本身的工作，电流传感器安装在变压器套管的末屏线上，其安装方式是单匝穿芯式。变压器在它的套管末屏端，有一个金属杆，末屏接地线通过一个适配器连接在金属杆上，接地线引出后，就近连接在附近的接地外壳上。电流传感器常规的安装是将接在外壳的地线解开，更换一根稍长的接地线，穿过传感器的穿芯孔，再将接地线连接在接地外壳上。这种连接方式能使变压器的可靠接地，保证了变压器的安全运行。但也存在两个问题，一是要加长接地引线，增加了接地感抗，二是末屏出线到传感器的穿芯孔有一段距离，由于它处于强电磁场环境中，容易受到电磁干扰，同时又长期工作在户外，易受温度、湿度等大气条件的影响，因此这段距离会引入许多电磁干扰，增加了采集信号的信噪比。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种将变压器与电流传感器一体化的结构，既保留了原来的接线方式的安全性，又解决了上述的两个问题。

为实现上述目的，本发明一种变压器与电流传感器的一体连接结构，包括变压器和电流传感器，变压器外壳上设置有变压器末屏套管，末屏套管内设置有接地端子，电流传感器外壳内设置有传感器芯，传感器芯上设置有穿心孔，穿心孔内设置有导电元件，其特征在于，电流传感器直接通过其外壳与变压器末屏套管连接固定，导电元件一端与接地端子相连，其另一端与电流传感器外壳相连，由此形成由接地端子、导电元件、电流传感器外壳、变压器外壳构成的导电通道。

进一步，所述电流传感器外壳包括适配器和传感器罩，适配器的一端与所述末屏套管配合相连，其另一端与传感器罩的前端匹配连接。

进一步，所述导电元件为接地导线或者接地导电杆。

进一步，所述适配器为一桶状结构，其内部有沿适配器中心对称设置用于固定所述接地导电杆的安装板，两个安装板上沿适配器中线方向贯穿设置有通孔，所述接地导电杆上安装有绝缘板，绝缘板上设置的通孔与安装版上的通孔相配穿入螺杆，接地导电杆通过绝缘板与适配器固定。

进一步，所述接地导电杆包括弹性铜套和连接杆，弹性铜套的头端为爪形结构，与所述接地端子握持固定，弹性铜套的尾端与连接杆一端设置的凹槽相配并与连接杆相连，连接杆另一端与所述传感器罩连接固定。

进一步，所述连接杆为为铜棒或者铜管，其外表面设置热缩管绝缘护套，该连接杆容置在所述传感器的穿心孔中，连接杆与所述传感器罩连接端设置有凹槽，通过一与凹槽相配的平头铜螺钉将连接杆与传感器外罩连接固定。

进一步，所述传感器罩的后端设置有可拆卸的后罩，所述传感器芯上导出的传感器二次引线与后盖上设置的4芯航空接头相连。

本发明的传感器将末屏接地端子与电流传感器实现了真正意义上的无缝连接，接地端子直接与传感器中的接地导电元件连接，并且接地导电元件设置在了传感器内部，大大的减少了变压器现场电磁干扰信号的串入，提高了传感器采样信号的信噪比，为电流信号的不失真采样打下良好的基础，另外，由于本发明的传感器外壳与变压器的接地外壳连接，本发明专利通过导电元件与传感器外壳连接，即能起到变压器接地的效果，无需将穿芯接地线从传感器中穿出后再与变压器接地外壳相连，大大的缩短了穿芯接地线的长度，减少了变压器末屏套管的感抗，使变压器更可靠的接地，提高了变压器运行的安全系数。本发明在具体实施方式中还记载了在传感器的后端还设置有一个可拆卸的后罩，在电力部门要对变压器进行例行试验时，只需将后罩拆下，用一个常用的香蕉头端子插入既可，不需要拆卸传感器，减轻了现场的工作量，也避免拆卸时对传感器安装方式上的影响。

附图说明

图1a为本发明与变压器一体相连的电流传感器的装配示意图；

图1b为图1a中装配完的与变压器一体相连的电流传感器；

图2a为图1a中适配器的左视图；

图2b为图1a中适配器的右视图；

图3为图1a中传感器罩的右视图；

图4为图1a中弹性铜套的右视图；

图5为图1a中绝缘板的右视图；

图6为图1a中传感器后罩的右视图。

具体实施方式

实施例1：

如图1a和1b所示，本发明的变压器与传感器的一体化连接结构，包括传感器罩4，传感器罩4内设置有传感器芯41，传感器罩4通过适配器2与变压器末屏套管1连接为一体，其中，适配器2为桶状结构，其前端具有螺纹与末屏套管1的丝扣相配，使适配器2与末屏套管1相连，适配器2的后端与传感器罩4的前端配合相连，适配器2上沿适配器2的中心线方向对称设置有与适配器2的中心线相垂直的两个安装板21，如图2a和2b所示，适配器2的安装板21之间有通孔22，适配器2的空腔中设置有与末屏套管接地端子11相连的弹性铜套31，如图4所示，弹性铜套31的头端为爪形结构，与接地端子11之间握持相连，弹性铜套31的尾端穿过安装板21之间的通孔22，插装在连接杆33头端设置的凹槽331中，弹性铜套31的材质为青铍铜，连接杆33为铜杆或铜管，为了使弹性铜套31和连接杆33相连构成的导电杆稳固固定，弹性铜套31上套装有一绝缘电工板32，通过绝缘电工板32上与适配器2的安装板21配合将导电杆与适配器2相固定，连接杆33的尾端具有一凹槽332，通过一平头螺杆将连接杆33的尾端与传感器罩4的尾端连接固定。传感器罩4的尾端还固定有一可拆卸的后罩5，传感器芯41上引出的传感器二次引线42与后罩5上的4芯航空接头6相连。

如图1b和3所示，传感器芯41上设置有供导电杆容置的穿心孔43，传感器芯41测试导电杆从末屏接地端子11上导出的接地电流，导电杆的外表面设置热缩管绝缘护套，通过与传感器芯41相连的传感器二次引线42从传感器罩4的尾端上设置的通孔44中穿过输出电流信号。

如图5和6所示，绝缘电工板32上设置有用于套装在弹性铜套31上的通孔321和与适配器2上的螺纹孔23相配合的通孔322，通过在螺纹孔23中安装螺钉将绝缘电工板32与适配器2连接固定，进而将与绝缘电工板32套装连接的导电杆稳固固定，采用绝缘电工板32固定，可以防止从末屏接地端子11上导出的接地电流通过适配器2与变压器外壳相连接地，使传感器无法对该接地电流进行检测分析。传感器后罩5上设置有螺纹孔51，将4芯航空接头6通过螺纹孔安装在后罩5上。

实施例2：

本发明的变压器与传感器的一体化连接结构，其中的导电杆也可以采用接地导线替代，如此可以省略绝缘电工板32，将接地导线两端分别与末屏接地端子11和传感器罩4的尾端缠绕固定，其它的结构与连接方式均与实施例1相同。

本发明的变压器与电流传感器的一体化连接结构的装卸流程如下：

安装

1：把弹性铜套插入变压器末屏套管接地端子上。

2：把上有O型圈的适配器，旋到变压器末屏套管丝扣上，要拧紧。

3：用不锈钢机制螺杆把绝缘电工板安装到适配器上，要拧紧。

4：把螺帽安装到弹性套铜尾端的丝杆上，要拧紧。

5：把连接杆旋到弹性套铜的丝杆上，要拧紧。

6：把传感器罩旋到适配器上，要拧紧。

7：把不锈钢平头螺杆从传感器罩尾部孔中穿入与连接杆连接，拧紧。

8：在传感器罩尾部与导电杆固定螺丝上安装卡环，防震动用。

9：用不锈钢机制螺杆把后罩安装到传感器罩尾部，拧紧。

拆卸

1：拆后罩上不锈钢机制螺杆。

2：从传感器罩尾部孔中拆不锈钢平头螺杆。

3：把传感器罩从适配器上拆旋下来。

4：把连接杆从弹性铜套丝杆上拆旋下来。

5：把螺帽从弹性铜套丝杆上拆旋下来。

7：把绝缘电工板从适配器上拆下来。

8：把适配器从变压器套管丝扣上拆旋下来。

9：把弹性铜套从变压器末屏套管接地端子上拉下来。

注意

1：在安装时，不要使弹性铜套在变压器末屏套管的接地端子上旋转。

2：O型圈有3个要装好。

3：不锈钢螺杆从传感器罩尾部孔中穿入与导电杆连接时一定要上紧。

本发明的变压器与电流传感器一体化的连接结构的技术参数如下：

1：尺寸：206χφ74

2：重量：1.2Kg

3：弹性套铜与变压器套管接地铜杆摩擦力：4Kg

4：使用环境：-40℃-+70℃

5：接地电阻：R≤30μΩ

6：工作电流：∽6mA-5

7：耐压：∽2000V，漏电流≤1mA

本发明的变压器与电流传感器的一体化连接结构，将变压器与电流传感器连接为一体，从变压器末屏套管接地端子上流出的接地电流，通过导电杆或者导电线直接导入到传感器中，通过传感器对接地电流进行分析检测，得到接地电流的输出信号，相比以往的变压器与电流传感器通过接地导线分体的连接方式，缩短了变压器末屏接地端子与电流传感器之间的距离，并且接地导电杆或者导电线设置在了传感器内部，大大的减少了变压器现场电磁干扰信号的串入，提高了传感器采样信号的信噪比。本发明的传感器外壳与变压器外壳连接，导电元件穿过传感器芯的穿心孔后与传感器外壳连接，由此形成由接地端子、导电元件、电流传感器外壳、变压器外壳构成的导电通道，变压器外壳接地即能起到变压器接地的效果，无需将穿芯接地线从传感器中穿出后再与变压器接地外壳相连，大大的缩短了穿芯接地线的长度，减少了变压器末屏套管的感抗，使变压器更可靠的接地，提高了变压器运行的安全系数。

需要指出的是根据本发明的具体实施方式所做出的任何变形，均不脱离本发明的精神以及权利要求所记载的范围。

Claims (7)

1.一种变压器与电流传感器的一体连接结构，包括变压器和电流传感器，变压器外壳上设置有变压器末屏套管，末屏套管内设置有接地端子，电流传感器外壳内设置有传感器芯，传感器芯上设置有穿心孔，穿心孔内设置有导电元件，其特征在于，电流传感器直接通过其外壳与变压器末屏套管连接固定，导电元件一端与所述接地端子相连，其另一端与电流传感器外壳相连，由此形成由接地端子、导电元件、电流传感器外壳、变压器外壳构成的导电通道。

2.如权利要求1所述的与变压器一体相连的电流传感器，其特征在于，所述电流传感器外壳包括适配器和传感器罩，适配器分别与所述末屏套管和传感器罩相连。

3.如权利要求2所述的与变压器一体相连的电流传感器，其特征在于，所述导电元件为接地导线或者接地导电杆。

4.如权利要求3所述的与变压器一体相连的电流传感器，其特征在于，所述适配器为一桶状结构，其内部有沿适配器中心对称设置用于固定所述接地导电杆的安装板，两个安装板上沿适配器中线方向贯穿设置有通孔，所述接地导电杆上安装有绝缘板，接地导电杆通过绝缘板与适配器固定。

5.如权利要求4所述的与变压器一体相连的电流传感器，其特征在于，所述接地导电杆包括弹性铜套和连接杆，弹性铜套的头端为爪形结构，与所述接地端子握持固定，弹性铜套的尾端与连接杆一端设置的凹槽配合相连，连接杆另一端与所述传感器罩连接固定。

6.如权利要求5所述的与变压器一体相连的电流传感器，其特征在于，所述连接杆为为铜棒或者铜管，其外表面设置热缩管绝缘护套，该连接杆容置在所述传感器的穿心孔中，连接杆与所述传感器罩连接端设置有凹槽，传感器罩上与该凹槽对应位置设置有通孔，通过一与所述凹槽和通孔相配的平头铜螺钉将连接杆与传感器外罩连接固定。

7.如权利要求2-6任一所述的与变压器一体相连的电流传感器，其特征在于，远离所述变压器末屏套管的所述传感器罩上设置有可拆卸的后罩，所述传感器芯上导出的传感器二次引线与所述后罩上设置的4芯航空接头相连。

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