CN105044421B - 一种1000kv柱式电容式电压互感器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种1000KV柱式电容式电压互感器，包括连接的电容分压器和电磁单元，电容分压器包括依次串联的耦合电容器；所述耦合电容器包括外瓷套管、同轴设于所述外瓷套管两端外侧的电容器法兰、同轴设于所述外瓷套管两端内侧的电容组件和膨胀器、两端的电容组件和膨胀器分别与两端的电容器法兰相连；所述电容组件和所述膨胀器之间串联有阻尼装置，所述阻尼装置包括阻尼电阻。本发明提供的技术方案有效抑制了施加于1000KV柱式电容式电压互感器的电容分压器上的高频电压及电流，提高了其绝缘性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种电压互感器，具体讲涉及一种电容器内串联有阻尼装置的1000KV柱式电容式电压互感器。
背景技术
柱式电容式电压互感器分为电容分压器和电磁单元两大部分，如图1所示；电容分压器由单节或多节耦合电容器构成，承担系统的一次电压。每节耦合电容器由多个电容单元串联而成，如图2所示。
1000kV柱式电容式电压互感器的电容分压器通常由5节耦合电容器叠装而成，每节耦合电容器内部有几十到上百个电容元件，每个电容元件有两个插接的引线片，电容元件通过引线片压接串联。
如此多的元件及连接点，使得1000kV柱式电容式电压互感器在特高压电网中运行时，容易遭受到雷电过电压、操作过电压(例如电力系统中隔离开关操作时，会产生高频电压及电流)等各种过电压的侵害，伴随着高频电压，在柱式电容式电压互感器内部流过高频电流，在高频电压及电流所产生的电、热及力的作用下，1000kV柱式电容式电压互感器内部电容元件的绝缘性能容易受到损坏。
因此，有必要对现有的1000kV柱式电容式电压互感器的结构进行改进，以抑制施加于电容分压器的高频电压及高频电流的幅值及频率，提高1000kV柱式电容式电压互感器的绝缘性能。
发明内容
为了解决现有技术中所存在的上述不足，本发明提供一种1000KV柱式电容式电压互感器。
本发明提供的技术方案是：一种1000KV柱式电容式电压互感器，包括连接的电容分压器和电磁单元，电容分压器包括依次串联的耦合电容器；其改进之处在于：
所述耦合电容器包括外瓷套管、同轴设于所述外瓷套管两端外侧的电容器法兰、同轴设于所述外瓷套管两端内侧的电容组件和膨胀器；两端的电容组件和膨胀器分别与两端的电容器法兰相连；所述电容组件和所述膨胀器之间串联有阻尼装置，所述阻尼装置包括阻尼电阻。
优选的，所述电容组件包括依次串联的电容元件，所述电容元件由两层铝箔和设于所述两层铝箔之间的聚丙烯薄膜和电容纸卷绕、压扁后经真空浸渍处理制成；每个电容元件设有两个插接的引线片，所述电容元件通过所述引线片串联。
优选的，所述外瓷套管的外壁为伞群结构；所述外瓷套管的两端沿其轴线平行的方向分别设有螺孔；电容器法兰上设有平行于轴线方向贯穿的、孔径与所述外瓷套管两端孔径对应相等的螺孔，所述电容器法兰通过螺孔和贯穿所述螺孔的螺栓与外瓷套管固定。
进一步，所述外瓷套管内充有绝缘油，所述电容器法兰的内侧面同中心设有直径等于外瓷套管直径的凹槽；所述凹槽内安装有弹性密封圈。
优选的，所述膨胀器为圆柱体形波纹结构的金属密封腔体，所述膨胀器的一端与所述电容器法兰固定，所述膨胀器的另一端通过留有裕度的导线与所述阻尼装置连接。
优选的，所述阻尼电阻设于阻尼装置上、下法兰之间；所述阻尼装置上法兰通过导线与所述膨胀器连接，所述阻尼装置下法兰通过直接压接方式与所述电容元件连接；所述阻尼装置下法兰通过引线片与所述电容元件串联。
进一步，所述阻尼电阻包括外壁上留有螺旋槽的绝缘筒和缠绕在所述绝缘筒的螺旋槽中的绕线电阻；所述绕线电阻两端分别焊接在所述阻尼装置上、下法兰上；所述绝缘筒用环氧树脂制作；所述绕线电阻用镍洛合金制作。
进一步，所述阻尼装置上、下法兰两侧分别设有平行于轴线方向贯穿的定位孔；两侧定位孔的间距等于所述绝缘筒的横截面外径；所述定位孔内固定有一端伸出定位孔后与绝缘筒外壁贴合的定位片；所述定位片上留有轴线与绝缘筒的轴线垂直的螺孔；所述绝缘筒的两侧分别设有径向贯穿的孔径与定位片上螺孔孔径对应相等的螺孔，所述定位片通过贯穿所述螺孔的螺栓与绝缘筒固定。
进一步，所述膨胀器通过焊接方式与所述电容器法兰固定。
与最接近的技术方案相比，本发明具有如下显著进步：
1)本发明通过串联分布式阻尼电阻来抑制过电压，相较于在电容分压器顶端安装电阻元件，单个电阻元件取值减小，承担过电压幅值减小，有利于提高1000kV柱式电容式电压互感器的整体绝缘水平。
2)阻尼电阻置于电容分压器瓷套内，不额外占据高度，有利于保证1000kV电容式电压互感器的整体抗震性能。
3)电容组件为压实的结构，将阻尼电阻安装在阻尼装置上、下法兰之间，可通过阻尼装置下法兰与电容组件可靠连接，阻尼装置安装更加方便，阻尼电阻与电容组件引线片连接更加可靠。
4)金属膨胀器的尺寸随环境温度变化而变化，阻尼装置上法兰通过留有裕度的导线与金属膨胀器相连，可防止金属膨胀器因尺寸变化而上下移动，导致金属膨胀器与阻尼装置脱离，提高了阻尼装置和金属膨胀器的连接可靠性。
附图说明
图1为现有的柱式电容式电压互感器的电路原理图；
图2为图1中耦合电容器C1的电路原理图；
图3为本发明提供的1000KV柱式电容式电压互感器的电路原理图；
图4为本发明提供的1000KV柱式电容式电压互感器的耦合电容器的结构示意图；
图5为图4中阻尼装置的结构示意图。
其中：1-阻尼装置上法兰；2-阻尼装置下法兰；3-绝缘筒；4-绕线电阻；5-定位片；6-电容器上法兰；7-膨胀器；8-引线片；9-电容元件；10-电容器下法兰；11-外瓷套管；12-电容分压器；13-电磁单元。
具体实施方式
为为了更好地理解本发明，下面结合说明书附图和实例对本发明的内容做进一步的说明。
本发明提供一种1000KV柱式电容式电压互感器，其电路原理图如图3所示，通过在1000kV柱式电容式电压互感器的每节外瓷套管11内部安装阻尼装置来阻尼过电压，抑制施加于电容分压器的高频电压及电流，提高电压互感器的绝缘性能。
图3中1000KV柱式电容式电压互感器的耦合电容器的结构如图4所示。包括外瓷套管11、电容器法兰、膨胀器7、阻尼装置和电容组件。
外瓷套管11用于装入电容元件9，并提高其外绝缘水平；其外壁为伞群结构，伞群为直径不等的大小伞；外瓷套管11的最小有效爬电距离为27500mm；外瓷套管11内部充有十二烷基苯绝缘油，用于浸渍聚丙烯薄膜与电容器纸复合的绝缘介质，提高整体电气性能。
电容器法兰同轴安装在外瓷套管11两端，将电容器芯体密封于外瓷套管11内部；电容器法兰上设有平行于轴线方向贯穿的螺孔，同时在外瓷套管11的两端分别设有孔径与电容器法兰上的螺孔孔径相等，位置相对应的螺孔，电容器法兰通过贯穿螺孔的高强度螺栓与外瓷套管11固定；螺栓用不锈钢制作。
为了加强电容器法兰与外瓷套管11的密闭性，防止外瓷套管11内的绝缘油外渗，电容器法兰与外瓷套管11相接触的一面同中心设有直径等于外瓷套管11直径的凹槽；将电容器法兰与外瓷套管11固定时，在凹槽内安装弹性密封圈，弹性密封圈用NBR丁腈橡胶制作，可有效密封内部的十二烷基苯绝缘油，保证设备整体密封性能。
膨胀器7为波纹结构的金属密封腔体，同轴安装在阻尼装置和电容器上法兰6之间，其与电容器上法兰6通过焊接方式连接，与阻尼装置通过导线连接；金属膨胀器7的尺寸随着环境温度的变化而变化，用于补偿外瓷套管11内温度变化时绝缘油体积的变化；电容器法兰与阻尼装置之间的连接导线留有一定裕度，使得金属膨胀器7尺寸变化而上下移动时，仍然与阻尼装置可靠连接。
阻尼装置同轴安装在膨胀器7和电容组件之间，结构图如图5所示，阻尼装置包括阻尼装置上、下法兰以及同轴设于阻尼装置上、下法兰之间的阻尼电阻。阻尼电阻由环氧树脂制作的绝缘筒3和镍洛合金制作的绕线电阻4组成，绝缘筒3的外壁上留有螺旋槽；绕线电阻4缠绕在绝缘筒3的螺旋槽内，绕线电阻4的两端分别焊接在阻尼装置上、下法兰上。
阻尼装置上法兰1通过导线与膨胀器7连接，阻尼装置下法兰2通过直接压接方式与电容组件连接，并通过电容组件顶端的引线片8与电容组件串联；阻尼装置上、下法兰两侧分别设有平行于轴线方向贯穿的定位孔；两侧定位孔的间距等于绝缘筒3的横截面外径；定位孔内固定有一端伸出定位孔后与绝缘筒3外壁相贴合的定位片5；定位片5上留有轴线与绝缘筒3的轴线垂直的螺孔；绝缘筒3的两侧分别设有径向贯穿的、孔径与定位片5上螺孔孔径对应相等的螺孔，定位片5通过贯穿螺孔的螺栓与绝缘筒3固定，从而将绝缘筒3固定在阻尼装置上、下法兰之间；定位片5和螺栓均用不锈钢制作。
电容组件设于阻尼装置和电容器下法兰10之间，包括依次串联的电容元件9，电容元件9由两层铝箔和设于两层铝箔之间的聚丙烯薄膜和电容纸卷绕、压扁后经真空浸渍处理制成；每个电容元件9设有两个插接的引线片8，电容元件9通过引线片8串联。
电容组件与电容器法兰通过直接压接方式连接，并通过底端电容元件9的引线片8与电容器法兰串联。
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均在申请待批的本发明的权利要求范围之内。
Claims (7)
1.一种1000KV柱式电容式电压互感器，包括连接的电容分压器和电磁单元，电容分压器包括依次串联的耦合电容器；其特征在于：
所述耦合电容器包括外瓷套管、同轴设于所述外瓷套管两端外侧的电容器法兰、同轴设于所述外瓷套管两端内侧的电容组件和膨胀器；两端的电容组件和膨胀器分别与两端的电容器法兰相连；所述电容组件和所述膨胀器之间串联有阻尼装置，所述阻尼装置包括阻尼电阻；
所述阻尼电阻设于阻尼装置上、下法兰之间；所述阻尼装置上法兰通过导线与所述膨胀器连接，所述阻尼装置下法兰通过直接压接方式与所述电容元件连接；所述阻尼装置下法兰通过引线片与所述电容元件串联；
所述阻尼电阻包括外壁上留有螺旋槽的绝缘筒和缠绕在所述绝缘筒的螺旋槽中的绕线电阻；所述绕线电阻两端分别焊接在所述阻尼装置上、下法兰上；所述绝缘筒用环氧树脂制作；所述绕线电阻用镍洛合金制作。
2.如权利要求1所述的一种1000KV柱式电容式电压互感器，其特征在于：
所述电容组件包括依次串联的电容元件，所述电容元件由两层铝箔和设于所述两层铝箔之间的聚丙烯薄膜和电容纸卷绕、压扁后经真空浸渍处理制成；每个电容元件设有两个插接的引线片，所述电容元件通过所述引线片串联。
3.如权利要求1所述的一种1000KV柱式电容式电压互感器，其特征在于：
所述外瓷套管的外壁为伞群结构；所述外瓷套管的两端沿其轴线平行的方向分别设有螺孔；电容器法兰上设有平行于轴线方向贯穿的、孔径与所述外瓷套管两端孔径对应相等的螺孔，所述电容器法兰通过螺孔和贯穿所述螺孔的螺栓与外瓷套管固定。
4.如权利要求3所述的一种1000KV柱式电容式电压互感器，其特征在于：
所述外瓷套管内充有绝缘油，所述电容器法兰的内侧面同中心设有直径等于外瓷套管直径的凹槽；所述凹槽内安装有弹性密封圈。
5.如权利要求1所述的一种1000KV柱式电容式电压互感器，其特征在于：
所述膨胀器为圆柱体形波纹结构的金属密封腔体，所述膨胀器的一端与所述电容器法兰固定，所述膨胀器的另一端通过留有裕度的导线与所述阻尼装置连接。
6.如权利要求1所述的一种1000KV柱式电容式电压互感器，其特征在于：
所述阻尼装置上、下法兰两侧分别设有平行于轴线方向贯穿的定位孔；两侧定位孔的间距等于所述绝缘筒的横截面外径；所述定位孔内固定有一端伸出定位孔后与绝缘筒外壁贴合的定位片；所述定位片上留有轴线与绝缘筒的轴线垂直的螺孔；所述绝缘筒的两侧分别设有径向贯穿的孔径与定位片上螺孔孔径对应相等的螺孔，所述定位片通过贯穿所述螺孔的螺栓与绝缘筒固定。
7.如权利要求5所述的一种1000KV柱式电容式电压互感器，其特征在于：
所述膨胀器通过焊接方式与所述电容器法兰固定。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |