CN110088859A - 用于高压应用的组合式仪表互感器 - Google Patents

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Abstract

一种用于HV应用的组合式仪表互感器，其包括：电流仪表互感器CT，具有电流互感器芯和装配在所述电流互感器芯中的电流互感器初级管道；以及电压仪表互感器VT，具有电压互感器芯和装配到所述电压互感器芯的至少一部分周围的电压互感器绕组。电流仪表互感器和电压仪表互感器容纳在单个外壳的公共内部容积中，所述内部容积由侧壁、基部盘式绝缘体和基本平坦的盖界定。

Description

用于高压应用的组合式仪表互感器
本发明涉及用于高压(HV)应用的组合式仪表互感器。特别地，本发明涉及相对于现有仪表互感器具有极大简化的结构的、用于高压应用的组合式仪表互感器。出于本发明的目的，术语“组合式仪表互感器”表示用于高压(HV)应用的测量仪表，其将电流互感器模块和电压(或电势)互感器模块组合在同一个仪表单元中。而且，出于本发明的目的，术语高压(HV)是指高于1kV的应用。
仪表互感器(包括电压(电势)互感器VT(通常为电感或电容型)、电流互感器CT和组合式仪表互感器CIT)是高压应用中众所周知的装备类型，并且通常用于例如高压系统的计量、监控、保护和控制。
特别地，组合式仪表互感器是将电压互感器和电流互感器组合在同一个仪表单元中的测量仪表。以这种方式，由于电流互感器和电压互感器容纳在单个单元中，因此可以优化变电站中的空间的使用并且相对于具有两个分开的测量单元的传统技术方案实现一些成本的节省。因此，当变电站中的空间有限时，通常在电力行业中使用组合式仪表互感器。
通常，已知类型的组合式仪表互感器包括用于每个仪表的专用外壳，有时在它们之间使用一个绝缘支撑件。因此，在后一种情况下，组合式仪表互感器的典型设计包括容纳仪表互感器之一的基座，从基座垂直突出并支撑另一个仪表互感器的专用外壳的绝缘支撑件。取决于应用，通常使用介电系统，诸如油或SF6或具有介电特性的其它气体。
除了节省空间之外，组合式仪表互感器设计(其中电流互感器和电压互感器模块在同一测量单元中)还带来相当大的成本节省，这是因为支撑结构和连接的数量较少，并且因为运输和安装成本也较低。
但是，由于结合了两个外壳(每个外壳容纳CT或VT)并且在所述外壳之间可能存在中间绝缘体，因此所产生的结构可能很庞大。而且，每个外壳必须设置有一个或多个密封件，以将一个外壳与另一个外壳和/或中间绝缘体分开，从而增加了装备成本并且增加了制造时间和成本。
因此，本公开旨在提供一种用于HV应用的组合式仪表互感器，其能够克服至少一些上述缺点。
特别地，本公开旨在提供一种用于HV应用的组合式仪表互感器，其中整体尺寸相对于现有技术方案被减小。
另外，本公开旨在提供一种用于HV应用的组合式仪表互感器，其中密封件可以被减少并且总体而言部件的数量可以被减少，从而降低装备成本并简化组装过程。
因此，本发明涉及用于HV应用的组合式仪表互感器，其特征在于，其包括：电流仪表互感器CT，其具有电流互感器芯和装配到所述电流互感器芯中的电流互感器初级管道；以及电压仪表互感器VT，其具有电压互感器芯和装配在所述电压互感器芯的至少一部分周围的电压互感器绕组，所述电流仪表互感器和所述电压仪表互感器被容纳在单个外壳的公共内部容积中，所述内部容积由侧壁、支撑设备(优选地是基部盘式绝缘体)以及顶盖(优选地是基本平坦的盖)界定。
在实践中，如在以下描述中更好地解释的，本发明的用于HV应用的组合式仪表互感器的一个显著特征是使用用于电流互感器和电压互感器二者的单个外壳，这与使用两个专用外壳、有时一个绝缘支撑件位于其间的现有技术方案不同。
这种特性允许减小装备的整体尺寸，因为单个外壳比已知类型的组合式仪表互感器中通常使用的用于单独地容纳电流互感器和电压互感器的两个外壳小得多。
另外，使用单个外壳可以去除至少一个密封件(如果考虑所述绝缘支撑件，则可以去除多达三个密封件)。它还使得部件的数量整体减少，从而极大地简化了组装过程。
通常，容纳电流互感器和电压互感器的所述外壳典型地可以包括第一初级端子和第二初级端子，用于连接到HV线路并且电连接到所述电流互感器初级管道。
优选地，在根据本发明的用于HV应用的组合式仪表互感器中，容纳电流互感器和电压互感器的外壳垂直安装在中空芯绝缘体(或者在油绝缘的情况下为陶瓷绝缘体)和基座上。
在这种情况下，根据本发明的用于HV应用的组合式仪表互感器的优选实施例，所述支撑设备(其优选地是基部盘式绝缘体)可以将所述内部容积与所述中空芯绝缘体或所述陶瓷绝缘体分离。
优选地，所述电压仪表互感器VT包括连接到所述电压互感器绕组的VT次级导线，并且所述电流仪表互感器CT包括连接到所述电流互感器芯的CT次级导线。
在根据本发明的用于HV应用的组合式仪表互感器的特定实施例中，所述电流互感器芯被屏蔽到金属板壳中。
在这种情况下，所述VT次级导线可以方便地装配到另一个金属板壳中。
根据本发明的用于HV应用的组合式仪表互感器的优选实施例，所述电流互感器芯优选地由所述基部盘式绝缘体从下方支撑。
根据本发明的用于HV应用的组合式仪表互感器的另一个优选实施例，所述电压互感器芯优选地由所述基本平坦的盖从上方支撑。
类似地，所述电压互感器绕组也可以优选地由所述基本平坦的盖从上方支撑。
在根据本发明的用于HV应用的组合式仪表互感器的特定实施例中，所述中空芯绝缘体或所述陶瓷绝缘体包括在所述中空芯绝缘体或所述陶瓷绝缘体内部从所述基部盘式绝缘体到所述基座延伸的次级管道，所述VT次级导线和所述CT次级导线在所述次级管道内部延伸。
本发明的其它特征和优点将从根据本发明的用于HV应用的组合式仪表互感器的优选的但非排他的实施例的描述中更加清楚，这些实施例在附图中通过示例的方式示出，其中：
–图1是根据本发明的用于HV应用的组合式仪表互感器的实施例的前视图；
–图2是根据本发明的用于HV应用的组合式仪表互感器的实施例的剖视图；
–图3是根据本发明的用于HV应用的组合式仪表互感器的实施例的截面透视图。
参考附图，根据本发明的用于HV应用的组合式仪表互感器(用标号1表示)在其更一般的定义中包括电流仪表互感器CT 2和电压仪表互感器VT 3。
电流仪表互感器CT 2典型地包括电流互感器芯21和装配到所述电流互感器芯21中的电流互感器初级管道22。
类似地，电压仪表互感器VT3典型地包括电压互感器芯31和装配在所述电压互感器芯31的至少一部分周围的电压互感器绕组32。
本发明的用于HV应用的组合式仪表互感器1的特性化特征之一由以下事实给出，即，所述电流仪表互感器CT 2和所述电压仪表互感器VT 3方便地容纳在单个外壳4的公共内部容积41中。
如附图所示，所述公共内部容积41由侧壁42、基部盘式绝缘体43和基本平坦的盖44界定。
因此，从附图中可以清楚地看出，单个外壳4的整体空间远小于已知类型的组合式仪表互感器中通常需要的用于单独容纳电流仪表互感器CT和电压仪表互感器VT的两个外壳通常所占据的空间和体积。
而且，清楚的是，在本发明的组合式仪表互感器1中，相对于传统的仪表互感器，密封件的数量大大减少，例如在附图所示的实施例中仅存在一个盘式绝缘体43。
本发明的用于HV应用的组合式仪表互感器1可以垂直安装在中空芯绝缘体5和基座6上，如附图所示。
特别地，图1示出了根据本发明的组合式仪表互感器1的实施例的概貌。根据这样的实施例，组合式仪表互感器1基于顶部芯设计，意味着电流仪表互感器CT 2和电压仪表互感器VT 3的磁芯位于顶部，它们在那里装配到单个外壳4内，并且通过第一初级端子411和第二初级端子412连接到HV线路。
顶部部分由中空芯绝缘体5支撑。装备底部处的基座6为支撑结构以及仪表、插座和次级电缆的端子的连接提供固定点。
如前所述，在附图所示的用于HV应用的组合式仪表互感器的实施例中，仅需要一个绝缘体43，所述绝缘体43位于外壳4的基部并且将外壳4的内部容积41与所述中空芯绝缘体5分开。
在本发明的组合式仪表互感器1中，电压仪表互感器VT 3方便地包括VT次级导线35，其连接到所述电压互感器绕组32。
而且，电流仪表互感器CT 2方便地包括CT次级导线25，其连接到所述电流互感器芯21。
优选地，如附图所示，所述电流互感器芯21被屏蔽到金属板壳28中并且由所述基部盘式绝缘体43从下方支撑。在这种情况下，所述VT次级导线35也可以方便地装配到所述金属板壳28中。
而且，在图2和图3所示的用于HV应用的组合式仪表互感器1的实施例中，所述电压互感器芯31由所述基本平坦的盖44从上方支撑。
类似地，电压互感器绕组32也可以方便地由基本平坦的盖44从上方支撑。
根据用于HV应用的组合式仪表互感器1的优选实施例，中空芯绝缘体5包括在所述中空芯绝缘体5内部从所述基部盘式绝缘体43到所述基座6延伸的次级管道55，所述VT次级导线35和所述CT次级导线25在所述次级管道55内部延伸。
在实践中，参考图2，电压互感器芯31和电压互感器绕组32与电流仪表互感器CT 2一起定位在所述单个外壳4中。
电流互感器初级管道22连接到外壳4和第一初级端子411和第二初级端子412，并且以一匝或多匝装配到电流互感器芯21中。VT次级导线35和CT次级导线25一起装配到次级管道55中，穿过中空芯绝缘体5，向下到达基座6。
还参考图3，电压互感器芯31和电压互感器绕组32由安装在单个外壳4的顶上的基本平坦的盖44从上方支撑，而电流互感器芯21由所述基部盘式绝缘体43从下方支撑，所述基部盘式绝缘体43将外壳4的内部容积41与所述中空芯绝缘体5分开。
电流互感器芯21被屏蔽到金属板壳28中。电压仪表互感器的连接到电压互感器绕组32的VT次级导线35也装配到所述电流互感器金属板壳28中，与电流互感器的CT次级导线25一起穿过基部盘式绝缘体43，从而到达次级管道55。
从上面的描述中可以清楚地看出，本发明的用于HV应用的组合式仪表互感器1完全实现了预期的目标和目的，从而解决了现有技术的问题。
特别地，由于使用了容纳电流仪表互感器和电压仪表互感器CT两者的单个外壳，因此减小了装备的整体尺寸。
另外，相对于传统的仪表互感器，部件的数量，特别是昂贵的密封件的数量大大减少，例如在附图中所示的实施例中仅存在一个盘式绝缘体。
还值得注意的是，本发明的组合式仪表互感器的非常规设计(其中电压互感器芯31和电压互感器绕组32由基本平坦的盖44从上方支撑，同时电流互感器芯21由基部盘式绝缘体43从下方支撑)允许减少部件的数量，从而降低组合式仪表互感器的成本。
在实践中，在组合式仪表互感器中，一些部件可以具有双重功能，例如：基本平坦的盖44从顶部封闭外壳4的内部空间41，同时从上方支撑电压互感器芯31和电压互感器绕组32；类似地，基部盘式绝缘体43将外壳4的内部空间41与中空绝缘体5分开，同时从下方支撑电流互感器芯21。
可以对如此构思的用于HV应用的组合式仪表互感器进行若干变型，这些变型都在所附权利要求的范围内。在实践中，根据要求和现有技术，所使用的材料和可能的尺寸和形状可以是任意的。

Claims (11)

1.一种用于HV应用的组合式仪表互感器(1)，其特征在于，所述组合式仪表互感器(1)包括电流仪表互感器CT(2)，其具有电流互感器芯(21)和装配在所述电流互感器芯(21)中的电流互感器初级管道(22)；以及电压仪表互感器VT(3)，其具有电压互感器芯(31)和装配在所述电压互感器芯(31)的至少一部分周围的电压互感器绕组(32)，所述电流仪表互感器CT(2)和所述电压仪表互感器VT(3)容纳在单个外壳(4)的公共内部容积(41)中，所述公共内部容积(41)由侧壁(42)、支撑设备(43)和基本平坦的盖(44)界定。
2.根据权利要求1所述的用于HV应用的组合式仪表互感器(1)，其特征在于，所述外壳(4)垂直安装在中空芯绝缘体或陶瓷绝缘体(5)和基座(6)上，并且所述支撑设备是基部盘式绝缘体(43)。
3.根据权利要求1或2所述的用于HV应用的组合式仪表互感器(1)，其特征在于，所述外壳(4)包括用于连接到HV线路并且电连接到所述电流互感器初级管道(22)的第一初级端子(411)和第二初级端子(412)，并且所述支撑设备是基部盘式绝缘体(43)。
4.根据权利要求2或3所述的用于HV应用的组合式仪表互感器，其特征在于，所述基部盘式绝缘体将所述内部容积与所述中空芯绝缘体或陶瓷绝缘体分开。
5.根据前述权利要求中的一项或多项所述的用于HV应用的组合式仪表互感器(1)，其特征在于，所述电压仪表互感器VT(3)包括连接到所述电压互感器绕组(32)的VT次级导线(35)，并且所述电流仪表互感器CT(2)包括连接到所述电流互感器芯(21)的CT次级导线(25)。
6.根据前述权利要求中的一项或多项所述的用于HV应用的组合式仪表互感器(1)，其特征在于，所述电流互感器芯(21)被屏蔽到金属板壳(28)中。
7.根据前述权利要求中的一项或多项所述的用于HV应用的组合式仪表互感器(1)，其特征在于，所述电流互感器芯(21)由所述基部盘式绝缘体(43)从下方支撑。
8.根据前述权利要求中的一项或多项所述的用于HV应用的组合式仪表互感器(1)，其特征在于，所述电压互感器芯(31)由所述基本平坦的盖(44)从上方支撑。
9.根据前述权利要求中的一项或多项所述的用于HV应用的组合式仪表互感器(1)，其特征在于，所述电压互感器绕组(32)由所述基本平坦的盖(44)从上方支撑。
10.根据前述权利要求中的一项或多项所述的用于HV应用的组合式仪表互感器(1)，其特征在于，所述中空芯绝缘体或陶瓷绝缘体(5)包括在所述中空芯绝缘体或陶瓷绝缘体(5)内部从所述基部盘式绝缘体(43)到所述基座(6)延伸的次级管道(55)，所述VT次级导线(35)和所述CT次级导线(25)在所述次级管道(55)内部延伸。
11.根据前述权利要求中的一项或多项所述的用于HV应用的组合式仪表互感器(1)，其特征在于，所述VT次级导线(35)装配到所述金属板壳(28)中。
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