CN105469970A - 分级式电流电压组合互感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及分级式电流电压组合互感器，包括同轴线设置的内绝缘介质层和外绝缘介质层，内绝缘介质层的内表面贴设有第一金属层，内绝缘介质层的外表面贴设有第二金属层，外绝缘介质层的内表面贴设有位于第二金属层外侧的第三金属层，外绝缘介质层的外表面贴设有第四金属层，第二金属层包括至少一个内侧低压电极，第三金属层包括与内侧低压电极个数一一对应的外侧低压电极，内侧低压电极与对应外侧低压电极短接。本发明解决了现有技术中金属层、绝缘介质层、金属层、绝缘介质层、金属层这种连续设置结构对加工工艺要求较高的问题。

Description

分级式电流电压组合互感器

技术领域

本发明涉及分级式电流电压组合互感器。

背景技术

随着电力系统向大容量、超高压和特高压方向发展，对电力设备小型化，智能化，高可靠性的要求也越来越高，国家电网对智能电网110KV及以上电站测量系统提出了双保护的原则，为了满足目前智能电网要求，亟需一种小型化、可靠性高、精度高的多输出式电流电压组合互感器。现有的电压互感器如中国专利CN203772925U公开的“GIS用多输出电子式电压互感器”，该电压互感器包括压力容器，压力容器内由内至外设置有一次导体、悬浮筒体、第一金属层、第二金属层和第三金属层，第一金属层贴设于悬浮电极上，第二金属层包括两个瓦片结构的低压电极，各低压电极沿一次导体的周向间隔布置，第一金属层与第二金属层之间及第二金属层与第三金属层之间分别设置有内、外绝缘介质层。该电压互感器采用电容分压结构，使用一次导体和悬浮筒体作为高压电容，用绝缘隔开的同轴金属层结构作为低压电容，低压电容侧并上电阻引入采集器，经积分、放大、双A/的转换后，通过光电转换装置转化为光信号经光纤接入合并单元同步处理后测量保护设备上。现有这种分级式电压互感器存在在问题在于：在一个绝缘介质层的内外表面设置金属层的工艺较易实现，但是金属层、绝缘介质层、金属层、绝缘介质层、金属层这种连续紧贴设置工艺较难实现，加工工艺要求高，不容易实现，成本相对较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种分级式电流电压组合互感器，以解决现有技术中金属层、绝缘介质层、金属层、绝缘介质层、金属层这种连续设置结构对加工工艺要求较高的问题。

为了解决上述问题，本发明的技术方案为：

分级式电流电压组合互感器，包括同轴线设置的内绝缘介质层和外绝缘介质层，内绝缘介质层的内表面贴设有第一金属层，内绝缘介质层的外表面贴设有第二金属层，外绝缘介质层的内表面贴设有间隔位于第二金属层外侧的第三金属层，外绝缘介质层的外表面贴设有第四金属层，第二金属层包括至少一个内侧低压电极，第三金属层包括与内侧低压电极个数一一对应的外侧低压电极，内侧低压电极与对应外侧低压电极短接。

第二金属层与第三金属层之间的间隙中填充有绝缘胶。

第一金属层的内侧同轴线贴设有悬浮电位筒，悬浮电位筒的内侧同轴线设置有一次导体。

第一、第二、第三和第四金属层均为铜箔层。

内侧低压电极有至少两个，内侧低压电极为与内绝缘介质层同轴线设置的瓦片结构，外侧低压电极为与外绝缘介质层同轴线设置的瓦片结构，各内侧低压电极沿内绝缘介质层的周向间隔设置，相邻内侧低压电极之间的间隙沿内绝缘介质层的径向与对应相邻外侧低压电极之间的间隙正对应。

本发明的有益效果为：本发明中第一金属层、第二金属层分别贴设于内绝缘介质层的内、外表面上，第三金属层、第四金属层分别贴设于外绝缘介质层的内、外表面上，第二金属层与第三金属层间隔设置，使得第一金属层、内绝缘介质层和第二金属层构成一个单元，第三金属层、外绝缘介质层和第四金属层也构成一个单元，各单元都很容易加工，简化了产品加工工艺，降低了产品的制作成本。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的结构示意图；

图2是图1中各绝缘介质层与对应金属层配合的横剖示意图；

图3是图1中各绝缘介质层与对应金属层配合的纵剖示意图；

图4是本发明的电气原理图。

具体实施方式

分级式电流电压组合互感器的实施例如图1～4所示：包括压力容器10，压力容器10内设置有一次导体1，一次导体的外侧同轴线设置有悬浮电位筒2、内绝缘介质层4和外绝缘介质层8，悬浮电位筒为各金属层提供机械支撑，内绝缘介质层4的内表面贴设有第一金属层3，第一金属层3的内表面贴设于悬浮电位筒2上，内绝缘介质层4的外表面贴设第二金属层5。外绝缘介质层8的内表面贴设有位于第二金属层外侧的第三金属层7，外绝缘介质层的外表面贴设有第四金属层9，第四金属层9接地。第二金属层包括两个内侧低压电极，内侧低压电极为与内绝缘介质层同轴线设置的瓦片结构，第三金属层包括与内侧低压电极个数一一对应的外侧低压电极，外侧低压电极为与外绝缘介质层同轴线设置的瓦片结构，各内侧低压电极分别与对应外侧低压电极通过导电体11短接，相邻内侧低压电极之间的间隙12沿内绝缘介质层的径向与相邻外侧低压电极之间的间隙13正对应。第二金属层与第三金属层之间填充有绝缘胶6，绝缘胶既能起到相邻内侧低压电极、相邻外侧低压电极的彼此绝缘作用，绝缘胶还能起保证产品整体强度的作用。本实施例中各金属层均为铜箔层。压力容器内还设置有金属屏蔽筒11，金属屏蔽筒内设置有罗氏线圈12。

一次导体与悬浮电位筒之间采用绝缘气体(比如说六氟化硫)绝缘，其二者之间形成高压电容，承担一次导体到压力容器地电位压降主要部分。第一金属层、第二金属层之间和第三金属层、第四金属层之间分别形成两级电容，两级电容通过绝缘胶结合在一起。两级电容结构上独立，加工工艺一致，内、外绝缘介质层均为高韧性、高绝缘性能才能。使用时在外侧低压电极与第四金属层之间并联匹配电阻，通过屏蔽电缆连接电压采集单元，罗氏线圈输出通过屏蔽电缆连接电流采集单元，电流采集单元和电压采集单元安装于压力容器外侧的封闭金属制壳体内，可以避免外界电磁场的干扰。

如图4所示：一次导体外表面与悬浮电位筒靠近一次导体侧表面电容参数C₁，第一金属层3与第二金属层5各内侧低压电极间电容参数C_2a，第四金属层9与第三金属层各外侧低压电极7间电容参数C_2b，可根据同轴电容计算公式得出，此处不再赘述。匹配电阻R_p计算公式如下：

$\frac{{\widetilde{\stackrel{\·}{U}}}_i}{{\widetilde{\stackrel{\·}{U}}}_o}=1+{\mathrm{\αC}}_{2b}-j\frac{\mathrm{\α}}{{\mathrm{wR}}_p}---\left(1\right)$

式中：n为内侧低压电极的个数。

根据公式(1)，已知输出值为可求匹配电阻R_p。

在本发明的其它实施例中：内侧低压电极的个数还可以是一个、三个或其它个数；第二金属层与第三金属层之间也可通过填充绝缘气体绝缘；内侧低压电极、外侧低压电极还可以是与对应绝缘介质层同轴线设置的筒形结构，此时各低压电极沿轴向间隔布置。

Claims (5)

1.分级式电流电压组合互感器，包括同轴线设置的内绝缘介质层和外绝缘介质层，其特征在于：内绝缘介质层的内表面贴设有第一金属层，内绝缘介质层的外表面贴设有第二金属层，外绝缘介质层的内表面贴设有间隔位于第二金属层外侧的第三金属层，外绝缘介质层的外表面贴设有第四金属层，第二金属层包括至少一个内侧低压电极，第三金属层包括与内侧低压电极个数一一对应的外侧低压电极，内侧低压电极与对应外侧低压电极短接。

2.根据权利要求1所述的分级式电流电压组合互感器，其特征在于：第二金属层与第三金属层之间的间隙中填充有绝缘胶。

3.根据权利要求1所述的分级式电流电压组合互感器，其特征在于：第一金属层的内侧同轴线贴设有悬浮电位筒，悬浮电位筒的内侧同轴线设置有一次导体。

4.根据权利要求1所述的分级式电流电压组合互感器，其特征在于：第一、第二、第三和第四金属层均为铜箔层。

5.根据权利要求1～4任意一项所述的分级式电流电压组合互感器，其特征在于：内侧低压电极有至少两个，内侧低压电极为与内绝缘介质层同轴线设置的瓦片结构，外侧低压电极为与外绝缘介质层同轴线设置的瓦片结构，各内侧低压电极沿内绝缘介质层的周向间隔设置，相邻内侧低压电极之间的间隙沿内绝缘介质层的径向与对应相邻外侧低压电极之间的间隙正对应。