CN104678145A - 一种等电位屏蔽电容式电压互感器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种等电位屏蔽电容式电压互感器，所述电压互感器包括通过其两端设有的支撑法兰相互连接的等电位屏蔽电容器单元，所述等电位屏蔽电容器单元包括设置在上下所述支撑法兰间的、由内到外依次同轴布置的主电容器、内绝缘材料、环形电极和绝缘套筒；所述主电容器上下分别设有与所述支撑法兰连接的支撑绝缘子，所述支撑绝缘子位于所述绝缘套筒的轴心上，所述主电容的顶部和底部分别设有导向法兰，所述导向法兰的内圆面设置在所述支撑绝缘子底端的外圆面外。该等电位屏蔽电容式电压互感器容易解决由于其主电容器体积膨胀带来的损坏的问题。
Description
技术领域：
本发明涉及一种电容式电压互感器，更具体涉及一种等电位屏蔽电容式电压互感器。
背景技术：
近年来我国交流特高压输电技术发展迅速，这就对特高压电网电压的准确测量提出了高要求。目前高电压测量装置主要有以下三种：电磁式电压互感器、电容式电压互感器和电子式电压互感器。电磁式电压互感器多用于110kV以下电压等级的电压计量，电容式电压互感器普遍用于110kV以上电压等级的电压计量。电子式电压互感器目前仍然处于研发和试验阶段，其电压测量精度、激光器寿命、系统可靠性等问题需进一步研究解决，目前尚未投入工程应用。
对于500kV以上的电压等级，特别对于特高压等级（1000kV），电磁式电压互感器由于绝缘困难并且容易在一次侧发生铁磁谐振进而引发电力事故，已不采用。电容式电压互感器因为其结构简单、造价便宜、一次侧不会与电网发生铁磁谐振、可靠性高等优点，已被广泛应用于超/特高压电压等级电网电压测量。
但对于应用于超/特高压领域的电容式电压互感器，存在如下技术困难：
（1）对地杂散电容对电容式电压互感器测量准确度的影响
我国西北电网750kV电容式电压互感器实际测量结果表明，对地杂散电容引起的测量误差可高达0.2%以上。目前业内通过采用增大电容量的方法来减少杂散电容对准确度测量的影响。但对于特高压电压等级（1000kV及以上），杂散电容电流显著增大，可达20mA。此时的电容式电压互感器，即便电容量增大到10000pf，其准确级也无法达到0.1级的标准。
（2）现场校验困难
通常电容式电压互感器在现场安装后，需要进行现场校验以便及时对比差和角差进行修正。但是在特高压变电站，由于变电站场地情况、现场严重的电磁干扰等因素存在，所以对特高压电容式电压互感器进行现场校验非常困难。
（3）暂态相应特性问题
数字化继电保护系统的广泛应用对电压互感器的响应特性提出了越来越高的要求，要求互感器次级电压应快速准确反映初级电压的变化。有关规程要求，互感器初级对地短路后，次级电压应在0.2秒以内降至初始值的0.1以下。现有CVT均采用储能元件组成的铁磁谐振阻尼器，以抑制电磁单元中可能产生的铁磁谐振。储能元件的引入使互感器的响应特性变差，难以满足特高压电网继电保护快速准确动作的要求。
而等电位屏蔽电容式电压互感器中的主电容器在充油后其法兰均会向外膨胀，造成电容器底部法兰不平从而使电容器无法直立于套筒内，再考虑到电容器的细高型结构，其顶部相对于底部不可避免地会造成偏心，给屏蔽用辅助电容器的安装带来困难甚至无法完成安装。
发明内容：
本发明的目的是提供一种等电位屏蔽电容式电压互感器，该电压互感器容易解决由于其主电容器体积膨胀带来的损坏的问题。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种等电位屏蔽电容式电压互感器，所述电压互感器包括通过其两端设有的支撑法兰相互连接的等电位屏蔽电容器单元，所述等电位屏蔽电容器单元包括设置在上下所述支撑法兰间的、由内到外依次同轴设有的主电容器、内绝缘材料、环形电极和绝缘套筒；所述主电容器上下分别设有与所述支撑法兰连接的支撑绝缘子，所述支撑绝缘子位于所述绝缘套筒的轴心上，所述主电容器的顶部和底部分别设有导向法兰，所述导向法兰的内圆面设置在所述支撑绝缘子底端的外圆面外。
本发明提供的一种等电位屏蔽电容式电压互感器，设置在所述主电容器顶部的所述导向法兰的内圆面与所述支撑绝缘子外圆面间留有一定的垂直间隙，所述间隙的尺寸由所述导向法兰、所述支撑绝缘子的相对安装位置以及所述主电容器最大膨胀量来确定。
本发明提供的一种等电位屏蔽电容式电压互感器，在所述间隙内设有与所述支撑绝缘子外圆面相贴的橡皮垫，所述橡皮垫厚度小于所述间隙距离；
所述主电容器底端的所述导向法兰内圆面与与其相对应的所述支撑绝缘子底端的外圆面通过橡皮垫连接。
本发明提供的另一优选的一种等电位屏蔽电容式电压互感器，所述绝缘材料为气体绝缘材料、泡沫绝缘材料或绝缘油。
本发明提供的再一优选的一种等电位屏蔽电容式电压互感器，所述支撑绝缘子顶端和底端的轴线处设有圆形凹槽，所述凹槽内分别设有梅花触头组件，两个所述触头组件通过穿过两个凹槽的金属埋件连接。
本发明提供的又一优选的一种等电位屏蔽电容式电压互感器，其特征在于：所述支撑绝缘子底端设置在所述支撑法兰内，在所述支撑绝缘子底端的触头组件内插入金属棒状电极。
本发明提供的又一优选的一种等电位屏蔽电容式电压互感器，设置在所述主电容器顶部的所述导向法兰通过其侧面内圆面与与其相对应的所述支撑绝缘子的顶端侧面外圆面活动连接；
设置在所述主电容器底端的所述导向法兰与与其相对应的所述支撑绝缘子活动连接。
本发明提供的又一优选的一种等电位屏蔽电容式电压互感器，所述绝缘套筒的顶端和底端分别设有与所述支撑法兰相连的套筒法兰。
本发明提供的又一优选的一种等电位屏蔽电容式电压互感器，在所述环形电极上下端与与其上下端相对应的所述支撑法兰之间设有辅助电容器。
和最接近的现有技术比，本发明提供技术方案具有以下优异效果
1、本发明中的对于固定主电容器的方式的结构简单，便于主电容器的安装；
2、本发明中主电容器与支撑绝缘子间是相对独立的，没有通过螺栓连接，安装时可随时对中电容器的位置进行微调，避免偏心问题的发生；
3、本发明中电压互感器解决膨胀问题没有采用膨胀器，而是通过简单合理的结构设计解决；
4、本发明的设有的间隙结构既满足主电容器的固定要求，又能避免主电容器由于体积膨胀而损坏；
5、本发明中的橡皮垫起到了缓冲作用，保证运输过程中主电容器不会因颠簸而损坏；
6、本发明中的主电容器在径向上无法移动，不会在运输中由于颠簸而倾倒，达到了固定的目的。
附图说明
图1为本发明等电位屏蔽电容式电压互感器结构示意图；
图2为本发明图1中B的等电位屏蔽电容器单元相互连接放大轴向剖面图；
图3为本发明的主电容器底部示意图；
图4为本发明的主电容器顶部示意图；
其中，1-主电容器，2-绝缘套筒，3-辅助电容器，4-环形电极，5-支撑绝缘子，6-支撑法兰；7-套筒法兰，8-橡皮垫，9-间隙，10-导向法兰。
具体实施方式
下面结合实施例对发明作进一步的详细说明。
实施例1：
如图1-4所示，本例的发明的等电位屏蔽电容式电压互感器A包括通过其两端设有的支撑法兰6相互连接的等电位屏蔽电容器单元，所述等电位屏蔽电容器单元包括设置在上下所述支撑法兰6间的、由内到外依次同轴设有的主电容器1、内绝缘材料、环形电极4和绝缘套筒2；所述主电容器1上下分别设有与所述支撑法兰6连接的支撑绝缘子5，所述支撑绝缘子5位于所述绝缘套筒2的轴心上，所述主电容器1的顶部和底部分别设有碗形导向法兰10，所述导向法兰10的内圆面设置在所述支撑绝缘子5底端的外圆面外。
设置在所述主电容器1顶部的所述导向法兰10的内圆面与所述支撑绝缘子5外圆面间有一定的间隙9，所述间隙9为的尺寸需要由所述导向法兰10及所述支撑绝缘子5的相对安装位置以及所述主电容器1最大膨胀量来确定。
由于在环境温度及设备自身工作温度的作用下，主电容器1的体积会相应发生变化，特别在轴向上。所述间隙9的结构既满足主电容器1的固定要求，又能避免主电容器1由于体积膨胀而损坏。
在所述间隙9内设有与所述支撑绝缘子5外圆面相贴的橡皮垫5，所述橡皮垫8厚度小于所述间隙9距离；所述主电容器1底端的所述导向法兰10内圆面与与其相对应的所述支撑绝缘子5底端的外圆面通过橡皮垫8连接。所述橡皮垫8起到了缓冲作用，保证运输过程中主电容器1不会因颠簸而损坏。所述绝缘材料为气体绝缘材料、泡沫绝缘材料或绝缘油。
所述支撑绝缘子5顶端和底端的轴线处设有圆形凹槽，所述凹槽内分别设有梅花触头组件，两个所述触头组件通过穿过两个凹槽的金属埋件连接。所述支撑绝缘子5底端设置在所述支撑法兰6内，在所述支撑绝缘子5底端的触头组件内插入金属棒状电极。设置在所述主电容器1顶部的所述导向法兰10通过其内圆面的两侧与与其相对应的所述支撑绝缘子6的顶端外圆面两侧活动连接；设置在所述主电容器1底端的所述导向法兰10与与其相对应的所述支撑绝缘子6活动连接。由于主电容器1与支撑绝缘子5间是相对独立活动连接，没有通过螺栓固定，因此当主电容器1出现偏心问题时可以在轴向上及时进行微调，保证主电容器1两端的顺利安装固定。所述主电容器1两端通过上述结构与所述支撑绝缘子5固定，使主电容器1在径向上无法移动，不会在运输中由于颠簸而倾倒，达到了固定的目的。
所述绝缘套筒2的顶端和底端分别设有与所述支撑法兰6相连的套筒法兰7。在所述环形电极4上下端与与其上下端相对应的所述支撑法兰6之间设有辅助电容器3。
最后应该说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种等电位屏蔽电容式电压互感器，所述电压互感器包括通过其两端设有的支撑法兰相互连接的等电位屏蔽电容器单元，所述等电位屏蔽电容器单元包括设置在上下所述支撑法兰间的、由内到外依次同轴设有的主电容器、内绝缘材料、环形电极和绝缘套筒；所述主电容器上下分别设有与所述支撑法兰连接的支撑绝缘子，所述支撑绝缘子位于所述绝缘套筒的轴心上，其特征在于：所述主电容器的顶部和底部分别设有导向法兰，所述导向法兰的内圆面设置在所述支撑绝缘子底端的外圆面外。
2.如权利要求1所述的一种等电位屏蔽电容式电压互感器，其特征在于：设置在所述主电容器顶部的所述导向法兰的内圆面与所述支撑绝缘子外圆面间留有一定的垂直间隙，所述间隙的尺寸由所述导向法兰、所述支撑绝缘子的相对安装位置以及所述主电容器最大膨胀量来确定。
3.如权利要求2所述的一种等电位屏蔽电容式电压互感器，其特征在于：在所述支撑绝缘子顶部设有相配合的橡皮垫，所述间隙大于所述橡皮垫厚度；
所述主电容器端部的所述导向法兰内圆面与插入其中的所述支撑绝缘子底端的外圆面通过橡皮垫在径向上连接。
4.如权利要求1所述的一种等电位屏蔽电容式电压互感器，其特征在于：所述绝缘材料为气体绝缘材料、泡沫绝缘材料或绝缘油。
5.如权利要求1所述的一种等电位屏蔽电容式电压互感器，其特征在于：所述支撑绝缘子顶端和底端的轴线处设有圆形凹槽，所述凹槽内分别设有梅花触头组件，两个所述触头组件通过穿过两个凹槽的金属埋件连接。
6.如权利要求5所述的一种等电位屏蔽电容式电压互感器，其特征在于：所述支撑绝缘子底端设置在所述支撑法兰内，在所述支撑绝缘子底端的触头组件内插入金属棒状电极。
7.如权利要求3所述的一种等电位屏蔽电容式电压互感器，其特征在于：设置在所述主电容器顶部的所述导向法兰通过其侧面内圆面与与其相对应的所述支撑绝缘子的顶端侧面外圆面活动连接；
设置在所述主电容器底端的所述导向法兰与与其相对应的所述支撑绝缘子活动连接。
8.如权利要求1所述的一种等电位屏蔽电容式电压互感器，其特征在于：所述绝缘套筒的顶端和底端分别设有与所述支撑法兰相连的套筒法兰。
9.如权利要求1所述的一种等电位屏蔽电容式电压互感器，其特征在于：在所述环形电极上下端与与其上下端相对应的所述支撑法兰之间设有辅助电容器。
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