CN105229760B - Hv仪器变压器 - Google Patents

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Abstract

本发明的主题为基于新型组合干式绝缘系统的高压(HV)仪器变压器。HV仪器变压器的特征在于电流变压器(1)具有用于使次级绕组组件(5)与初级绕组导线(6)电绝缘的衬套形式的头部绝缘体(7)。头部绝缘体(7)置于传导封壳(12)内且与绝缘部件(15)接触,该绝缘部件(15)由弹性适应材料制成,其紧密地附连到电流变压器(1)的头部绝缘体(7)的匹配外表面,且传导封壳(12)或(26)由导电聚合物或导电弹性体材料制成。

Description

HV仪器变压器
背景
本发明的主题为基于新型组合干式绝缘系统的高压(HV)仪器变压器。
目前,大多数高压仪器变压器(电流变压器和电压变压器两者)通过油浸渍纸电绝缘。
电流变压器以顶芯或发针技术构建。
高压电流变压器的发针构造包括具有U形的长HV导线,绝缘纸包绕该导线且浸渍在油中。绝缘物通常包括场分级结构,其由插入包装纸的层之间的导电层构成。变压器的次级绕组围绕绝缘导线布置在U形的底部处。发针类型的初级绕组的很长的导线是不利的,因为由于导线的电阻,产生热且显著限制可获得的变压器的额定电流。
高压电流变压器的顶芯构造通常由支承绝缘物、支承绝缘物所承载的金属头部壳体以及包封在头部壳体中的衬套构成,衬套延伸穿过铁芯和变压器的次级绕组。初级绕组由穿过衬套的开口的直HV导线构成。初级绕组的导线很短且可容易地以大直径制成,并且因此电阻小且特征为小的热损耗,这容许比发针类型的那些高得多的额定电流。
顶芯电流变压器的最常见的电绝缘系统以油浸渍纸技术制成。绝缘纸包绕对应的高压和接地结构元件,或从预切片堆叠,且插入设计成承载电应力的空间中。包括头部壳体和支承绝缘物中的那些的整个绝缘纸系统随后干燥且浸没在变压器油中。
重要的是,具有其衬套、铁芯、绕组和绝缘材料的变压器的顶部的大小和重量可尽可能小,以减小相对较高的支承绝缘物在动态加载时(例如,在强风或地震的情况下)经历的机械应力。
减小变压器的头部的重量的方法中的一种在于向绝缘系统提供可能均匀的电场,因此使绝缘距离且因此头部的实际尺寸尽可能小。这可利用电容场分级来完成,电容场分级通常使用插入绝缘纸层之间的导电片实现。导致尺寸减小的电容场分级的示例在专利US4117437中给出。电容场分级系统由围绕变压器的初级绕组的导线布置的同心圆柱形导电片和具有布置在由圆柱形片构成的场分级结构的两侧处的环形开口的一定数目的平的平行传导环构成。
专利PL195878B1中提出的解决方案公开了一种电流变压器的环形次级绕组的绝缘物,其置于组合电流和电压变压器的头部箱中,其中固态绝缘材料(环氧树脂)的层围绕绕组的金属护罩布置。如此形成的绝缘系统浸渍在油中。环氧树脂绝缘层的应用(其中介电强度大于油)导致绝缘距离的一定缩短。然而,结构中缺少电容分级显著地限制了这种缩短。
高压感应电压变压器的结构通常由安装在接地箱的顶部上且具有在其顶部处的金属高压头部电极的柱状绝缘体构成。HV引线向下穿过柱状绝缘体引至置于接地箱中的变压器的初级绕组。柱状绝缘体和初级绕组的电绝缘物由浸渍有变压器油的纸制成。
为了补偿油的热收缩和膨胀,在电流变压器和电压变压器两者中,油量的一部分被包括在未受电应力且仅用作膨胀补偿量的区域中。该膨胀量可包含在头部壳体的顶部上的单独的膨胀箱中。此解决方案在PL195878B1中所述的变压器中采用。例如在US4117437中所述的那样,具有适量的油的系统可使用包括在头部箱中的弹性隔膜。
在各种情况下,变压器的头部中的额外油量增大其重量,且结果导致在动态地加载时施加在支承绝缘物上的较高机械应力。绝缘系统中的油的应用还引起泄漏风险和环境污染,且油通常不耐火。那些缺点可通过在变压器的头部和柱中使用干式无液体绝缘物来消除。
从GB742554专利描述中已知一种干式仪器变压器,其具有至少部分地嵌入由合成热固性树脂制成的管形的中空绝缘部件的封闭端中的电流变压器绕组。绝缘部件具有电势梯度控制器件,其至少部分地嵌入绝缘部件的壁中。绝缘部件的封闭端的外表面设有导电涂层,其连接至电流变压器的初级绕组。提供了与绝缘部件整合的天气防护裙。电势梯度控制器件包括嵌入绝缘部件的壁中的重叠的圆柱形冷凝器板。绝缘部件优选地通过形成GB742413的说明书的主题的离心铸造过程制成。在该解决方案中,电流变压器芯为嵌入绝缘部件的头部中的环。HV初级绕组被减少至穿过变压器芯的杆。低压(LV)次级绕组卷绕该芯,且与其一起嵌入绝缘材料中。杆附近的径向电场很高,比杆与次级绕组之间的平均场高得多。由于场的这种不均匀性,那些LV元件和HV元件之间的距离必须很大以确保绝缘系统所需的介电强度。仅置于柱的外表面附近的变压器的柱中的电势梯度控制器件仅提供轴向场的分级,而柱中的径向场未分级。围绕设备的顶部中的次级绕组引线的所得的高电场导致径向场非常不均匀,从而需要较大的径向绝缘距离。所有这些要求都促成设备的大小的显著增大。
GB742554专利描述还公开了一种干式电压变压器,其中初级绕组沿其外表面附近的柱状绝缘物垂直地放置,同时提供了沿柱的轴向电场的分级。柱中的径向电场未分级,且因此,尤其是在变压器的头部附近的区域中非常不均匀,导致需要较大绝缘距离和较大的柱直径。
所得的仪器变压器的较大尺寸为所述解决方案的主要缺点。
除在动态加载时的较大应力之外,仪器变压器的较大尺寸还引起变压器的制造中的困难,因为由于合成树脂的硬化过程期间的化学和热收缩,以及过程的发热性质和树脂的较低热传导性,所以硬化过程中产生的机械应力随硬化结构的尺寸增大而显著增大,导致在绝缘结构内产生空隙或裂缝的风险。这导致尺寸限制,其继而又限制了可应用仪器变压器的电压水平。
从专利申请WO2009/146569中已知一种具有电流变压器或电压变压器的形式的高压变换器。电流变压器具有置于金属封壳中的弹性绝缘物。弹性绝缘物由柔性且可压缩的硅树脂凝胶材料制成。电流变压器设有柱,其包括用于变压器的次级绕组组件的引线的电绝缘的柱状绝缘体。电压变压器具有置于接地壳体中的弹性绝缘物。电压变压器设有柱,其包括用于变压器的初级绕组的引线的电绝缘的柱状绝缘体。柱状绝缘体与弹性绝缘物(由与用于电流变压器的材料相同的材料制成)接触。对于电压变压器,弹性绝缘物紧密地附连至初级绕组、柱状绝缘体的匹配外表面以及接地壳体的内表面。对于电流变压器,绝缘物紧密地附连至柱状绝缘体、绕组护罩的匹配外表面以及金属封壳的内表面。
概要
根据本发明的具有电流变压器或电压变压器的形式的HV仪器变压器的本质在于,电流变压器具有头部绝缘体,其具有用于使初级绕组组件与初级绕组导线电绝缘的衬套的形式,头部绝缘体置于传导封壳内且与绝缘部件接触,其由弹性适应材料制成,该材料紧密地附连到头部绝缘体、柱状绝缘体、绕组护罩的匹配外表面以及电流变压器的传导封壳的内表面,而对于电压变压器,绝缘部件由与用于电流变压器的材料相同的材料制成,且绝缘部件紧密地附连至初级绕组、柱状绝缘体的匹配外表面以及传导封壳的内表面。传导封壳由导电聚合物或弹性体材料制成。
作为优选,电流变压器的柱或电压变压器的绝缘柱具有填充有绝缘部件的缝隙。
作为优选,绕组护罩由金属或导电聚合物或弹性体材料制成。
作为备选,绝缘部件的弹性适应材料为选自硅树脂、聚氨酯凝胶或氨基甲酸酯改性环氧树脂凝胶的硅树脂弹性体或凝胶。
作为优选,传导封壳由导电弹性体制成,优选地由传导硅树脂橡胶制成。
作为优选,绕组护罩由金属、导电聚合物材料或导电弹性体材料制成,优选地由传导硅树脂橡胶制成。
作为优选,头部绝缘体、柱状绝缘体和柱状绝缘体具有带有场分级层的电容场分级系统,且在各个场分级系统中,场分级层通过由浸渍有可硬化树脂的纸制成的绝缘材料与彼此隔开。
作为备选,头部绝缘体和柱状绝缘体具有带有场分级层的电容场分级系统,且在各个场分级系统中,场分级层通过由浸渍有可硬化树脂的聚合物纤维制成的绝缘材料与彼此隔开。
作为优选,可硬化树脂包括环氧树脂和无机填料材料。
作为优选,外部绝缘物由直接模制在柱状绝缘体上的硅弹性体制成。
作为备选,高压仪器变压器具有设有刚性中空圆柱的外部绝缘物,其包覆模制有由聚合物或弹性体材料制成的天气防护裙。
作为优选,高压仪器变压器具有由陶瓷材料制成的外部绝缘物。
优点
电流变压器形式的仪器变压器包括带有电容场分级系统的两个绝缘元件,提供那些元件中的径向场和轴向场两者的分级。绝缘元件的大致均匀的径向电场容许有效利用所应用的绝缘材料的场强度,且因此容许元件的直径尽可能小。桥接两个电容分级元件的空间以及电流变压器头部中的体积填充有可压缩或适应的弹性绝缘部件,其具有适应变压器结构的热收缩或膨胀的能力。
电压变压器形式的仪器变压器包括具有电容场分级系统的一个绝缘元件,提供元件中的轴向场和径向场两者的分级。桥接电容分级元件的空间、初级绕组的干式绝缘填充有可压缩或适应性的弹性绝缘部件,其具有适应变压器结构的热收缩或膨胀的能力。
电容分级元件的较小尺寸和简单形状容许使用可硬化树脂制造那些,而不会产生较大的机械应力或产生空隙或裂缝。绝缘部件的材料可在单独过程中填充到适合的空间中,以便其牢固地附连到结构的匹配元件。因为绝缘部件可变形或改变其体积而不会产生较大的机械应力,绝缘部件的弹性和/或可压缩性容许在设备的操作温度的较宽跨度中保持此附连,因此补偿了设备中使用的材料的热膨胀的差异。
该仪器变压器紧凑且重量轻。另外,该新型仪器变压器容许减小电流变压器的相对高的柱或电压变压器的绝缘柱在动态加载时(例如,在强风或地震的情况下)遭受的机械应力。
仪器变压器的干式无液体构造同时防止了泄漏或火灾的危险。
详细说明
根据本发明的HV仪器变压器以截面视图呈现在附图上,其中,图1示出了第一实施例中的电流变压器,图2为第二实施例中的电流变压器,图3为第一实施例中的电压变压器,图4为第二实施例中的电压变压器,图5为第三实施例中的电压变压器。
仪器变压器具有电流变压器1或电压变压器21的形式。电流变压器和电压变压器两者还可实现为附图上未呈现的组合仪器变压器。
电流变压器1包括由变压器的柱3支承的变压器头部2。柱2具有安装在接地箱(附图中未示出)上的伸长管的形式,接地箱容纳用于次级绕组引线4的端子,次级绕组引线4从位于变压器的头部2内的至少一个次级绕组组件5延伸。绕组可按照已知的方式围绕环形铁芯布置,或可制造为罗戈夫斯基线圈(没有磁芯)。由初级导线6构成的初级绕组延伸穿过头部绝缘体7,头部绝缘体7为构造成电容器衬套且延伸穿过头部2的中空圆柱的形式。头部绝缘体7可围绕初级导线管8构建,或可直接地围绕导线6构建。头部绝缘体7具有场分级层系统,其通过片状隔离物绝缘材料的绕组层构建到管8上,或直接构建到导线6上,且以向外减小的轴向长度将头部绝缘体7的导电场分级层9插入隔离物材料匝之间。形成头部绝缘体7的所得的电容器衬套然后浸渍有可硬化的树脂且硬化。次级绕组组件5围绕头部绝缘体7的中心部分布置。绕组组件5由导电绕组护罩10包封在侧部和外表面处,绕组护罩10连同头部绝缘体7中的层9的最外部通过在中央穿过柱3的电流变压器引线管11电连接到地面。头部2由导电封壳12从外侧覆盖。头部绝缘体7中的层9的最内部电连接至管8和封壳12。初级导线6适合地仅在一侧处连接至封壳12,以便防止部分初级电流流过封壳12。初级绕组还制造成具有多匝,这并未在附图中示出,其中其导线穿过头部绝缘体7两次或更多次,且通过传导封壳12外的空间返回。次级绕组引线4穿过管11。柱1中的管11由柱状绝缘体13包绕,柱状绝缘体13具有柱状绝缘体的场分级层14。柱状绝缘体13使用与制造头部绝缘体7的技术类似的技术制成。最外部的场分级层电连接至封壳12。最内侧的场分级层通过连接至管11适合地接地。
在关于电流变压器的本发明的实施例中,封壳12内和头部绝缘体7外的空间、绕组护罩10和柱状绝缘体13的顶部填充有紧密地附连到后一构件的表面的绝缘部件15。绝缘部件15、绕组护罩10和封壳12使用这样的材料或材料组合制成,使得在那些元件的热收缩或膨胀期间没有较大的机械应力释放。这通过应用弹性适应和/或可弹性压缩材料以制造那些构件中的至少一者和/或应用具有大致相等的热膨胀系数的成对附连构件材料实现。柱3在其底部处固定至支承凸缘16,且由向绝缘物提供适合的蠕变长度的外部绝缘物17涂布。
在关于电流变压器的本发明的其它实施例中,柱状绝缘体13以这样的方式置于柱3中,使得在外部绝缘物17的内表面与柱状绝缘体13的外表面之间存在缝隙18。缝隙18填充有可弹性压缩或弹性适应材料,例如,与用于绝缘部件15的材料相同的材料。
在电流变压器的第一实施例中,外部绝缘物17设有天气防护裙,且实现为直接模制在柱状绝缘体7上的硅树脂弹性体。在第二实施例中,外部绝缘物17具有预先制造成具有凸缘16且由模制在中空圆柱19上的硅树脂弹性体覆盖的中空圆柱19的形式。作为备选,在电流变压器的第二实施例中,外部绝缘物17可由牢固地安装至凸缘16的陶瓷材料制成。
作为备选,在两个实施例中,尤其是如果传导封壳12由弹性材料制成,则电流变压器的头部2可设有额外的金属封壳(附图中未示出),其围绕传导封壳12且适当地电连接到其一侧上的初级绕组导线6。
在第一实施例和第二实施例两者中,邻近外部绝缘物17的传导封壳12的部分可按照金属凸缘的形式制成,其牢固地安装到柱状绝缘体13或外部绝缘物17。
电压变压器21包括具有次级绕组23和初级绕组24的磁芯22。初级绕组24制造为实心块,卷绕在初级绕组管25上的层中成伸长形状,并且浸渍有可硬化的材料(例如,基于氧化树脂)且硬化。作为备选,初级绕组24可卷绕在心轴上,其在硬化树脂之后抽回,这导致绕组具有实心块的形式而没有管,该实施例并未在附图中示出。初级绕组24置于电压变压器21的传导封壳26内。传导封壳26接地。初级绕组24的外端与初级绕组引线27连接,其置于具有电容器衬套的形式的柱状绝缘体28内。初级绕组24的内端接地。柱状绝缘体28具有场分级层系统,其通过具有金属管的形式的引线27上的片状隔离物绝缘材料的绕组层构建,且以向外减小的轴向长度将柱状绝缘体的导电场分级层29插入隔离物材料匝之间。形成柱状绝缘体28的所得的电容器衬套然后浸渍有可硬化树脂且硬化。柱状绝缘体28的最外部的场分级层电连接至传导封壳26。最内侧的场分级层电连接至引线27。
在电压变压器的实施例中的一个中,封壳26内和初级绕组24外的空间以及柱状绝缘体28的底部填充有紧密地附连到后一构件的表面的绝缘部件30。绝缘部件30和传导封壳26使用这样的材料或材料组合制成,使得在那些元件的热收缩或膨胀期间不释放较大的机械应力。这通过施加弹性适应和/或可弹性压缩材料制成那些构件中的至少一者来实现。
柱状绝缘体28在其顶部处固定到由顶盖32封闭的顶部凸缘31。引线27电连接到凸缘31和盖32,它们一起形成电压变压器21的HV电极。作为备选,HV电极可按照许多不同方式制成,例如,通过直接从柱状绝缘体28(附图中未示出)突出的引线27的顶端形成。
柱状绝缘体28置于提供绝缘物的适合的蠕变长度的外部绝缘物33中。
在电压变压器21的第二实施例中,柱状绝缘体28以这样的方式置于电压变压器的柱34内,使得在外部绝缘物33的内壁与绝缘体28的外表面之间存在缝隙35,其填充有可弹性压缩材料,例如与用于绝缘部件30的材料相同的材料。传导封壳26的下部置于形成电压变压器的底座支承件的额外容器36中。
邻近外部绝缘物33的传导封壳26的上部可按照金属凸缘(并未在附图中示出)的形式制成,该金属凸缘从其顶侧牢固地附接到柱状绝缘体28或外部绝缘物33,且在其底部中牢固地附接到容器36。
在本发明的第三实施例中,电压变压器21与图4的电压变压器类似地构建,但其中次级绕组23'和芯22嵌入传导封壳26内的绝缘部件30中。该实施例中的传导封壳26由凸缘37和容器36(都由金属制成)形成。
在电压变压器的第一实施例中,外部绝缘物33设有天气防护裙,且实现为直接模制在柱状绝缘体28上的硅树脂弹性体。在第二实施例和第三实施例中,外部绝缘物33以中空圆柱38的形式提供,其预先制造有凸缘31和/或37,且由模制在中空圆柱38上的硅树脂弹性体覆盖。作为备选,在图4和图5中所示的电压变压器的第二实施例和第三实施例中,外部绝缘物33可由牢固地安装至凸缘31和/或37的陶瓷材料制成。
在本发明的所有实施例中,其中可弹性压缩的电绝缘材料用于绝缘部件15或30,可应用填充有中空可压缩微球粒(microsferes)的硅树脂凝胶,例如,诸如来自WackerChemie AG的Powersil Gel C 670,或微分子凝胶,诸如来自Northstar Polymers LLC的微分子凝胶弹性体CG-1。中空可压缩微球粒具有10μm到100μm的直径,且填充有气体或液体和气体的混合物。
在此情况中,传导封壳12或26和电流变压器的绕组护罩10应当由刚性或弹性导电材料制成。传导封壳可制造成一个整体部分或由连接在一起的多个部分构成,也可能由不同材料制成。适用于此封壳的刚性材料为金属或导电聚合物,例如,铝合金或具有导电填料的聚合物材料,例如,填充碳黑的聚碳酸酯、聚酯、聚酰胺或半芳香族聚酰胺。例如,可适用的弹性材料为导电弹性体材料,例如,填充有碳黑的硅树脂弹性体。
绕组护罩10也可为绕组组件5的组成部分,其并未在附图中示出,例如,由电流变压器的次级绕组的紧密卷绕的线的外层形成。
作为备选,在其中弹性适应电绝缘材料用于绝缘部件15或30的本发明的所有实施例中,可使用硅树脂弹性体,诸如液体硅橡胶LSR或硅树脂凝胶、聚氨酯凝胶、氨基甲酸酯改性环氧树脂凝胶(utherane modified epoxy gel)。以下材料中的一者可选择为示例性材料:来自ACC Silicones LTD的硅树脂凝胶Q-Gel 331、来自Northstar Polymers LLC的聚氨酯凝胶MPP-V37A、来自Master Bond Inc的氨基甲酸酯改性环氧树脂凝胶聚合物系统超级凝胶9。
在此情况下,传导封壳12或26由弹性的导电材料制成,例如,传导性弹性体材料,例如,填充有碳黑的硅树脂弹性体。
在其中弹性适应电绝缘材料用于绝缘部件15或30的本发明的所有实施例中,绕组护罩10可由刚性或弹性导电材料制成,诸如使用用于绝缘部件12或26的可弹性压缩材料的实施例中使用的那些。
在本发明的所有实施例中,头部绝缘体7和柱状绝缘体13或28可在通称为RIP(树脂浸渍纸)和RIS(树脂浸渍合成物)的两种技术下制成,使用可硬化树脂(例如,环氧树脂)作为浸渍材料,在浸渍之后硬化。
在RIP技术中,初级导线管8、电流变压器引线管11或初级绕组引线27包覆有皱纹纸(附图中未出现),其进一步称为隔离物。金属层9、14或29以离管8或11或离初级绕组引线27适当的径向距离插入该隔离物的层之间。隔离物具有使金属层在传导管8和11或引线27周围保持在适当距离的功能。金属层具有在层之间的空间中沿径向和在头部绝缘体7、柱状绝缘体13或28的外表面处沿轴向控制电场的功能。然后,当皱纹纸的卷绕完成时,本体干燥且随后在真空下用可固化的聚合物树脂浸渍。聚合物树脂流过多孔纸层以浸渍整个绝缘体。低粘性未填充的聚合物树脂可用于浸渍,通常是可热固化的环氧树脂。在浸渍之后,树脂固化且被加工成绝缘体的最终形状。
在RIS技术中,初级导线管8、电流变压器引线管11或初级绕组引线27用聚合物织物制成的隔离物包绕。金属层9、14或29类似于RIP技术中那样在适当位置处插入。取决于隔离物材料的多孔性,颗粒填充浸渍树脂也可用于浸渍过程。优选的填料通常是Al2O3,但还可使用其它类型的填料,例如,比如SiO2、TiO2、AlN或切断的玻璃纤维。填充的浸渍树脂的使用改善了材料的导热率,且减少了固化过程期间的热释放和收缩,使得绝缘体可直接铸造成其最终形状。
作为备选,柱状绝缘体13或28可卷绕在电绝缘材料制成的管上,且引线27可制造为延伸穿过管的线,这并未在附图中示出。场分级层14或29的最内侧然后分别适合地连接到接地的其中一个引线4或接至引线27。柱状绝缘体13或28还可卷绕在心轴上,其在树脂硬化之后取出,导致绝缘体没有管(附图中未示出)。类似的构造也可用于其中场分级层9的最内侧与初级绕组导线6具有适合的电连接的头部绝缘体7。
附图中的标号索引
1 电流变压器
2 变压器头部
3 电流变压器的柱
4 次级绕组引线
5 绕组组件
6 初级导线
7 头部绝缘体
8 初级导线管
9 头部绝缘体的场分级层
10 绕组护罩
11 电流变压器引线管
12 电流变压器的传导封壳
13 电流变压器的柱状绝缘体
14 电流变压器的柱状绝缘体的场分级层
15 电流变压器的绝缘部件
16 支承凸缘
17 电流变压器的外部绝缘物
18 电流变压器的柱中的缝隙
19 电流变压器的中空圆柱
21 电压变压器
22 电压变压器的芯
23 传导封壳外的次级绕组
23’ 传导封壳内的次级绕组
24 电压变压器的初级绕组
25 初级绕组管
26 电压变压器的传导封壳
27 初级绕组引线
28 电压变压器的柱状绝缘体
29 电压变压器的柱状绝缘体的场分级层
30 电压变压器的绝缘部件
31 顶部传导凸缘
32 顶盖
33 电压变压器的外部绝缘物
34 电压变压器的柱
35 电压变压器的柱中的缝隙
36 容器
37 电压变压器的底部凸缘
38 电压变压器的中空圆柱。

Claims (12)

1.具有电流变压器(1)或电压变压器(21)的形式的高压仪器变压器,其中所述电流变压器(1)具有在电流变压器传导封壳(12)中的电流变压器弹性绝缘部件(15),所述电流变压器(1)设有电流变压器柱(3),所述电流变压器柱(3)包括用于次级绕组组件(5)的引线(4)的电绝缘的电流变压器柱状绝缘体(13),所述电压变压器(21)具有电压变压器弹性绝缘部件(30),所述电压变压器(21)设有电压变压器柱(34),所述电压变压器柱(34)包括用于初级绕组(24)的引线(27)的电绝缘的电压变压器柱状绝缘体(28),其中所述电流变压器柱状绝缘体(13)或电压变压器柱状绝缘体(28)分别与所述电流变压器弹性绝缘部件(15)或电压变压器弹性绝缘部件(30)接触,其中所述电流变压器柱(3)或电压变压器柱(34)具有电流变压器外部绝缘物(17)或电压变压器外部绝缘物(33),且对于所述电压变压器(21),所述电压变压器弹性绝缘部件(30)由与用于所述电流变压器(1)的材料相同的材料制成,且所述电压变压器弹性绝缘部件(30)紧密地附连至所述初级绕组(24)、电压变压器柱状绝缘体(28)的匹配外表面以及电压变压器传导封壳(26)的内表面,且所述电流变压器弹性绝缘部件(15)紧密地附连至所述电流变压器柱状绝缘体(13)、绕组护罩(10)的匹配外表面以及所述电流变压器传导封壳(12)的内表面,其特征在于,所述电流变压器(1)具有头部绝缘体(7),所述头部绝缘体(7)具有用于使所述次级绕组组件(5)与电流变压器初级绕组导线(6)电绝缘的衬套的形式,所述头部绝缘体(7)置于电流变压器传导封壳(12)内且与所述电流变压器弹性绝缘部件(15)接触,所述电流变压器弹性绝缘部件(15)由弹性适应材料制成,所述电流变压器弹性绝缘部件(15)紧密地附连到所述电流变压器(1)的所述头部绝缘体(7)的匹配外表面,且所述电流变压器传导封壳(12)或电压变压器传导封壳(26)由导电聚合物或导电弹性体材料制成。
2.根据权利要求1所述的高压仪器变压器,其特征在于,所述电流变压器柱(3)或电压变压器柱(34)分别具有电流变压器缝隙(18)或电压变压器缝隙(35),所述电流变压器缝隙(18)或电压变压器缝隙(35)分别填充有所述电流变压器弹性绝缘部件(15)或电压变压器弹性绝缘部件(30)。
3.根据权利要求1所述的高压仪器变压器,其特征在于,所述电流变压器弹性绝缘部件(15)或电压变压器弹性绝缘部件(30)的所述弹性适应材料为硅树脂弹性体或凝胶,所述凝胶选自硅树脂凝胶、聚氨酯凝胶或氨基甲酸酯改性环氧树脂凝胶。
4.根据权利要求1所述的高压仪器变压器,其特征在于,用于所述电流变压器传导封壳(12)或电压变压器传导封壳(26)的所述导电弹性体为传导硅树脂橡胶。
5.根据权利要求1所述的高压仪器变压器,其特征在于,所述绕组护罩(10)由金属、导电聚合物材料或导电弹性体材料制成。
6.根据权利要求5所述的高压仪器变压器,其特征在于,所述绕组护罩(10)由传导硅树脂橡胶制成。
7.根据权利要求1至权利要求6中的任一项的高压仪器变压器,其特征在于,所述头部绝缘体(7)和所述电流变压器柱状绝缘体(13)或电压变压器柱状绝缘体(28)具有带有场分级层(9, 14, 29)的电容场分级系统,且在各个场分级系统中,所述场分级层(9, 14, 29)分别通过由浸渍有可硬化树脂的纸制成的绝缘材料与彼此隔开。
8.根据权利要求1至权利要求6中的任一项的高压仪器变压器,其特征在于,所述头部绝缘体(7)和所述电流变压器柱状绝缘体(13)或电压变压器柱状绝缘体(28)具有带有场分级层(9, 14, 29)的电容场分级系统,且在各个场分级系统中,所述场分级层(9, 14, 29)分别通过由浸渍有可硬化树脂的聚合物纤维制成的绝缘材料与彼此隔开。
9.根据权利要求8所述的高压仪器变压器,其特征在于,所述可硬化树脂包括环氧树脂和无机填料材料。
10.根据权利要求1至权利要求6中的任一项所述的高压仪器变压器,其特征在于,所述高压仪器变压器具有分别由直接模制在所述电流变压器柱状绝缘体(13)或电压变压器柱状绝缘体(28)上的硅弹性体制成的所述电流变压器外部绝缘物(17)或电压变压器外部绝缘物(33)。
11.根据权利要求2至权利要求6中的任一项所述的高压仪器变压器,其特征在于,所述高压仪器变压器具有分别设有电流变压器刚性中空圆柱(19)或电压变压器刚性中空圆柱(38)的所述电流变压器外部绝缘物(17)或电压变压器外部绝缘物(33),所述电流变压器外部绝缘物(17)或电压变压器外部绝缘物(33)包覆模制有由聚合物或弹性体材料制成的天气防护裙。
12.根据权利要求2至权利要求6中的任一项所述的高压仪器变压器,其特征在于,所述高压仪器变压器具有由陶瓷材料制成的所述电流变压器外部绝缘物(17)或电压变压器外部绝缘物(33)。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3182427B1 (en) * 2015-12-18 2020-05-20 ABB Schweiz AG Current transformer for high voltage gas insulated switchgear substation
EP3239997A1 (en) * 2016-04-25 2017-11-01 ABB Schweiz AG A hv apparatus and a method of manufacturing such apparatus
US11145455B2 (en) 2018-07-17 2021-10-12 General Electric Company Transformer and an associated method thereof
SE543113C2 (en) * 2019-02-11 2020-10-06 Hm Power Ab Elastic tubular high-voltage insulating body
EP3764378A1 (en) * 2019-07-12 2021-01-13 Siemens Aktiengesellschaft Instrument transformer and method to isolate parts
EP3764379A1 (en) * 2019-07-12 2021-01-13 Siemens Aktiengesellschaft Instrument transformer and method to isolate parts
WO2021063477A1 (en) * 2019-09-30 2021-04-08 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG High voltage transformer and method to isolate parts of the voltage transformer
EP3869525B1 (en) * 2020-02-24 2024-04-03 Hitachi Energy Ltd Bushing with electrically conductive head mounted on condenser core
EP4099350A1 (en) 2021-05-31 2022-12-07 ABB Schweiz AG A dry high voltage instrument transformer

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH318300A (de) * 1953-06-24 1956-12-31 Licentia Gmbh Kondensatordurchführung
DE3702782A1 (de) * 1986-03-24 1987-10-01 Pfiffner & Co Ag Emil Messwandler fuer hochspannung
CN2593331Y (zh) * 2003-01-22 2003-12-17 山东彼岸电力科技有限公司 高压电流互感器
CN102057454A (zh) * 2008-06-04 2011-05-11 传奇瑞士有限公司 具有柔韧的绝缘体的高压仪用互感器
CN202534496U (zh) * 2012-03-07 2012-11-14 北京瑞奇恩互感器设备有限公司 一种电子式电流电压互感器

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB742413A (en) 1952-05-23 1955-12-30 Reyrolle A & Co Ltd Improvements relating to methods of manufacturing insulated electrical apparatus
GB742554A (en) 1952-07-15 1955-12-30 Reyrolle A & Co Ltd Improvements relating to high-voltage instrument transformers
SE399985B (sv) 1976-07-02 1978-03-06 Asea Ab Stromtransformator
PL195878B1 (pl) 2001-04-10 2007-11-30 Romanik Wladyslaw Przekładnik prądowo-napięciowy

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH318300A (de) * 1953-06-24 1956-12-31 Licentia Gmbh Kondensatordurchführung
DE3702782A1 (de) * 1986-03-24 1987-10-01 Pfiffner & Co Ag Emil Messwandler fuer hochspannung
CN2593331Y (zh) * 2003-01-22 2003-12-17 山东彼岸电力科技有限公司 高压电流互感器
CN102057454A (zh) * 2008-06-04 2011-05-11 传奇瑞士有限公司 具有柔韧的绝缘体的高压仪用互感器
CN202534496U (zh) * 2012-03-07 2012-11-14 北京瑞奇恩互感器设备有限公司 一种电子式电流电压互感器

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Publication number Publication date
CN105229760A (zh) 2016-01-06
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