CN106663529B - 电流互感器 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及电流互感器(1)，其包括套管(5)；延伸进套管(5)的初级导体、该初级导体与初级导体绝缘是电绝缘的，并且该初级导体包括在套管外的发夹形部分(11)；沿着发夹形部分(11)布置在初级导体周围的管(15)；布置在管(15)中的电气绝缘材料，该电气绝缘材料(21)在发夹形部分中绕初级导体周围布置；绕管(15)布置的芯部；以及围绕该芯部缠绕的次级线圈(19)。
Description
技术领域
本公开大体涉及用于测量电气参数的设备。具体地，涉及电流互感器。
背景技术
电流互感器(CT)被应用在电力系统中，例如变电站环境，用于测量导体的电流，导体诸如高压导体。电流互感器因此包括初级导体，其电气上与电力系统的导体可连接，围绕初级导体布置的一个或者多个芯，并围绕这些芯缠绕的绕组。当由通过初级导体的电流在芯中感应磁场时，在绕组中感应具有与初级导体电流直接成比例的幅度的电流，感应电流具有依赖于绕组的匝数的幅度。因此可以测量到流动通过绕组的电流，其通常比流动通过初级导体的电流小。根据已知缠绕的匝数，流动通过初级导体的电流和因此通过电力系统的导体的电流可以被确定。
用于电力系统应用的电流互感器应用通常包括套管，经受电流测量的电力系统导体被引导至套筒。电流互感器通常还包括容器，芯被包括在容器中。对于高电压应用和超高电压应用，套管和容器用诸如油的绝缘液体来填充。干式电流互感器在结构上与绝缘液体填充的电流互感器类似，但是区别在于套管和容器没有包括绝缘流体。干式电流互感器的套管和容器通常包括气体，例如SF6。例如在CN102938309中所公开的干式电流互感器。
发明内容
电流互感器包括一个适用于超高电压应用的绝缘流体，但绝缘流体的量可被证明在故障的情况、在生产和运输中是不利的，在运输中例如油的液体的重量增加了电流互感器的整体重量。干式电流互感器，比充油式电流互感器轻，但无法适用与超高压应用。
基于以上观点，本发明公开目的是提供一种解决或至少减轻现有技术的存在问题的电流互感器。
因此提供一种电流互感器，其包括套管，延伸到套管中的初级导体，该初级导体与初级导体绝缘电绝缘，并且该初级导体包括在套管外侧布置的发夹形部分、沿着发夹形部分被布置在初级导体周围的管、绕管布置的芯以及绕芯缠绕的次级绕组，电气绝缘材料被布置在管中，该电气绝缘材料绕发夹形部分中的初级导体绝缘布置。。
通过包括电气绝缘材料的管的使用，容器包括芯部，并且在高电压应用下容器中的绝缘流体能够被排出，因此相对于充满流体的容器减少绝缘材料的量，而可以获得对于高电压和超高电压应用足够的电气绝缘。此外，芯部的替换被简化为芯部的增加，因为发夹形部分在没有油的情况下更容易接近。
根据本实施例，电气绝缘材料包括介电液体，通过在管中提供绝缘体液体，可以获得与现有技术绝缘体液体填充容器提供的绝缘类似的液体电气绝缘，但包括介较小体积的介电液体。此外，因为芯部和绕组布置在管外部，并且因此在介电流体外部，对于绕组不需要密封因为他们被引导至测量装置。与其中芯部和绕组被浸入在介电液体中的之前的技术方案相反，需要额外的密封系统将绕组引导到容器外。
根据一个实施例，管里的介电液体是油。一种合适的油的示例是变压器油。
根据一个实施例，电气绝缘材料包括石英填充。石英是好的电绝缘材质，如果电气绝缘材料也包括介电液体，石英填充可以最小化介电流体的量。此外，它在运输和短路事件期间可以为初级导体提供机械上支撑。
根据本实施例初级导体是中空的，并且沿着整个初级导体具有内部通道，其中电流互感器包括在内部通道中的介电液体，被布置来使初级导体循环。因此可以获得初级绕组的冷却。
根据一个实施例，初级导体绝缘包括纸和箔片。
一个实施例包括框架组件，其中发夹形部分被布置在框架组件中，其中框架组件限定为发夹形部分的开放框。通过在开放框架组件/壳体提供发夹形部分，芯部可以被通过简单方法接触而不用打开容器。可以因此促进芯部的替换和/或用于监控和诊断的额外的芯部的安装。
根据一个实施例，管附接至与框架组件。
根据一个实施例，管是足够柔韧的以使得管绕在初级导体的发夹形部分上。
根据一个实施例，管由不锈钢制造。
根据一个实施例，套管由介电液体填充。
根据一个实施例，介电液体是油。
根据一个实施例，套管由空气填充。
根据一个实施例，电流互感器是高压电流互感器。
通常，在权利要求中使用的术语根据它们在技术领域里的通用释义来解释，除非在本文其它地方有特别说明。所有提到“一/一个/该元件、装置、部件、构件等”将被开放地解释为指代元件、装置、部件、构件等的至少一个示例，除非有特说明。
附图说明
现在将描述本发明构思的具体实施例，通过示例的方式，参考附图：
图1示出电流互感器的示意侧视图；
图2描绘了了图1中电流互感器移除套管以暴露初级导体的侧视图；
图3示出图1中电流互感器的发夹形部分的局部视图。
具体实施方式
现在将参考附图更充分地描述本发明构思，附图中示出了示例性实施例。但是本发明构思可以以许多不同的形式实施，并且不应被构想为限于本文所阐述的实施例；相反，这些实施例是作为示例提供的，使得本公开将是彻底和完整的，并且将向本领域技术人员充分传达本发明概念的范围。相似的附图标记贯穿说明书指代相似的元件。
图1示出了电流互感器1的例子，其包括顶部部分3，顶部部分3具有第一端子3a和第二端子3b，其被布置为连接至电力系统的导体，例如在变电站环境中。电流互感器1进一步包括套管5和测量组件7，在套管5的一端套管5与顶部部分3组装，在套管5的另一端，测量组件7被布置在套管5外部。测量组件7包括一个或多个用于电流测量的传感器，如下面将更详细地描述的。
图2描绘套管和顶部部分3被移除的电流互感器1，因此暴露电流互感器1的内部。电流互感器1包括初级导体9，其延伸通过套管5并电气连接至顶部部分3的第一端子3a和第二端子3b。该连接未在图2中示出。电流互感器1由此与电力系统中的导体串联连接，其中来自电力系统中的导体的电流可以流过初级导体9，以使得借助于电流互感器1实现电流测量。
初级导体9还具有位于套管5外部的发夹形部分11。发夹形部分11被定义为延伸至套管5外的部分。发夹形部分11被弯曲使得初级导体9可以从背后引入到套管5中。初级导体9因此包括在套管5中延伸的2个基本的平行部分9a和9b，以及发夹形部分11，其为初级导体9提供基本上180度转角和链接或连接2个基本平行部分9a和9b。
电流互感器1包括初级导体绝缘9c，其为初级导体9提供电气绝缘。初级导体绝缘9c可以例如包括纸和箔片。例如铝箔，缠绕在初级导体9周围。根据一个变型，初级导体9的整个长度，即，两个基本的平行部分9a和9b以及发夹形部分11，借助于初级导体绝缘9c电气绝缘。
电流互感器1进一步包括管15，其被布置在发夹形部分11周围，并且因此在初级导体绝缘9c周围，其覆盖发夹形部分11中的初级导体9。管15包括单个柔性管，其穿过发夹形部分11。可替代地，管15包括多个柔性管部件，其可以穿过发夹形部分11或者为从发夹形部分11的两侧组装的两半，并且其可以结合在一起，例如通过焊接。通过改进包括多个柔性管部件的管，可以促进到发夹形部分11的管15的组装。通常管由足够柔韧的材料制成，以使得管15可以穿过初级导体9的发夹形部分11。管15例如由不锈钢或者具有高机械强度的其他材料制造，并且并不需要磁性材料或电导电材料；它可以例如由电气绝缘材料制成，例如塑料。然而，优选地，管15应该由导电材料制成，例如金属。这样的管很容易获得，并且柔韧度基于例如管的厚度尺寸和管制造所使用的特定材料。由诸如不锈钢的金属制成的合适的可商用的柔性管。
管15的定尺寸使得其与初级导体绝缘9c形成距离，其中之间形成空间。电气绝缘材料21，如图3所示，能被布置在绕发夹形部分11里初级导体绝缘9c周围的管15中。电流互感器1因此包括电气绝缘材料21，其布置在管15中，在管15的内表面和初级导体绝缘体9c之间。电气绝缘材料21例如包括介电流体，例如油，和/或石英填充。
电流互感器1可以进一步包括一个或多个在管15周围布置的芯部17，以及绕芯部17缠绕的绕组19。每个芯部17定义磁路，并且被构造为使得当电流通过初级导体9的发夹形部分11时在芯部17里生成的磁通。因此，在绕组17中感应出电流，绕组17可连接到测量设备用于确定流动通过绕组19的电流，并且因此确定流动通过通过初级导体9的电流。由于流过初级导体的电流是流过在其上执行感兴趣的电流测量的特定导体的电流，可以确定导体电流。
每个芯部17可以由在径向方向上缠绕成多层的磁性材料条制成，或者可选地通过多个层压片制成，该片沿轴向方向布置。轴向方向由围绕芯部布置的初级导体的纵向延伸限定。
管15，芯部17，绕组19和发夹形部分限定测量组件7，其使得实现电网中的导体的电流测量。
电流互感器1根据一个变型包括框架组件13，框架组件13包括管15可能连接的凸缘连接托盘13a。特别是管15的开口端两者可以连接到凸缘连接托盘13a。管15可以例如通过在管的每个端部处的锥形离合器连接到凸缘连接托盘13a。管15和凸缘连接盘13a之间的联接可以通过一个或多个密封件密封，使得管15可以形成用于电绝缘材料21的封闭系统。凸缘连接托盘13a具有开口，初级导体9即部件9a和9b，通过该开口从衬套5引出/引入。根据该变型，套管5可以安装到凸缘连接盘13a。在组装状态下，发夹形部分11布置在套管5的外部，悬挂在凸缘连接托盘13上。在安装电流互感器1时，凸缘连接托盘13a接地。
根据一个变形，框架13可以还包括框架13b。框架13b可以形成测量组件7的开口盖。与封闭的现有技术的闭合的容器技术方案相反，框架13b可以用作开放的壳体，使得管15从外部可见并且可触及。该框架13b允许直接访问测量组件7。凸缘连接托盘13a可以是可与框架组装13b组装的单独件，或者可替代地是框架13b的集成部分。作为限定开口盖/壳体的框架的替代，电流互感器可以包括具有壁的容器，其限定发夹形部分的封闭的盖或壳体。
如图3所示，初级导体11可能是中空的，优选地沿着其整个长度，使得内部通道9d在初级导体11中沿着其整个长度形成。电流互感器1可能包括布置在内部通道9d中的介电流体，包括发夹形部分11，进而使实现初级导体9的冷却。
根据一个变型，套管5可以填充有诸如油或气体的介电流体，例如SF6，并且可选为石英填充。套管5可替换地包括空气，即由空气填充。在电流互感器1填充有介电气体或空气的情况下，电流互感器1基本上是干式电流互感器，但是在发夹形部分11中具有额外的电绝缘
本文所述的电流互感器可有效地用于例如电力输电网络或配电网络中的电流测量，例如在变电站环境中。电流互感器可以用于低压，中压，高压应用以及高达例如1100kV的超高的电压应用。
本发明的概念已经在上面参照几个示例进行了描述，然而，如本领域技术人员容易理解的，除了上面公开的实施例以外的其他在本发明构思的范围内实施例同样是可行的，如由所附权利要求限定的。
Claims (14)
1.一种电流互感器(1)，包括：
套管(5)，
初级导体(9)，所述初级导体(9)包括在所述套管(5)内部延伸的两个平行部分(9a、9b)和布置在所述套管(5)外部的发夹形部分(11)，其中所述初级导体(9)与初级导体绝缘(9c)电绝缘，
管(15)，所述管(15)绕所述初级导体绝缘(9c)沿着所述初级导体(9)的所述发夹形部分(11)布置，其中所述管(15)包含沿着所述初级导体(9)的所述发夹形部分(11)绕所述初级导体绝缘(9c)布置的电绝缘材料(21)，使得所述电绝缘材料(21)仅被布置在所述管(15)中，
芯部(17)，所述芯部(17)绕所述管(15)布置，以及
次级绕组(19)，所述次级绕组(19)绕所述芯部(17)缠绕；
其中所述电绝缘材料(21)包括介电液体。
2.根据权利要求1所述的电流互感器(1)，其中包含在所述管(15)中的所述介电液体是油。
3.根据权利要求1所述的电流互感器，其中所述电绝缘材料(21)包括石英填充。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的电流互感器(1)，其中所述初级导体(9)是中空的，并且具有沿着整个所述初级导体(9)的内部通道(9d)，其中所述电流互感器(1)在所述内部通道(9d)中包括被布置为在所述初级导体(9)中循环的介电液体(23)。
5.根据权利要求4所述的电流互感器(1)，其中所述初级导体绝缘(9c)包括纸和箔片。
6.根据权利要求1-3和5中任一项所述的电流互感器(1)，包括框架组件(13)，其中所述发夹形部分(11)布置在所述框架组件(13)中。
7.根据权利要求6所述的电流互感器(1)，其中所述框架组件(13)限定所述发夹形部分(11)的开放式壳体。
8.根据权利要求6所述的电流互感器(1)，其中所述管(15)附接到所述框架组件(13)。
9.根据权利要求1-3、5、7和8中任一项所述的电流互感器(1)，其中所述管(15)足够柔韧使得能够使得所述管(15)穿过所述初级导体(9)的发夹形部分(11)。
10.根据权利要求9所述的电流互感器(1)，其中所述管(15)由不锈钢制成。
11.根据权利要求1-3、5、7、8和10中任一项所述的电流互感器(1)，其中所述套管(5)由介电流体填充。
12.根据权利要求11的电流互感器(1)，其中所述介电流体是油。
13.根据权利要求1-3、5、7、8、10和12中任一项所述的电流互感器(1)，其中所述套管(5)用空气填充。
14.根据权利要求1-3、5、7、8、10和12中任一项所述的电流互感器(1)，其中电流互感器(1)是高压电流互感器。
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