CN103680906A - 一种特高压敞开式变电站电流互感器的绝缘结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种特高压敞开式变电站电流互感器的绝缘结构，属于高压电器设备技术领域，包括底座、躯壳及将底座和躯壳相连的复合绝缘套管，在躯壳内设置有中心导体，中心导体外依次套设有内屏蔽筒和外屏蔽筒，由外屏蔽筒底部伸出的二次线屏蔽管伸入复合绝缘套管中且连接于底座上，在二次线屏蔽管上还设置有用于降压的两级屏蔽单元。本发明的绝缘结构为倒立式结构，将中心导体和内、外屏蔽筒设置在电流互感器的顶部躯壳内，使高压部分电场分布更加均匀；将二次线屏蔽管及降压结构设置在复合绝缘套管中，且降压结构采用两级屏蔽单元结构，每一级分布承受相应的高压，使电场得到逐级降低，从而达到分压的目的。本发明结构简单、装配容易。

Description

一种特高压敞开式变电站电流互感器的绝缘结构

技术领域

本发明属于特高压电器设备技术领域，涉及一种交流电流互感器的绝缘结构，具体涉及一种特高压敞开式变电站电流互感器的绝缘结构。

背景技术

我国电力系统最高输送电压已达1000kV，截至目前，国内800kV、1000kV输变电线路均使用的是组合电器（GIS或HGIS）作为输变电线路上的主要设备，无论GIS还是HGIS均是将电流互感器集成在GIS或HGIS设备上，而无专门的用于敞开式变电站使用1000kV独立式电流互感器。现有电流互感器无法满足高电压的绝缘要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种特高压敞开式变电站电流互感器的绝缘结构，该绝缘结构使得电场分布更加均匀、电场压力逐级降低，且结构简单、装配容易。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种特高压敞开式变电站电流互感器的绝缘结构，包括底座、躯壳及将底座和躯壳相连的复合绝缘套管，在躯壳内设置有中心导体，中心导体外依次套设有内屏蔽筒和外屏蔽筒，由外屏蔽筒底部伸出的二次线屏蔽管伸入复合绝缘套管中且连接于底座上，在二次线屏蔽管上还设置有用于降压的两级屏蔽单元。

所述的两级屏蔽单元包括依次套设在二次线屏蔽管外的中间屏蔽筒和高压屏蔽筒，中间屏蔽筒通过低压绝缘支撑固定在二次线屏蔽管上，高压屏蔽筒固定在躯壳下底板上安装的法兰上。

所述中间屏蔽筒和高压屏蔽筒均采用防锈铝材制成，且中间屏蔽筒的末端和高压屏蔽筒的末端为带有弧度的圆滑过渡结构。

在内屏蔽筒和外屏蔽筒之间设置二次线圈，且在二次线圈和内屏蔽筒之间灌封聚氨酯浇注料。

所述躯壳内以及复合绝缘套管内均充满压力为0.3～0.8MPa的SF₆气体。

在外屏蔽筒的两端还设置有用于平衡电场的屏蔽罩。

在外屏蔽筒底部还对称设置有一组与躯壳下底板固定连接的绝缘支撑棒。

所述二次线屏蔽管与外屏蔽筒的连接处还设置有安装法兰。

所述躯壳的顶部设置有防爆装置。

所述底座的一侧设置有密度继电器和充气装置，另一侧设置有二次线接线盒。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明通过对特高压产品电场分布的研究，设计了特高压敞开式变电站电流互感器的绝缘结构，该绝缘结构为倒立式结构：一方面，将中心导体和内、外屏蔽筒设置在电流互感器的顶部躯壳内，躯壳为钟罩式结构，能够使高压部分电场分布更加均匀；另一方面，将二次线屏蔽管及降压结构设置在复合绝缘套管中，且降压结构采用两级屏蔽单元结构，每一级分布承受相应的高压，使电场压力得到逐级降低，从而达到分压的目的。本发明结构简单、装配容易，该绝缘结构填补了国内外1000kV独立式电流互感器的空白，具有重大意义。

进一步地，本发明的两级屏蔽单元为依次套设在二次线屏蔽管外的中间屏蔽筒和高压屏蔽筒，高压屏蔽筒固定在躯壳下底板上安装的下法兰上，承担着大部分的电压降，高压屏蔽筒的设置能够使高压侧和低压侧结合部位的电场分布均匀，使高压部分的压力得到有效降低，利于互感器的绝缘设计；而在高压屏蔽筒内侧和二次线屏蔽管外侧设置的中间屏蔽筒用于高压和低压之间的过渡，使电场得到逐级降低；同时，为了解决中间屏蔽筒与二次线屏蔽管之间的绝缘问题，在中间屏蔽筒的底部设置了低压绝缘支撑，该结构能够将中间屏蔽筒和二次线屏蔽管之间的压差进行有效隔离。

进一步地，本发明在外屏蔽筒的两端设置屏蔽罩，该屏蔽罩内、外表面光滑，无任何突起，有利于电场分布，能够起到平衡电场的作用。

进一步地，本发明在二次线屏蔽管与外屏蔽筒的连接处还设置有安装法兰，起到支撑和屏蔽的作用，能够保证二次线屏蔽管与外屏蔽筒对接部分的电场分布均匀。

进一步地，本发明在躯壳的顶部还设置有防爆装置，能够有效防止由于气体压力过高而导致的不安全因素。

进一步地，本发明在底座上设置有密度继电器，能够将密度继电器的输出信号引致底座侧面的端子箱内。

进一步地，在底座上还设置有二次线接线盒，此接线盒是电流互感器测量线路上的测量信号输出的位置，用于给用户引出测量、保护信号。

附图说明

图1为本发明的电流互感器绝缘结构整体示意图；

图2为本发明的躯壳内部结构示意图；

图3为本发明的两级屏蔽单元结构示意图；

图4为本发明的中间屏蔽结构局部示意图；

图5为本发明的底座结构示意图。

其中，1为底座；2为二次线屏蔽管；3为复合绝缘套管；4为低压绝缘支撑；5为中间屏蔽筒；6为高压屏蔽筒；7为绝缘支撑棒；8为躯壳；9为外屏蔽筒；10为中心导体；11为内屏蔽筒；12为防爆装置；13为密度继电器；14为充气口；15为二次线接线盒；安装法兰16.

具体实施方式

下面结合具体的附图及实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

参见图1，本发明的1000kV敞开式变电站电流互感器的绝缘结构，包括底座1、躯壳8及将底座1和躯壳8相连的复合绝缘套管3，躯壳8采用钟罩式结构，并一次铸造成型，避免焊接过程产生漏气等不利因素，使高压部分电场分布更加均匀；在躯壳8的顶部还设置有防爆装置12，能够有效防止由于气体压力过高而导致的不安全因素。

参见图2，在躯壳8内设置有中心导体10，中心导体10外依次同轴套设套设有内屏蔽筒11和外屏蔽筒9，内屏蔽筒11和外屏蔽筒9均由铝板经旋压一次成型，避免因焊接等因素造成的尖角、毛刺等对绝缘不利的因素，且各部位过渡比较圆滑，使高压电场分布均匀。所述二次线屏蔽管2与外屏蔽筒9的连接处还设置有安装法兰16，因为此处为电场薄弱点，因此在法兰部位形成圆角过渡，能够保证二次线屏蔽管2与外屏蔽筒9对接部分的电场分布均匀，将此安装法兰16通过磷化螺栓和外屏蔽筒9进行连接，起到支撑和屏蔽的作用。在内屏蔽筒11和外屏蔽筒9之间设置有二次线圈，且二次线圈与内屏蔽筒之间采用半浇注的结构，即在二次线圈与内屏蔽筒之间灌封聚氨酯浇注料，并在二次线圈之间增加绝缘垫圈，使得浇注料在浇注时不会从线圈间渗出。二次线圈由内至外依次包括铁心、薄型棉带、第一聚酯薄膜层、漆包线、第二聚酯薄膜层、白色PVC胶带和第三聚酯薄膜层；

在中心导体10与内屏蔽筒11之间，内屏蔽筒11与外屏蔽筒9之间以及外屏蔽筒9与躯壳8之间均充满绝缘气体，该绝缘气体为压力在0.3～0.8MPa的SF₆气体。在外屏蔽筒9的两端，设置有屏蔽罩，该屏蔽罩内、外表面光滑，无任何突起，有利于电场的分布，起到平衡电场的作用。在外屏蔽筒9的底部还对称设置有一组绝缘支撑棒7，绝缘支撑棒7通过支架固定在躯壳8的下底板上，且绝缘支撑棒7采用高强度、强韧性的环氧玻璃丝缠绕，并经过高温固化等工艺制成。

参见图3，由外屏蔽筒9底部伸出的二次线屏蔽管2伸入复合绝缘套管3中且连接于底座1上，在二次线屏蔽管2上还设置有用于降压的两级屏蔽单元，包括依次套设在二次线屏蔽管2外的中间屏蔽筒5和高压屏蔽筒6，中间屏蔽筒5通过低压绝缘支撑4固定在二次线屏蔽管2上，高压屏蔽筒6固定在躯壳8下底板上安装的法兰上，高压屏蔽筒6承担着大部分的电压降，能够使高压侧和低压侧结合部位的电场分布均匀，使高压部分的压力得到有效降低，利于互感器的绝缘设计；中间屏蔽筒5用于高压和低压之间的过渡，使电场得到逐级降低。中间屏蔽筒5和高压屏蔽筒6均采用防锈铝材制成，且中间屏蔽筒5的末端和高压屏蔽筒6的末端为带有弧度的圆滑过渡结构，使电场分布均匀。

参见图4，为解决中间屏蔽筒5与二次线屏蔽管2之间的绝缘，特在中间屏蔽筒5的底部与二次线屏蔽管2之间设有低压绝缘支撑4，将中间屏蔽筒5和二次线屏蔽管2之间的压差进行隔离。

参见图5，本发明在底座1的一侧设置有密度继电器13和充气装置14，另一侧设置有二次线接线盒15。

综上所述，本发明通过对特高压产品电场分布的研究，提供一种特高压1000kV独立式电流互感器的绝缘结构，该绝缘结构采用倒立式结构，二次线圈处于电流互感器的顶部位置。高压和低压的二次线圈部分采用高强度的绝缘支撑棒进行高、低压之间的隔离。高压屏蔽筒固定在躯壳的下法兰上，承担着大部分的电压降，同时，采用两级屏蔽逐级分压的屏蔽结构，并且两级屏蔽之间相互伸入，进行逐级分压，中间屏蔽筒通过低压绝缘支撑固定在二次线屏蔽管上，中间屏蔽与低屏蔽之间采用均压装置来平衡中间屏蔽与低屏蔽之间的电压。在高压屏蔽最外侧，有固定于底座上的复合绝缘套管，复合绝缘套管起绝缘和支撑的作用，该绝缘结构填补了国内、外1000kV独立式电流互感器的空白，为国际社会做出巨大贡献。

Claims (10)

1.一种特高压敞开式变电站电流互感器的绝缘结构，其特征在于，包括底座（1）、躯壳（8）及将底座（1）和躯壳（8）相连的复合绝缘套管（3），在躯壳（8）内设置有中心导体（10），中心导体（10）外依次套设有内屏蔽筒（11）和外屏蔽筒（9），由外屏蔽筒（9）底部伸出的二次线屏蔽管（2）伸入复合绝缘套管（3）中且连接于底座（1）上，在二次线屏蔽管（2）上还设置有用于降压的两级屏蔽单元。

2.根据权利要求1所述的一种特高压敞开式变电站电流互感器的绝缘结构，其特征在于，所述的两级屏蔽单元包括依次套设在二次线屏蔽管（2）外的中间屏蔽筒（5）和高压屏蔽筒（6），中间屏蔽筒（5）通过低压绝缘支撑（4）固定在二次线屏蔽管（2）上，高压屏蔽筒（6）固定在躯壳（8）下底板上安装的法兰上。

3.根据权利要求2所述的一种特高压敞开式变电站电流互感器的绝缘结构，其特征在于，所述中间屏蔽筒（5）和高压屏蔽筒（6）均采用防锈铝材制成，且中间屏蔽筒（5）的末端和高压屏蔽筒（6）的末端为带有弧度的圆滑过渡结构。

4.根据权利要求1所述的一种特高压敞开式变电站电流互感器的绝缘结构，其特征在于，在内屏蔽筒（11）和外屏蔽筒（9）之间设置二次线圈，且在二次线圈和内屏蔽筒（11）之间灌封聚氨酯浇注料。

5.根据权利要求4所述的一种特高压敞开式变电站电流互感器的绝缘结构，其特征在于，所述躯壳（8）内以及复合绝缘套管（3）内均充满压力为0.3～0.8MPa的SF₆气体。

6.根据权利要求1所述的一种特高压敞开式变电站电流互感器的绝缘结构，其特征在于，在外屏蔽筒（9）的两端还设置有用于平衡电场的屏蔽罩。

7.根据权利要求1所述的一种特高压敞开式变电站电流互感器的绝缘结构，其特征在于，在外屏蔽筒（9）底部还对称设置有一组与躯壳（8）下底板固定连接的绝缘支撑棒（7）。

8.根据权利要求1所述的一种特高压敞开式变电站电流互感器的绝缘结构，其特征在于，所述二次线屏蔽管（2）与外屏蔽筒（9）的连接处还设置有安装法兰（16）。

9.根据权利要求1～8中任意一项所述的一种特高压敞开式变电站电流互感器的绝缘结构，其特征在于，所述躯壳（8）的顶部设置有防爆装置（12）。

10.根据权利要求1～8中任意一项所述的一种特高压敞开式变电站电流互感器的绝缘结构，其特征在于，所述底座（1）的一侧设置有密度继电器（13）和充气装置（14），另一侧设置有二次线接线盒。

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