CN104569515B - 一种屏蔽结构及采用这种结构的共箱电子式电压互感器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种屏蔽结构及采用这种结构的共箱电子式电压互感器，屏蔽结构，包括屏蔽罩、中间屏蔽和支撑屏蔽；屏蔽罩一端封闭，一端开口，用于罩设在一次导体端部的球型电极和连接球型电极的杆状电极前部；所述中间屏蔽两端开口，用于围设在杆状电极周围；所述支撑屏蔽为一多孔板。在每相一次导体末端断口位置设置屏蔽罩，使原来的三相共用大屏蔽空间变为每相独立的小屏蔽空间，对其内部电场分布要求变得更为苛刻。将一次导体末端设计为球型电极结构，并与屏蔽罩保证一定的弧度配合，以满足绝缘特性的要求，达到三相电场兼容的效果，保证互感器运行的可靠性及稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种屏蔽结构，特别是采用这种结构的共箱电子式电压互感器。
背景技术
随着全球资源环境压力的不断增大，电力市场化进程的不断推进以及用户对电能可靠性和质量要求的不断提升，建设具有灵活、清洁、安全、经济、友好等性能的智能电网，是未来电网的一个主要发展方向。电子式互感器作为智能变电站的基础和重要的组成部分，其发展和应用受到了广泛的关注。
电子式电压互感器具有结构紧凑、绝缘性能优越、抗电磁干扰、不饱和、易于数字信号传输等优点，不但可降低变电站的综合成本，更重要的是可大幅度提高系统内保护装置及计量装置的动作可靠性及精度，对保证电网安全及有效提高计量回路的整体精度有重大的现实意义。
在110kV电压等级变电站中，GIS(Gas Insulated Switchgear)是其主要的电气设备，一般为双母线或单母线配置，在其母线上安装有用于监测控制一次电压信号的电压互感器，应用范围广阔。随着智能电网的发展，110kV GIS用母线设备正朝向电子式电压互感器发展。共箱结构电子式电压互感器相间独立屏蔽技术，将提高此类产品的抗电磁场干扰性能，对智能电网的快速稳健可靠发展，起到极大的推动作用。
电子式电压互感器传感元器件为非铁芯结构，传变信号在若干伏左右。同轴电容分压器与一次导体构成的同轴分压回路输出信号极小，易受到外界电磁场因素的干扰。三相一次导体位于同一个密闭的压力容器内部，每相同轴电容分压器易受到相邻两相一次导体电场量干扰。
发明内容
本发明的目的是提供一种屏蔽结构及采用这种结构的共箱电子式电压互感器，用以解决共箱结构电子式电压互感器相间相互影响的问题。
为实现上述目的，本发明的方案包括：
一种屏蔽结构，包括屏蔽罩(1)、中间屏蔽(4)和支撑屏蔽(3)；屏蔽罩一端封闭，一端开口，用于罩设在一次导体(6)端部的球型电极和连接球型电极的杆状电极前部；所述中间屏蔽两端开口，用于围设在杆状电极周围；所述支撑屏蔽为一多孔板；所述屏蔽罩扣设在多孔板一侧的对应孔口上，所述中间屏蔽扣设在多孔板另一侧的对应孔口上，所述支撑屏蔽用于与壳体固定连接。
所述屏蔽罩的封闭端具有内凹外凸的弧面。
所述中间屏蔽两端具有向外翻的外翻沿。
所述屏蔽罩的柱面部分内侧面与杆状电极的径向距离、所述中间屏蔽内侧面与杆状电极的径向距离，这两个径向距离相等。
一种共箱电子式电压互感器，包括壳体(7)、三相的一次导体(6)、同轴电容分压器(5)和屏蔽结构；所述各一次导体均包括一端的球型电极(2)和连接球型电极的杆状电极；屏蔽结构包括屏蔽罩(1)、中间屏蔽(4)和支撑屏蔽(3)；屏蔽罩一端封闭，一端开口，用于罩设在球型电极和杆状电极前部；所述中间屏蔽两端开口，用于围设在杆状电极周围；所述支撑屏蔽为一多孔板；所述屏蔽罩扣设在多孔板一侧的对应孔口上，所述中间屏蔽扣设在多孔板另一侧的对应孔口上，所述支撑屏蔽用于与壳体固定连接。
所述中间屏蔽与同轴电容分压器轴向间隔设置；所述屏蔽罩的柱面部分内侧面与杆状电极的径向距离、所述中间屏蔽内侧面与杆状电极的径向距离、同轴电容分压器与杆状电极的径向距离，这三个径向距离相等。
所述屏蔽罩的封闭端具有内凹外凸的弧面。
所述中间屏蔽两端具有向外翻的外翻沿。
所述杆状电极的后端固定安装于绝缘子(9)上。
由于每相导体末端电场量被其自身屏蔽罩所吸收，不再辐射到相邻相一次导体处。在每相一次导体末端断口位置设置屏蔽罩，使原来的三相共用大屏蔽空间变为每相独立的小屏蔽空间，对其内部电场分布要求变得更为苛刻。将一次导体末端设计为球型电极结构，并与屏蔽罩保证一定的弧度配合，以满足绝缘特性的要求，达到三相电场兼容的效果，保证互感器运行的可靠性及稳定性。
附图说明
图1是本发明实施例的A、B、C三相屏蔽结构图；
图2是本发明实施例的共箱电子式电压互感器结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
一种共箱电子式电压互感器，包括壳体7、三相的一次导体6、同轴电容分压器5和屏蔽结构；所述各一次导体均包括一端的球型电极2和连接球型电极的杆状电极。
屏蔽结构包括屏蔽罩1、中间屏蔽4和支撑屏蔽3；屏蔽罩一端封闭，一端开口，用于罩设在球型电极和杆状电极前部；所述中间屏蔽两端开口，用于围设在杆状电极周围；所述支撑屏蔽为一多孔板；所述屏蔽罩扣设在多孔板一侧的对应孔口上，所述中间屏蔽扣设在多孔板另一侧的对应孔口上，所述支撑屏蔽用于与壳体固定连接。
共箱结构电子式电压互感器主要为三相结构，三相导体在壳体，即外压力容器内部均匀分布，保证其自身绝缘特性。对每相配置一套同轴电容分压器，与一次导体构成同轴分压回路，以传变一次电压信号。
电子式电压互感器处于变电站主接线母线设备末端位置，一次回路亦在此位置形成导体末端，即断口位置。每相导体在此位置电场量扩散辐射到相邻两相一次导体处，耦合进入相邻两相同轴分压回路，影响相邻一次电压信号传变精度。
对每相一次导体末端设置屏蔽罩，使每相导体末端断口处形成独立的屏蔽空间。每相导体末端电场量被其自身屏蔽罩所吸收，不再辐射到相邻相一次导体处。
在每相一次导体末端断口位置设置屏蔽罩，使原来的三相共用大屏蔽空间变为每相独立的小屏蔽空间，对其内部电场分布要求变得更为苛刻。需将一次导体末端设计为球型电极结构，并与屏蔽罩保证一定的弧度配合，以满足绝缘特性的要求，达到三相电场兼容的效果。
原同轴电容分压器与一次导体成均匀同轴结构，末端电场量沿径向发散，不会对同轴电容分压器造成影响。将一次导体末端设计为球型电极后，电场量随球型电极球面曲向电场量辐射进同轴电容分压器位置，将影响到同轴电容分压器传变精度。在每相分压回路适当位置设置中间屏蔽，可吸收球型电极曲向电场量对本相同轴电容分压器的干扰，并与球型电极保证一定弧度配合以保证其绝缘特性。
支撑屏蔽除起到支撑中间屏蔽的作用外，与外压力容器壳体构成立体屏蔽空间，同轴电容分压器位于其构成的屏蔽空间内部，达到整机抗外界电磁场干扰的目的。
通过以上若干种屏蔽设计技术，最终使共箱结构电子式电压互感器整机满足0.2级准确度。
具体的，如图1、图2所示的110kV GIS用共箱电子式电压互感器。
各相一次导体6安装于绝缘子9上，构成互感器的一次回路。
一次导体6与同轴电容分压器5为同轴分布结构，构成本例样机的同轴分压回路，起到传变一次回路信号的作用。经传变的模拟小信号，通过屏蔽电缆，传输到采集单元8，经采样及数字化处理后成为符合IEC619850-9-2LE通讯规约的测控保护信号。
每相端部断口位置设置屏蔽罩1并有效接地，在每相一次回路末端形成独立屏蔽空间，起到各相末端电场独立屏蔽作用，使每相一次导体6末端电场量不影响到其余两相一次部分。
一次导体6端部断口位置为电场分布集中区域，将端部设计成为球型电极2，使之与屏蔽罩1形成良好的弧度配合，达到电场兼容效果。
端部设计为球型曲面，使其原径向分布的电场量改变为沿球面曲向辐射进同轴电容分压器5位置。设置中间屏蔽4并可靠接地，吸收沿球面曲向辐射的电场量，保护同轴电容分压器不受到球型电极2的影响。
中间屏蔽4安装于支撑屏蔽3上；支撑屏蔽3与外压力容器7构成立体屏蔽空间并有效接地，对内部同轴电容分压器5起到抗电磁场干扰作用。中间屏蔽与同轴电容分压器轴向间隔设置；屏蔽罩的柱面部分内侧面与杆状电极的径向距离、中间屏蔽内侧面与杆状电极的径向距离、同轴电容分压器与杆状电极的径向距离，这三个径向距离相等；中间屏蔽两端具有向外翻的外翻沿，进一步改善电场特性，保证抗干扰效果。
以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种屏蔽结构，其特征在于，包括屏蔽罩(1)、中间屏蔽(4)和支撑屏蔽(3)；屏蔽罩一端封闭，一端开口，用于罩设在一次导体(6)端部的球型电极和连接球型电极的杆状电极前部；所述中间屏蔽两端开口，用于围设在杆状电极周围；所述支撑屏蔽为一多孔板；
所述屏蔽罩扣设在多孔板一侧的对应孔口上，所述中间屏蔽扣设在多孔板另一侧的对应孔口上，所述支撑屏蔽用于与壳体固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种屏蔽结构，其特征在于，所述屏蔽罩的封闭端具有内凹外凸的弧面。
3.根据权利要求1所述的一种屏蔽结构，其特征在于，所述中间屏蔽两端具有向外翻的外翻沿。
4.根据权利要求1所述的一种屏蔽结构，其特征在于，所述屏蔽罩的柱面部分内侧面与杆状电极的径向距离、所述中间屏蔽内侧面与杆状电极的径向距离，这两个径向距离相等。
5.一种共箱电子式电压互感器，其特征在于，包括壳体(7)、三相的一次导体(6)、同轴电容分压器(5)和屏蔽结构；所述各一次导体均包括一端的球型电极(2)和连接球型电极的杆状电极；屏蔽结构包括屏蔽罩(1)、中间屏蔽(4)和支撑屏蔽(3)；屏蔽罩一端封闭，一端开口，用于罩设在球型电极和杆状电极前部；所述中间屏蔽两端开口，用于围设在杆状电极周围；所述支撑屏蔽为一多孔板；所述屏蔽罩扣设在多孔板一侧的对应孔口上，所述中间屏蔽扣设在多孔板另一侧的对应孔口上，所述支撑屏蔽用于与壳体固定连接。
6.根据权利要求5所述的一种共箱电子式电压互感器，其特征在于，所述中间屏蔽与同轴电容分压器轴向间隔设置；所述屏蔽罩的柱面部分内侧面与杆状电极的径向距离、所述中间屏蔽内侧面与杆状电极的径向距离、同轴电容分压器与杆状电极的径向距离，这三个径向距离相等。
7.根据权利要求5所述的一种共箱电子式电压互感器，其特征在于，所述屏蔽罩的封闭端具有内凹外凸的弧面。
8.根据权利要求5所述的一种共箱电子式电压互感器，其特征在于，所述中间屏蔽两端具有向外翻的外翻沿。
9.根据权利要求8所述的一种共箱电子式电压互感器，其特征在于，所述杆状电极的后端固定安装于绝缘子(9)上。
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