CN101719416B - 一种具有在线绝缘监测功能的u形电流互感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力电流互感器领域，公开了一种具有在线绝缘监测功能的U形电流互感器。它包括U形结构的一次导体，依次叠绕在一次导体上的零屏、中间屏和末屏，依次设置在一次导体、零屏、中间屏和末屏之间绝缘层，以及套装在末屏上的二次绕组，其特征在于，还包括一个差流互感器，所述末屏在U形结构底部分为相互绝缘的左半末屏、右半末屏，并分别引出左、右引线，左、右引线电连接所述差流互感器的差流输入端；所述差流互感器的差流输出端输出表征U形电流互感器绝缘状态的电流信号。

Description

一种具有在线绝缘监测功能的U形电流互感器

技术领域

本发明涉及电力电流互感器领域，特别涉及一种具有在线绝缘监测功能的U形电流互感器。

背景技术

目前，电力电流互感器主要以油浸正立式为主，其一次导体为传统U形结构，其主绝缘为变压器油和电缆纸绝缘结构，主要由电缆纸带包扎而成。为了使内部电场比较均匀，绝缘层内部设有一组主屏并在主屏端部设有端屏。另一种新型油浸正立式电流互感器绝缘结构得到越来越广泛的应用，那就是只保留绝缘层中最外层和最里层两张主屏(末屏和零屏)，以上两张主屏之间的各主屏(中间屏)均由短屏替代，并且这些短屏从里往外在末屏和零屏的端部呈台阶状排列，依次为一屏、二屏、三屏等。

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在线绝缘监测功能的U形电流互感器，其监测简单、方便、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。

一种具有在线绝缘监测功能的U形电流互感器，包括U形结构的一次导体，依次叠绕在一次导体上的零屏、中间屏和末屏，依次设置在一次导体、零屏、中间屏和末屏之间绝缘层，以及套装在末屏上的二次绕组，其特征在于，还包括一个差流互感器，所述末屏在U形结构底部分为相互绝缘的左半末屏、右半末屏，并分别引出左、右引线，左、右引线电连接所述差流互感器的差流输入端；所述差流互感器的差流输出端输出表征U形电流互感器绝缘状态的电流信号。

本发明的进一步改进和特点在于：

所述差流互感器包含铁芯，以及绕制造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的匝数相同且有一对同名端共同接地，另一对同名端作为差流输入端，所述副边绕组的输出端作为差流输出端。

所述左半末屏、右半末屏在U形结构底部部分重叠，重叠部分之间设置有绝缘介质。

本发明的U形电流互感器，利用U形电流互感器的结构对称性，在U形结构底部将末屏分为左半末屏、右半末屏，并分别引出左、右引线，左、右引线电连接一个差流互感器的差流输入端，差流互感器的差流输出绕组提供一个用于判断U形电流互感器绝缘状态的电流信号。

正常运行中，左半末屏、右半末屏流入差流互感器原边的电流大小相同，流向相反，引起等值反向的磁动势，副线圈中无电流，差流输出为零；当绝缘状况发生变化时，左半末屏、右半末屏流入差流互感器原边的电流流向相反，大小不同，引起磁动势，副线圈中有电流，差流输出达到设定值时，可以判定U形电流互感器绝缘破坏，需要退出运行。

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为本发明的一种具有在线绝缘监测功能的U形电流互感器的结构原理示意图；

图2为左半末屏、右半末屏的左、右引线的引出示意图；

图3为的左、右引线处的结构示意图；

其中：1为一次导体；2为零屏；3为中间屏；4为末屏；401为左半末屏；401为右半末屏；5为二次绕组；6为差流互感器；601为铁芯；602第一原边绕组；603为第二原边绕组；604为副边绕组；7为左引线；8为右引线；9为绝缘介质。

具体实施方式

参照图1，为本发明的一种具有在线绝缘监测功能的U形电流互感器，主要包括：U形结构的一次导体1，依次叠绕在一次导体1上的零屏2、中间屏2和末屏4，一次导体1、零屏2、中间屏3和末屏4之间依次设置有绝缘介层，套装在末屏4上的二次绕组5，以及差流互感器6。末屏4在其U形结构底部分为相互绝缘的左半末屏、右半末屏，并分别引出左、右引线，左、右引线电连接差流互感器6的差流输入端，差流互感器6的差流输出端输出表征U形电流互感器绝缘状态的电流信号。

其中，差流互感器6包含铁芯601，以及绕制造在铁芯601上的第一原边绕组602、第二原边绕组603和副边绕组604。第一原边绕组601和第二原边绕组602的匝数相同且有一对同名端共同接地，另一对同名端作为差流输入端；副边绕组604的输出端作为差流输出端。差流互感器6的差流输出端可以通过串接负载电阻，将电流信号转化为电压信号，输入到监测装置。

本发明充分利用了油浸正立式U形电流互感器绝缘结构对称的特点，依据绝缘中电容屏间绝缘介质发生局部损坏时，会引起电容量的变化而导致左半末屏、右半末屏电流变化，对末屏稍加处理并增加了一个差流互感器，就实现了U形电流互感器的在线绝缘监测功能，对上述监测信号设置门限值用来控制U形电流互感器的运行/退出操作，可以简单而又方便地实现U形电流互感器的在线保护功能。

参照图2、图3，末屏在U形结构底部分为左半末屏401、右半末屏402，左半末屏401、右半末屏402在U形结构底部部分重叠，重叠部分之间设置有绝缘层9。左半末屏401、右半末屏402对称相等，并在两端交界部位相互重叠20mm以避免其中间缝隙引起此处的电场畸变。重叠部分之间设置的绝缘介质是2层绝缘纸。左半末屏401、右半末屏402由左、右引线7、8引出至二次出线盒内。设备正常运行与传统的电流互感器相同，只是需要把左、右引线同时接地。

本发明针对油浸正立式电流互感器结构的分析，巧妙的利用此类绝缘结构的对称性，并依据绝缘在击穿过程中电容量会发生变化的原理，对其末屏进行了改进，设计了一个差流互感器，以检测因电容量变化而引起的末屏电流变化，并将此电流转换为电压信号传递给在线监测设备，本发明可以有效检测出油浸正立式电流互感器因绝缘局部损坏引起的电容量变化，从而实现了绝缘贯穿性击穿的早期预防。

Claims (2)

1.一种具有在线绝缘监测功能的U形电流互感器，包括U形结构的一次导体，依次叠绕在一次导体上的零屏、中间屏和末屏，依次设置在一次导体、零屏、中间屏和末屏之间绝缘层，以及套装在末屏上的二次绕组，其特征在于，还包括一个差流互感器，所述末屏在U形结构底部分为相互绝缘的左半末屏、右半末屏，并分别引出左、右引线，左、右引线电连接所述差流互感器的差流输入端；所述差流互感器的差流输出端输出表征U形电流互感器绝缘状态的电流信号；所述差流互感器包含铁芯，以及绕制造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的匝数相同且有一对同名端共同接地，另一对同名端作为差流输入端，所述副边绕组的输出端作为差流输出端。

2.根据权利要求1所述的一种具有在线绝缘监测功能的U形电流互感器，其特征在于，所述左半末屏、右半末屏在U形结构底部部分重叠，重叠部分之间设置有绝缘介质。 

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