CN110596442A - 一种电子式电压互感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电子式电压互感器，包括空芯复合绝缘套管、电容分压器、底座、高压端连接机构和低压端连接机构，所述空芯复合绝缘套管顶部和底部分别设有高压端连接机构和低压端连接机构，且低压端连接机构与底座连接，所述电容分压器设在空芯复合绝缘套管内，所述电容分压器的两端分别与高压端连接机构和低压端连接机构连接，其创新点在于：还包括第一环氧管，所述电容分压器设在的第一环氧管内，所述空芯复合绝缘套管的内壁与第一环氧管的外壁之间具有间隙，且空芯复合绝缘套管和第一环氧管之间充有SF₆气体。本发明不仅自身重量轻，而且成本也不高，以及可靠性高。

Description

一种电子式电压互感器

技术领域

本发明涉及一种电子式电压互感器，具体涉及一种独立型电子式电压互感器，属于高压输变电设备技术领域。

背景技术

常规电容式电压互感器，由多节带有复合绝缘套管或瓷套的电容叠加而成，复合绝缘套管或瓷套内为由铝箔、聚丙烯薄膜及电容纸卷绕而成的电容芯子，两者之间充入绝缘油。

随着电网的大力发展、设备的电压等级逐步提高，互感器的外绝缘要求增高，因此，产品的高度必然增加，为了保证产品强度及整体协调性，以及复合绝缘套管外周壁的安全爬电距离，因此，带复合绝缘套管或瓷套的电容外径也必然增加，内部的充油量也随之增加，这样，该种形式的产品不仅自身的重量加重，使得使用非常不便，而且成本也大大得到了增高。

发明内容

本发明的目的是：提供一种不仅自身重量轻、使得使用非常方便，而且成本也不高的电子式电压互感器。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：一种电子式电压互感器，包括空芯复合绝缘套管、电容分压器、底座、高压端连接机构和低压端连接机构，所述空芯复合绝缘套管顶部和底部分别设有高压端连接机构和低压端连接机构，且低压端连接机构与底座连接，所述电容分压器设在空芯复合绝缘套管内，所述电容分压器的两端分别与高压端连接机构和低压端连接机构连接，其创新点在于：

还包括第一环氧管，所述电容分压器设在的第一环氧管内，所述空芯复合绝缘套管的内壁与第一环氧管的外壁之间具有间隙，且空芯复合绝缘套管和第一环氧管之间充有SF₆气体。

在上述技术方案中，所述空芯复合绝缘套管内还设有电容器，所述电容器的外周具有第二环氧管，所述第一环氧管和第二环氧管同轴布置，第二环氧管的外壁与空芯复合绝缘套管的内壁之间具有间隙，所述电容器位于电容分压器的上方并与电容分压器串联连接，电容分压器的一端通过电容器与高压端连接机构连接。

在上述技术方案中，所述第一环氧管通过电容连接件与第二环氧管连接，且电容连接件的外周设有电容定位板。

在上述技术方案中，所述第一环氧管和第二环氧管两端的端部分别设有第一金属法兰和第二金属法兰，所述第一金属法兰通过电容连接件与第二金属法兰连接。

在上述技术方案中，所述高压端连接机构包括高压端封板、接线板、均压环安装架和均压环，所述高压端封板设在空芯复合绝缘套管的顶部，所述接线板设在高压端封板上，且接线板与电容分压器电连接，所述均压环安装架与高压端封板固定连接，均压环装在均压环安装架上。

在上述技术方案中，所述低压端连接机构包括低压端封板和密封端子板，所述低压端封板与空芯复合绝缘套管的底部固定连接，所述低压端封板与密封端子板固定连接，且电容分压器与密封端子板上的连接件电连接。

在上述技术方案中，还包括远端模块单元，所述密封端子板上的连接件与远端模块单元电连接。

在上述技术方案中，所述电容定位板的外周设有支撑滑块，且支撑滑块通过绝缘螺钉固定在电容定位板外周的侧面上。

在上述技术方案中，所述空芯复合绝缘套管内且靠近其顶部的电容器上方设有电容限位板，所述电容限位板与电容器外周的第二环氧管连接。

在上述技术方案中，所述电容限位板的外周设有防护块，且防护块通过绝缘螺钉与电容限位板的外周的侧面固定连接。

本发明所具有的积极效果是：采用本发明的电子式电压互感器后，由于本发明还包括第一环氧管，所述电容分压器设在的第一环氧管内，所述空芯复合绝缘套管的内壁与第一环氧管的外壁之间具有间隙，且空芯复合绝缘套管和第一环氧管之间充有SF₆气体；本发明电容分压器装配在与电容分压器外径尺寸相匹配的环氧管内，使用时，所述第一环氧管与电容分压器之间充有绝缘油，所述空芯复合绝缘套管与第一绝缘管之间利用SF₆起到绝缘和/或灭弧作用，为了防止SF₆气体腐蚀电容器，因此需要利用环氧管隔绝SF₆气体，取代了已有技术中向复合绝缘套管或瓷套内充入绝缘油的技术方案，即使设备的电压等级逐步提高，本发明的高度可根据设计要求相应的增加，但是电容分压器外周的环氧管外径无需改变，也就不需要增加环氧管与电容分压器之间的油量，这样，不仅自身重量轻，而且成本也不高，以及可靠性高。

附图说明

图1是本发明的第一种具体实施方式的结构示意图；

图2是本发明的第二种具体实施方式的结构示意图；

图3是本发明电容定位板与支撑滑块的安装方式的结构示意图；

图4是图2中的A部放大示意图；

图5是本发明电压互感器的电路原理图；

图6是本发明采用一节电容分压器的电路原理图；

图中：1-空芯复合绝缘套管，2-电容器，3-电容分压器，4-底座，51-第一环氧管，52-第二环氧管，6-电容连接件，71-高压端封板、72-接线板、73-均压环安装架，74-均压环，81-低压端封板，82-密封端子板，9-远端模块单元，10-电容限位板，101-防护块。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1、6所示，一种适用于10kV～1100kV独立型电子式电压互感器，包括空芯复合绝缘套管1、电容分压器3、底座4、高压端连接机构和低压端连接机构，所述空芯复合绝缘套管1顶部和底部分别设有高压端连接机构和低压端连接机构，且低压端连接机构与底座4连接，所述电容分压器3设在空芯复合绝缘套管1内，所述电容分压器3的两端分别与高压端连接机构和低压端连接机构连接，

还包括第一环氧管51，所述电容分压器3设在的第一环氧管51内，所述空芯复合绝缘套管1的内壁与第一环氧管51的外壁之间具有间隙，且空芯复合绝缘套管1和第一环氧管51之间充有SF₆气体。所述第一环氧管51与电容分压器3之间充有绝缘油。

如图1所示，为了方便接入高压信号U₁，所述高压端连接机构包括高压端封板71、接线板72、均压环安装架73和均压环74，所述高压端封板71设在空芯复合绝缘套管1的顶部，所述接线板72设在高压端封板71上，且接线板72与电容分压器3电连接，所述均压环安装架73与高压端封板71固定连接，均压环74装在均压环安装架73上。使用时，将高压信号U₁通过接线板72与空芯复合绝缘套管1内的电容分压器3连接。

如图1所示，为了方便对靠近空芯复合绝缘套管顶部的电容分压器进行限位，所述空芯复合绝缘套管1内的顶部处并位于电容分压器的上方设有电容限位板10，所述电容限位板10与电容分压器外周的第一环氧管51相抵接。

实施例2

如图2、3、4、5所示，实施例2与实施例1的不同之处在于：一种适用于10kV～1100kV独立型电子式电压互感器，所述空芯复合绝缘套管1内还设有电容器2，所述电容器2的外周具有第二环氧管52，所述第一环氧管51和第二环氧管52同轴布置，第二环氧管52的外壁与空芯复合绝缘套管1的内壁之间具有间隙，所述电容器2位于电容分压器3的上方并与电容分压器3串联连接，电容分压器3的一端通过电容器2与高压端连接机构连接。所述电容器2与第二环氧管52之间充有绝缘油。

如图2所示，为了方便将第一环氧管51和第二环氧管52连接，所述第一环氧管51通过电容连接件6与第二环氧管52连接，且电容连接件6的外周设有电容定位板61。其中，所述电容连接6位金属结构件，所述第一环氧管51和第二环氧管52的外壁直径均小于空芯复合绝缘套管内壁直径，并且控制在50mm～2000mm范围内。

如图2所示，为了确保第一环氧管与第二环氧管的可靠连接，所述第一环氧管51和第二环氧管52两端的端部分别设有第一金属法兰511和第二金属法兰521，所述第一金属法兰511通过电容连接件6与第二金属法兰521连接。

如图2所示，为了方便接入高压信号U₁，所述高压端连接机构包括高压端封板71、接线板72、均压环安装架73和均压环74，所述高压端封板71设在空芯复合绝缘套管1的顶部，所述接线板72设在高压端封板71上，且接线板72与空芯复合绝缘管1内靠近顶部的电容器2电连接，所述均压环安装架73与高压端封板71固定连接，均压环74装在均压环安装架73上。使用时，将高压信号U₁通过接线板72与空芯复合绝缘套管1内靠近顶部的电容器2连接。

如图2所示，为了方便所述电容分压器引出的电压信号U₂，所述低压端连接机构包括低压端封板81和密封端子板82，所述低压端封板81与空芯复合绝缘套管1的底部固定连接，所述低压端封板81与密封端子板82固定连接，且电容分压器3与密封端子板82上的连接件电连接。

如图2所示，为了方便将所述电容分压器引出的电压信号U₂，本发明还包括远端模块单元9，所述密封端子板82上的连接件与远端模块单元9电连接。所述远端模块单元9可设置在底座内部，或就地安装的箱体内。

如图2、3所示，为了有效避免电容定位板与空芯复合绝缘套管内部发生摩擦、碰撞，进而避免碰撞后产生的粉尘或伤痕，影响到产品的绝缘性能，所述电容定位板61的外周设有支撑滑块62，且支撑滑块62通过绝缘螺钉固定在电容定位板61外周的侧面上。所述支撑滑块62的外侧面与空芯复合绝缘套管1的内壁之间具有间隙，且间隙控制在2mm～20mm范围内。所述电容定位板61采用机械强度较高的绝缘板，并且对合式结构，所述支撑滑块采用材质较软的聚四氟乙烯材料或者其它材料。

如图2所示，为了方便对靠近空芯复合绝缘套管顶部的电容器进行限位，所述空芯复合绝缘套管1内且靠近其顶部的电容器2上方设有电容限位板10，所述电容限位板10与电容器2外周的第二环氧管52连接。其中，所述电容限位板10与电容定位板的结构相同。

如图2所示，为了有效避免电容限位板与空芯复合绝缘套管内部发生摩擦、碰撞，进而避免碰撞后产生的粉尘或伤痕，影响到产品的绝缘性能，所述电容限位板10的外周设有防护块101，且防护块101通过绝缘螺钉与电容限位板10的外周的侧面固定连接。所述防护块101的结构与支撑滑块的结构相同，所述防护块101的外侧面与空芯复合绝缘套管1的内壁之间具有间隙，且间隙控制在2mm～20mm范围内。

实施例1与实施例2的不同之处在于：实施例1中采用了1节电容分压器和0节电容器。实施例2可选用0～10节电容及以及至少1节电容分压器依次通过电容连接件串联叠加后，同轴安装在所述空芯复合绝缘套管内。实施例1与实施例2的其它结构相同。

本发明的电压互感器的工作原理为：电容分压原理。电路如图5所示，串联后总电容量为(C₁₀<<C₂₀,C_n≈C₁₀)，U₂经密封端子板传输至远端模块，远端模块将信号转换处理，经光缆传输给其他设备，用于测量、控制、保护。为便于标准化生产，往往C₁＝C₂＝C₃＝...＝C_n≈C₁₀，则U₂＝nC_n/C₂₀*U₁，以电压测量元件为4节电容器和1节电容分压器为例，U₂＝5C_n/C₂₀*U₁；如图6所示，当电压测量元件仅为1节电容分压器时，U₂＝C₁₀/C₂₀*U₁。

本发明电容分压器装配在与电容分压器之间相匹配的环氧管内，使用时，所述第一环氧管与电容分压器之间充有绝缘油，所述空芯复合绝缘套管与第一绝缘管之间利用SF₆起到绝缘和/或灭弧作用，为了防止SF₆气体腐蚀电容器，因此需要利用环氧管隔绝SF₆气体，取代了已有技术中向复合绝缘套管或瓷套内充入绝缘油的技术方案，即使设备的电压等级逐步提高，本发明的高度可根据设计要求相应的增加，但是电容分压器外周的环氧管外径无需改变，也就不需要增加环氧管与电容分压器之间的油量，这样，不仅自身重量轻，而且成本也不高，以及可靠性高。

在本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

Claims (10)

1.一种电子式电压互感器，包括空芯复合绝缘套管（1）、电容分压器（3）、底座（4）、高压端连接机构和低压端连接机构，所述空芯复合绝缘套管（1）顶部和底部分别设有高压端连接机构和低压端连接机构，且低压端连接机构与底座（4）连接，所述电容分压器（3）设在空芯复合绝缘套管（1）内，所述电容分压器（3）的两端分别与高压端连接机构和低压端连接机构连接，其特征在于：

还包括第一环氧管（51），所述电容分压器（3）设在的第一环氧管（51）内，所述空芯复合绝缘套管（1）的内壁与第一环氧管（51）的外壁之间具有间隙，且空芯复合绝缘套管（1）和第一环氧管（51）之间充有SF₆气体。

2.根据权利要求1所述的电子式电压互感器，其特征在于：所述空芯复合绝缘套管（1）内还设有电容器（2），所述电容器（2）的外周具有第二环氧管（52），所述第一环氧管（51）和第二环氧管（52）同轴布置，第二环氧管（52）的外壁与空芯复合绝缘套管（1）的内壁之间具有间隙，所述电容器（2）位于电容分压器（3）的上方并与电容分压器（3）串联连接，电容分压器（3）的一端通过电容器（2）与高压端连接机构连接。

3.根据权利要求2所述的电子式电压互感器，其特征在于：所述第一环氧管（51）通过电容连接件（6）与第二环氧管（52）连接，且电容连接件（6）的外周设有电容定位板（61）。

4.根据权利要求3所述的电子式电压互感器，其特征在于：所述第一环氧管（51）和第二环氧管（52）两端的端部分别设有第一金属法兰（511）和第二金属法兰（521），所述第一金属法兰（511）通过电容连接件（6）与第二金属法兰（521）连接。

5.根据权利要求1所述的电子式电压互感器，其特征在于：所述高压端连接机构包括高压端封板（71）、接线板（72）、均压环安装架（73）和均压环（74），所述高压端封板（71）设在空芯复合绝缘套管（1）的顶部，所述接线板（72）设在高压端封板（71）上，且接线板（72）与电容分压器（3）电连接，所述均压环安装架（73）与高压端封板（71）固定连接，均压环（74）装在均压环安装架（73）上 。

6.根据权利要求1所述的电子式电压互感器，其特征在于：所述低压端连接机构包括低压端封板（81）和密封端子板（82），所述低压端封板（81）与空芯复合绝缘套管（1）的底部固定连接，所述低压端封板（81）与密封端子板（82）固定连接，且电容分压器（3）与密封端子板（82）上的连接件电连接。

7.根据权利要求6所述的电子式电压互感器，其特征在于：还包括远端模块单元（9），所述密封端子板（82）上的连接件与远端模块单元（9）电连接。

8.根据权利要求3所述的电子式电压互感器，其特征在于：所述电容定位板（61）的外周设有支撑滑块（62），且支撑滑块（62）通过绝缘螺钉固定在电容定位板（61）外周的侧面上。

9.根据权利要求3所述的电子式电压互感器，其特征在于：所述空芯复合绝缘套管（1）内且靠近其顶部的电容器（2）上方设有电容限位板（10），所述电容限位板（10）与电容器（2）外周的第二环氧管（52）连接。

10.根据权利要求9所述的电子式电压互感器，其特征在于：所述电容限位板（10）的外周设有防护块（101），且防护块（101）通过绝缘螺钉与电容限位板（10）的外周的侧面固定连接。