CN101707127B - 一种具有绝缘在线监测功能的油浸倒立式电流互感器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电力电流互感器领域，公开了一种具有绝缘在线监测功能的油浸倒立式电流互感器。它针对油浸倒立式电流互感器结构，依据绝缘在击穿过程中电容量会发生变化的原理，利用差动回路检测出电容量变化，可以将此变化转换为电信号传递给监测设备，在线监测和有效地判断绝缘介质的老化受损程度。
Description
技术领域
本发明涉及电力电流互感器领域，特别涉及一种具有绝缘在线监测功能的油浸倒立式电流互感器。
背景技术
目前，油浸倒立式电流互感器体积小，重量轻，外形美观，并具有耐动热稳定能力强的特点，具有广阔的市场前景。油浸倒立式电流互感器为油纸绝缘电流互感器，二次线圈通过金属屏蔽罩包裹，置于产品的上部，二次线圈通过一铝管引入低压侧出线盒，屏蔽罩和铝管都包有电容型绝缘，能有效改善沿绝缘套管表面整个高度方向上的电场分布。
屏蔽罩和铝管都包有电容型绝缘是油浸倒立式电流互感器安全运行的基本保障，但是，现有在线监测电流互感器绝缘的现有方法是通过监测其绝缘的介质损耗tanδ，要实现这一目标需要准确采集并求出电流信号和电压信号基波的相位差；上述监测方法要求检测设备多，精度高，投资大，目前很少采用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有绝缘在线监测功能的油浸倒立式电流互感器，其结构简单，监测方便实用，而且成本小。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。
一种具有绝缘在线监测功能的油浸倒立式电流互感器，包括圆环状的金属屏蔽罩，置于金属屏蔽罩中的二次绕组，以及固定在金属屏蔽罩外侧的金属管，所述金属管的延长线通过圆环状的金属屏蔽罩的中心，所述金属屏蔽罩卷绕有第一电容型绝缘组件，金属管的外表面卷绕有第二电容型绝缘组件，其特征在于，所述金属管上电连接有第一绝缘监测引线，第二电容型绝缘组件的最内层极板电连接有第二绝缘监测引线，所述第一绝缘监测引线、第二绝缘监测引线电连接在一个差动互感器的差动输入端；所述差动互感器包含铁芯，以及绕制在铁芯上的第一原边绕组、第二原边绕组和副边绕组；所述第一原边绕组和第二原边绕组有一对同名端共同接地，另一对同名端作为差动输入端，所述副边绕组的输出端作为差动输出端。
本发明的进一步改进在于：所述差动互感器的第一原边绕组和第二原边绕组中，至少有一个的匝数可调。
本发明中，在金属管上电连接第一绝缘监测引线，第二电容型绝缘组件的最内层极板电连接有第二绝缘监测引线，第一绝缘监测引线、第二绝缘监测引线电连接一个差动互感器的差动输入端；差动互感器中，第一原边绕组和第二原边绕组有一对同名端共同接地，另一对同名端作为差动输入端，副边绕组的输出端作为差动输出端。正常运行中，金属管、第二电容型绝缘组件的最内层极板的电流流入差动互感器的差动输入端，调整第一原边绕组与第二原边绕组的匝数比，使第一原边绕组与第二原边绕组的电流大小相同、流向相反，引起等值反向的磁动势，副线圈中无电流，差动输出为零；当绝缘状况发生变化时，金属管、第二电容型绝缘组件的最内层极板的电流流入差动互感器的差动输入端的电流流向相反，大小不同，引起磁动势，副线圈中有电流输出，差动输出达到设定值时，可以判定油浸倒立式电流互感器绝缘破坏，需要退出运行。
本发明针对油浸倒立式电流互感器结构，依据绝缘在击穿过程中电容量会发生变化的原理，利用差动回路检测出电容量变化，并将此变化转换为电压信号传递给监测设备，可以有效地判断绝缘介质老化受损程度。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。
图1为一种具有绝缘在线监测功能的油浸倒立式电流互感器的结构示意图；
图2为第二电容型绝缘组件的最内层极板的引线示意图；
图3为本发明的绝缘在线监测的原理图；
图中：1、金属屏蔽罩；2、二次绕组；3、金属管；4、高压极板；5、最外层极板；6、最内层极板；7、第一绝缘监测引线；8、第二绝缘监测引线；9、差动互感器；901、第一原边绕组；902、第二原边绕组；903、副边绕组；10、铜箔。
具体实施方式
参照图1，具有绝缘在线监测功能的油浸倒立式电流互感器，其主体结构与普通的油浸倒立式电流互感器相同，主要包括：圆环状的金属屏蔽罩1，金属屏蔽罩1中内放置的二次绕组2，以及固定在金属屏蔽罩1外侧的金属管3；金属管3的延长线通过金属屏蔽罩1的圆环状的中心，二次绕组2的引出线从金属管3中穿出。
油浸倒立式电流互感器的绝缘结构包括两大部分：第一电容型绝缘组件和第二电容型绝缘组件。第一电容型绝缘组件卷绕在金属屏蔽罩1外表面，第一电容型绝缘组件的外表面作为高压极板4；金属屏蔽罩1作为低压极板，并与金属管3电连接，金属管3上焊接有第一绝缘监测引线7。第二电容型绝缘组件卷绕在金属管3的外表面，从内向外依次卷绕有多层极板，金属管3与极板、极板与极板之间卷绕有绝缘纸，各层极板由内向外、由下向上依次变短，即各层极板阶梯状布置，并且最外层极板5与第一电容型绝缘组件的高压极板4相接，最外层极板5作为第二电容型绝缘组件的高压极板，最内层极板6作为第二电容型绝缘组件的低压极板。结合图2，第二电容型绝缘组件的上粘接四根铜箔10引出，然后在铜箔10上焊接第二绝缘监测引线8。
差动互感器9包含铁芯，以及绕制在铁芯上的第一原边绕组901、第二原边绕组902和副边绕组903；第一原边绕组901和第二原边绕组902有一对同名端共同接地，另一对同名端作为差动输入端的两个端子，第一绝缘监测引线7、第二绝缘监测引线8电连接差动互感器9的差动输入端的两个端子；副边绕组903的输出端作为差动输出端，可以连接电流表，用于显示差动电流方向与差动电流大小，作为判定第一电容型绝缘组件和第二电容型绝缘组件的绝缘状况的依据。
结合图3，第一电容型绝缘组件和第二电容型绝缘组件公用一个高压极板4、5，其低压极板分别通过第一绝缘监测引线7、第二绝缘监测引线8连出，并电连接差动互感器9的差动输入端的两个端子；由于第一电容型绝缘组件和第二电容型绝缘组件的电容量不相同，但是电容量的比例关系在产品做成后为固定的。因此，为了方便二次控制和监测，差动互感器9的第一原边绕组901和第二原边绕组902中，至少有一个的匝数可调(本实施例中，第二原边绕组902的匝数可调)，在安装调试阶段通过调整第一原边绕组901和第二原边绕组902的匝数比，使它们引起等值反向的磁动势，副边绕组903中无电流，输出电压为零。当第一电容型绝缘组件和第二电容型绝缘组件中的任何一部分绝缘状况发生变化时，其容性电流产生的磁通大小不再相等，在差动互感器9的副边绕组903输出一电流信号，通过负载电阻转化为电压信号后，可以通过测量电缆引出到控制室，用以驱动监测装置。
Claims (2)
1.一种具有绝缘在线监测功能的油浸倒立式电流互感器，包括圆环状的金属屏蔽罩，置于金属屏蔽罩中的二次绕组，以及固定在金属屏蔽罩外侧的金属管，所述金属管的延长线通过圆环状的金属屏蔽罩的中心，所述金属屏蔽罩卷绕有第一电容型绝缘组件，金属管的外表面卷绕有第二电容型绝缘组件，其特征在于，所述金属管上电连接有第一绝缘监测引线，第二电容型绝缘组件的最内层极板电连接有第二绝缘监测引线，所述第一绝缘监测引线、第二绝缘监测引线电连接在一个差动互感器的差动输入端；所述差动互感器包含铁芯，以及绕制在铁芯上的第一原边绕组、第二原边绕组和副边绕组；所述第一原边绕组和第二原边绕组有一对同名端共同接地，另一对同名端作为差动输入端，所述副边绕组的输出端作为差动输出端；所述第一电容型绝缘组件和第二电容型绝缘组件公用一个高压极板。
2.根据权利要求1所述的一种具有绝缘在线监测功能的油浸倒立式电流互感器，其特征在于，所述差动互感器的第一原边绕组和第二原边绕组中，至少有一个的匝数可调。
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