CN108987069B - 一种电磁式电压互感器 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电压互感器技术领域，特别涉及一种电磁式电压互感器。包括铁芯及同心缠绕在铁芯上的一次绕组和二次绕组，一次绕组套装在绝缘筒上，绝缘筒套装在二次绕组的外侧，绝缘筒内铺设有电容屏，电容屏通过电容屏引线与一次绕组连接。本发明的一次绕组为分多段，且各段一次绕组均与绝缘内电容屏并联，在提高增大绕组总的截面积同时，增加一次绕组纵向电容，提高了耐受大气过电压和快速传递过电压的能力，使电压沿互感器高度方向更优化、散热更快。

Description

一种电磁式电压互感器
技术领域
发明属于电压互感器技术领域，特别涉及一种电磁式电压互感器。
背景技术
电压互感器广泛应用于输变电领域，主要作测量和保护用。电磁式电压互感器是利用电磁感应原理，将电力系统的高电压转换为供测量和保护用的低标准电压。电磁式电压互感器实现电压转换的功能的主要有一次绕组、二次绕组和铁芯三个部分组成。在一次绕组与二次绕组和铁心之间设有绝缘。传统的电磁式电压互感器一次绕组一般是从内到外连续绕制的，最内侧为地电位。在绕制一次绕组前，铺设一次绕组与铁心或二次绕组的低电位绝缘，在绕制过程中，铺设每层导线的层间绝缘，绕制成的一次绕组剖面成梯形，如图1所示。此种一次绕组导线集中绕制，于散热不利，另外一次绕组无调节纵向电压分布功能。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种电磁式电压互感器，一次绕组沿瓷套高度方向分布，使得工频电压分布最优化，提高了外绝缘的电气强度。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种电磁式电压互感器，包括铁芯及同心缠绕在铁芯上的一次绕组和二次绕组，所述一次绕组套装在绝缘筒上，所述绝缘筒套装在所述二次绕组的外侧，所述绝缘筒内铺设有电容屏，所述电容屏通过电容屏引线与所述一次绕组连接。
所述一次绕组包括多个一次绕组线圈段，多个一次绕组线圈段沿所述绝缘筒的轴线方向排列、且依次首尾相连接。
所述一次绕组线圈段包括线段架及缠绕在所述线段架上的一次绕组导线，所述线段架套装在所述绝缘筒上。
所述电容屏为多个、且由内到外铺设，相邻两个所述电容屏之间设有绝缘层，各所述电容屏分别与一所述电容屏引线连接，所述电容屏引线由所述绝缘筒内引出、且与相邻的两个所述一次绕组线圈段连接。
多个所述电容屏沿所述绝缘筒的轴线方向排列、且分别与多个所述一次绕组线圈段一一相对应。
与位于最内层的所述电容屏连接的所述电容屏引线接地。
各所述电容屏沿周向缠绕在所述绝缘筒的一周。
位于最上端的所述一次绕组线圈段的首端与系统高电压相连接。
位于最下端的所述一次绕组线圈段的末端与地连接。
本发明的优点与积极效果为：
1.本发明的一次绕组沿瓷套高度方向分布，使得工频电压分布最优化，提高了外绝缘的电气强度。
2.本发明的一次绕组为分多段，且各段一次绕组均与绝缘内电容屏并联。在提高增大绕组总的截面积同时，增加一次绕组纵向电容，提高了耐受大气过电压和快速传递过电压的能力，使电压沿互感器高度方向更优化、散热更快。
3.本发明在发生匝间短路时，只有一个线段发生问题，故障扩散慢不会像传统电磁式电压互感器那样很快发生爆炸。
附图说明
图1为传统电磁式电压互感器的结构示意图；
图2为本发明的结构示意图；
图3为本发明的一次绕组线圈段的结构示意图；
图4为本发明的接线原理示意图。
其中，1为一次绕组外绝缘，2为一次绕组层绝缘，3为导线，4为铁心及二次绕组绝缘，5为铁芯及二次绕组，6为绝缘筒，7主绝缘电容，8为电容屏引线，9为一次绕组线圈段，10为二次绕组及铁芯，11为一次绕组线圈段末端，12为一次绕组导线，13为线段架，14为一次绕组线圈段首端，15为电容屏。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
如图2所示，本发明提供的一种电磁式电压互感器，包括铁芯及同心缠绕在铁芯上的一次绕组和二次绕组，一次绕组套装在绝缘筒6上，绝缘筒6套装在二次绕组的外侧，绝缘筒6内铺设有电容屏15，电容屏15通过电容屏引线8与一次绕组连接。
进一步地，一次绕组包括多个一次绕组线圈段9，多个一次绕组线圈段9沿绝缘筒6的轴线方向排列、且依次首尾相连接。
如图3所示，一次绕组线圈段9包括线段架13及缠绕在线段架13上的一次绕组导线12，绕制完成后的线圈段的一次绕组线圈段首端14和一次绕组线圈段末端均留在线段架13的外侧，线段架13套装在绝缘筒6上。
位于最上端的一次绕组线圈段9的首端与系统高电压相连接，位于最下端的一次绕组线圈段9的末端与地连接。
如图2所示，电容屏15为多个、且由内到外铺设，相邻两个电容屏15之间设有绝缘层，各电容屏15沿周向缠绕在绝缘筒6的一周。多个电容屏15沿绝缘筒6的轴线方向排列、且分别与多个一次绕组线圈段9一一相对应。各电容屏15分别与一电容屏引线8连接，电容屏引线8由绝缘筒6内引出、且与相邻的两个一次绕组线圈段9连接。与位于最内层的电容屏15连接的电容屏引线8接地。
如图4所示，本发明提供的电磁式电压互感器按匝数不同绕制成多个结构相同的一次绕组线圈段9。在卷制绝缘筒6的同时，在绝缘层内铺设电容屏15，用于均匀绝缘筒6的电场。在铺设电容屏15的同时，在电容屏15上连接电容屏引线8，并将电容屏引线8的一段延伸至绝缘筒6外。绝缘筒6卷制好后，将一次绕组线圈段9按次序套装在绝缘筒6外，并将相邻两个一次绕组线圈段9的首端、末端及电容屏引线8的引出端焊接在一起，构成本发明的整台电磁式电压互感器的一次绕组和绝缘结构。本发明与相适应的铁心及二次绕组构成整台的电磁式电压互感器器身。
本发明应用于72.5kV以上电压等级电磁式电压互感器领域，将电压互感器的一次绕组分多段绕制。在绕制一次绕组对二次及铁芯的绝缘时，在绝缘筒内铺设均压用电容屏，在电容屏上设置引线引出到绝缘筒外。绝缘筒绕制完成后分别将一次绕组各线段套装在绝缘筒上，相邻的一次绕组线段首、末端焊接在绝缘筒的电容屏引线上，其最上一段的首端与系统高电压相连接，最后一段的末端与地连接。
综上所述，本发明的一次绕组为分多段，且各段一次绕组均与绝缘内电容屏并联，在提高增大绕组总的截面积同时，增加一次绕组纵向电容，提高了耐受大气过电压和快速传递过电压的能力，使电压沿互感器高度方向更优化、散热更快。本发明在发生匝间短路时，只有一个线段发生问题，故障扩散慢不会像传统电磁式电压互感器那样很快发生爆炸。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种电磁式电压互感器，包括铁芯及同心缠绕在铁芯上的一次绕组和二次绕组，其特征在于，所述一次绕组套装在绝缘筒(6)上，所述绝缘筒(6)套装在所述二次绕组的外侧，所述绝缘筒(6)内铺设有电容屏(15)，所述电容屏(15)通过电容屏引线(8)与所述一次绕组连接；
所述一次绕组包括多个一次绕组线圈段(9)，多个一次绕组线圈段(9)沿所述绝缘筒(6)的轴线方向排列、且依次首尾相连接；
所述电容屏(15)为多个、且由内到外铺设，相邻两个所述电容屏(15)之间设有绝缘层，各所述电容屏(15)分别与一所述电容屏引线(8)连接，所述电容屏引线(8)由所述绝缘筒(6)内引出、且与相邻的两个所述一次绕组线圈段(9)连接；
多个所述电容屏(15)沿所述绝缘筒(6)的轴线方向排列、且分别与多个所述一次绕组线圈段(9)一一相对应。
2.根据权利要求1所述的电磁式电压互感器，其特征在于，所述一次绕组线圈段(9)包括线段架(13)及缠绕在所述线段架(13)上的一次绕组导线(12)，所述线段架(13)套装在所述绝缘筒(6)上。
3.根据权利要求1所述的电磁式电压互感器，其特征在于，与位于最内层的所述电容屏(15)连接的所述电容屏引线(8)接地。
4.根据权利要求1所述的电磁式电压互感器，其特征在于，各所述电容屏(15)沿周向缠绕在所述绝缘筒(6)的一周。
5.根据权利要求1所述的电磁式电压互感器，其特征在于，位于最上端的所述一次绕组线圈段(9)的首端与系统高电压相连接。
6.根据权利要求1所述的电磁式电压互感器，其特征在于，位于最下端的所述一次绕组线圈段(9)的末端与地连接。
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