CN110828112A - 一种户外全封闭复合绝缘三相组合互感器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种户外全封闭复合绝缘三相组合互感器，包括三台结构相同的单相组合互感器和底座，所述三台单相组合互感器分别设置为A相、B相、C相，均匀地排列在底座上，单相组合互感器下部的两侧对应地设置有接线盒和高压一次线圈的低压端子；三台单相组合互感器的低压端子之间通过接线排连接，接线排上连接有接地端子排，接地端子排与底座上的接地端子相连。本发明的三相组合互感器结构紧凑、布局优异、计量精确、性能稳定可靠，充分考虑户外复杂的运行环境，电流部分可实现三个变比，电压部分可根据用户的不同需求实现由15‑20kV的电压转换，且安装方便、耐污闪、免维护、自洁性强、防窃电可靠、运行寿命高。

Description

一种户外全封闭复合绝缘三相组合互感器

技术领域

本发明涉及互感器，具体涉及一种15-20kV户外全封闭复合绝缘三相组合互感器。

背景技术

目前，供国内电力系统应用的、额定电压为15-20kV三相户外组合互感器的较少，其产品技术不太成熟，难以适应于海拔3000米以上地区使用。如专利201811637129.8公开了一种三相四线型组合互感器，该产品采用3个独立的电流互感器与一个电压互感器相结合的技术方案，据分析存在如下问题：整机结构复杂，且如此庞大的组合结构，一旦设备损坏或出现故障，则需拆下所有的互感器后才能进行维修、更换，给日常维护、检修带来不便的同时，还大大增加了人工和设备的成本。且整机的密封性能和抗干扰能力较差，导致机械强度不高，不利于户外复杂多变的运行环境。此外，该产品在电流互感器中加入了SF6等气体，这类气体的危害性较大，容易发生泄漏，使用寿命较短，一旦泄漏后不易挥发，因此需要做定期维护，同样会大大增加工作量和成本，专业回收很难做到。

15-20kV三相户外组合互感器在亚洲、非洲、拉美、南美地区的交易量很大，且国外电力系统较为集中在额定电压15-20kV这一型号，为了拓展市场，行业内急需研发一种结构紧凑、布局优异、计量精确、性能稳定可靠的、适用于15-20kV电力系统的户外全封闭复合绝缘三相组合互感器。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种结构紧凑、布局优异、计量精确、性能稳定可靠的户外全封闭复合绝缘三相组合互感器，该互感器充分考虑户外复杂的运行环境，电流部分可实现三个变比，电压部分可根据用户的不同需求实现由15-20kV的电压转换，且安装方便、耐污闪、免维护、自洁性强、防窃电可靠、运行寿命高。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种户外全封闭复合绝缘三相组合互感器，包括三台结构相同的单相组合互感器和底座，其特征在于，所述底座的下部安装有两个框架式的支撑架，每个支撑架底部的边框上均开设有安装孔，支撑架与底座之间安装有固定架，所述固定架的两端开设有安装孔；两个支撑架之间通过螺栓安装有桥式支撑架，该桥式支撑架上设置有端子箱，端子箱顶部预留有进线孔，固定架的一侧设置有排线管，排线管的上端和下端均开设有出线孔，排线管下端的出线孔与端子箱顶部的进线孔相通。

所述三台单相组合互感器分别设置为A相、B相、C相，均匀地排列在底座上，以其中一台为例描述其结构，单相组合互感器包括互感器器身、设置在互感器器身外部的封装外壳、注射在封装外壳外部的硅橡胶外套；所述封装外壳由下部的大椭圆柱体与上部的小椭圆柱体组成，通过注射在封装外壳外部的硅橡胶外套将二者整合为一体，所述大椭圆柱体的体积为小椭圆柱体体积的1.2-1.5倍；所述小椭圆柱体顶部的硅橡胶外套上设置有圆柱形凸台，圆柱形凸台上设有高压一次线圈的两个高压接线排，两个高压接线排为对称分布。

单相组合互感器下部的两侧对应地设置有接线盒和高压一次线圈的低压端子；所述接线盒的下部设置有出线孔，出线孔内设置有橡胶密封塞，所述橡胶密封塞内置引线孔，所述出线孔与排线管上端的出线孔相通；所述接线盒封口处设置有密封垫二、盖板二、签封孔螺钉二及嵌件。

三台单相组合互感器的低压端子之间通过接线排连接，接线排上连接有接地端子排，接地端子排与底座上的接地端子相连。

进一步地，所述封装外壳采用环氧树脂真空浇注而成，所述硅橡胶外套采用高温硫化硅橡胶注射在封装外壳外部；所述硅橡胶外套上半部分设有伸出相等、间距分布均匀的三道小伞裙和四道大伞裙，下半部分呈椭圆柱形。

进一步地，所述低压端子位于锥形凸台内，该锥形凸台与硅橡胶外套通过注射成为一个整体，以确保较好的密封效果。

进一步地，所述接线盒与硅橡胶外套通过硅橡胶注射成为一个整体，以确保较好的密封效果，接线盒的内部设置有多个二次接线端子。

进一步地，所述端子箱内设置有双向对称的多个接线端子，互感器中所有独立的引线通过接线盒、排线管汇聚到端子箱内与多个接线端子连接固定。端子箱另一侧设有固线夹和接线端子，电力安装时采用8米以上10芯铠装电缆引出线分别固定到接线端子上，固线夹固定在铠装电缆外径上锁住，防止较长铠装电缆重力作用或拉扯脱落，导致端子接触不良或断开。

进一步地，所述端子箱封口处设有密封垫一、盖板一及签封孔螺钉一，在端子箱内双向对称设置的多个接线端子与3个单相组合互感器的接线盒的端子引出线连接固定后，采用签封孔螺钉一把盖板一及密封垫一固定在封口处的螺孔上，确保较好的密封处理效果。

进一步地，所述互感器器身包括电流互感器器身和电压互感器器身，电流互感器器身位于小椭圆柱体内，电压互感器器身位于大椭圆柱体内，电流互感器器身和电压互感器器身通过电气连接形成一个整体的器身结构。

进一步地，所述电流互感器器身包括高压一次线圈、二次线圈、支架，高压一次线圈为方形结构，上端伸出两个高压接线排，所述二次线圈呈水平套在高压一次线圈的一侧，二次线圈外径的一侧设有固定支架，所述固定支架固定在封装外壳上；电流互感器器身的二次线圈的外表面设置有非导磁材料层，二次线圈设有抽头，中间抽头可达2-3个。

进一步地，所述电压互感器器身包括高压一次绕组、铁心、夹件，所述铁心的外表面设置有非导磁材料层。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明的三相组合互感器，是由三台独立且结构相同的单相组合互感器组合而成，使用过程中无论哪台单相互感器出现故障或是损坏，都可以及时进行拆换，而无需拆装整机设备，大大减少了后续检测维修的工作量，使得日常维护工作更轻松。

2、底座上通过设置不同高度的支撑架和固定架，可根据具体的安装环境，选择适合高度的安装结构，让户外安装更加方便。且支撑架设计为框架式，使得互感器安装前摆放在任意场所都可以稳固可靠。

3、采用大、小椭圆柱体的设计，且通过多次测试得出大椭圆柱体与小椭圆柱体的体积参数比，使得互感器结构更加契合、更加紧凑，同时还可以让安装在高海拔地域的三相组合互感器，在恶劣的气候环境中更加稳固可靠。

4、通过设置圆柱形凸台，使得接线排在安装到位时更加牢固，也便于电力线与接线排固定整体热缩套与凸台封口密封，同时更加便于封装外壳整体注射硅橡胶外套；圆柱形凸台、大、小伞裙相结合的结构设计，有利于户外雨雪对于产品表面的自然冲刷。

5、在硅橡胶外套的下端设置锥形凸台和低压端子，可使低压端子与接线排之间保持足够的直线绝缘距离。

6、接线盒设置在硅橡胶外套的下部，属于硅橡胶的一部分，接线盒下部设置出线孔，出线孔设有橡胶密封塞，橡胶密封塞内置引线孔，接线盒封口处设置有密封垫、盖板及签封孔螺钉，该设计充分考虑了户外运行时雨雪水进入的情况，不仅密封绝缘可靠还具有防窃电的功能。

7、电流互感器器身设置在电压互感器器身上面，该设计既加大了整机接线排对底面的有效直线距离，电流互感器二次线圈和电压互感器铁心的外表面设置非导磁材料层，充分考虑了互感器在运行过程中的电流与电压之间电磁场相互影响的精度问题，布局优异，结构紧凑。

8、高压一次线圈为方形结构，二次线圈呈水平套在高压一次线圈的一侧，该设计能进一步缩小电流互感器的体积，从总体来看，使得整个互感器的结构更加紧凑，布局更加合理。

9、采用环氧树脂真空浇注成形的封装外壳，机械强度高，外表面采用硅橡胶外套直接注射成形，硅橡胶外套的上半部分设有大小伞裙，该设计采用两种不同材料复合成形技术，充分利用硅橡胶优异的憎水性和憎水迁移性，抗紫外线照射，自洁性强，大大的提高了污闪电压，满足了户外复杂的运行环境。大小伞裙的设计，可使整机污秽等级达到Ⅳ级（31mm/kV）标准，满足了严重污秽地区使用需求。

10、二次线圈的抽头达2-3个，使得整机具有3或4种电流比，具备一机多用原则，也为以后电力系统用户系统增容提供保证，免除增加费用负担。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的后视图；

图3为单相组合互感器的结构示意图；

图4为图3的正视剖面图；

图5为图4的侧视剖面图；

图6为本发明的电气原理图。

图中：1、单相组合互感器，1-1、互感器器身，1-1-1、电流互感器器身，1-1-2、电压互感器器身，1-2、封装外壳，1-2-1、小椭圆柱体，1-2-2、大椭圆柱体，1-3、硅橡胶外套，1-4、圆柱形凸台，1-5、高压接线排，1-6、小伞裙，1-7、大伞裙，2、底座，2-1、支撑架，2-2、固定架，2-3、桥式支撑架，2-4、端子箱，2-4-1、接线端子，2-4-2、固线夹，2-4-3、密封垫一，2-4-4、盖板一，2-4-5、签封孔螺钉一，2-5、排线管，3、接线盒，3-1、出线孔，3-2、橡胶密封塞，3-3、密封垫二，3-4、盖板二，3-5、签封孔螺钉二，3-6、嵌件，3-7、二次接线端子，4、低压端子，4-1、锥形凸台，5、接线排，6、接地端子排，7、接地端子。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式详细说明如下：

参见图1-5，一种户外全封闭复合绝缘三相组合互感器，包括三台结构相同的单相组合互感器1和底座2，底座2的下部安装有两个框架式的支撑架2-1，每个支撑架2-1底部的边框上均开设有安装孔，支撑架2-1与底座2之间安装有固定架2-2，固定架2-2的两端开设有安装孔。两个支撑架2-1之间通过螺栓安装有桥式支撑架2-3，该桥式支撑架2-3上设置有端子箱2-4，端子箱2-4顶部预留有进线孔，固定架2-2的一侧设置有排线管2-5，排线管2-5的上端和下端均开设有出线孔，排线管2-5下端的出线孔与端子箱2-4顶部的进线孔相通。

三台单相组合互感器1分别设置为A相、B相、C相，均匀地排列在底座2上，以其中一台为例描述其结构，单相组合互感器1包括互感器器身1-1、设置在互感器器身1-1外部的封装外壳1-2、注射在封装外壳1-2外部的硅橡胶外套1-3；封装外壳1-2采用环氧树脂真空浇注而成，硅橡胶外套1-3采用高温硫化硅橡胶注射在封装外壳1-2外部，硅橡胶外套1-3上半部分设有伸出相等、间距分布均匀的三道小伞裙1-6和四道大伞裙1-7，下半部分呈椭圆柱形。封装外壳1-2由下部的大椭圆柱体1-2-2与上部的小椭圆柱体1-2-1组成，通过注射在封装外壳1-2外部的硅橡胶外套1-3将二者整合为一体，大椭圆柱体1-2-2的体积为小椭圆柱体1-2-1体积的1.2-1.5倍。小椭圆柱体1-2-1顶部的硅橡胶外套1-3上设置有圆柱形凸台1-4，圆柱形凸台1-4上设有高压一次线圈的两个高压接线排1-5，两个高压接线排1-5为对称分布。

单相组合互感器1下部的两侧对应地设置有接线盒3和高压一次线圈的低压端子4；接线盒3与硅橡胶外套1-3通过硅橡胶注射成为一个整体，以确保较好的密封效果，接线盒3的内部设置有多个二次接线端子3-7。接线盒3的下部设置有出线孔3-1，出线孔3-1内设置有橡胶密封塞3-2，橡胶密封塞3-2内置引线孔，出线孔3-1与排线管2-5上端的出线孔相通；接线盒3封口处设置有密封垫二3-3、盖板二3-4、签封孔螺钉二3-5及嵌件3-6；三台单相组合互感器1的低压端子4之间通过接线排5连接，接线排5上连接有接地端子排6，接地端子排6与底座2上的接地端子7连通。低压端子4位于锥形凸台4-1内，该锥形凸台4-1与硅橡胶外套1-3通过硅橡胶注射成为一个整体，以确保较好的密封效果。

端子箱2-4封口处设有密封垫一2-4-3、盖板一2-4-4及签封孔螺钉一2-4-5，以确保较好的密封和绝缘效果。端子箱2-4内设置有双向对称的多个接线端子2-4-1，互感器中所有独立的引线通过接线盒3、排线管2-5汇聚到端子箱2-4内与多个接线端子2-4-1连接固定。端子箱2-4的另一侧设有固线夹2-4-2和接线端子2-4-1，电力安装时采用8米以上10芯铠装电缆引出线分别固定到接线端子2-4-1上，固线夹2-4-2固定在铠装电缆外径上锁住，防止较长铠装电缆重力作用或拉扯脱落，导致端子接触不良或断开。

在端子箱2-4内双向对称设置的多个接线端子2-4-1与3个单相组合互感器1的接线盒3的端子引出线连接固定后，采用签封孔螺钉一2-4-5把盖板一2-4-4及密封垫一2-4-3固定在封口处的螺孔上，确保较好的密封处理效果。

互感器器身1-1包括电流互感器器身1-1-1和电压互感器器身1-1-2，电流互感器器身1-1-1位于小椭圆柱体1-2-1内，电压互感器器身1-1-2位于大椭圆柱体1-2-2内，电流互感器器身1-1-1和电压互感器器身1-1-2通过电气连接形成一个整体的器身结构。

电流互感器器身1-1-1包括高压一次线圈、二次线圈、支架，高压一次线圈为方形结构，上端伸出两个高压接线排1-5，二次线圈呈水平套在高压一次线圈的一侧，二次线圈外径的一侧设有固定支架，固定支架固定在封装外壳1-1上；电流互感器器身1-1-1的二次线圈的外表面设置有非导磁材料层，二次线圈设有抽头，中间抽头可达2-3个。

电压互感器器身1-1-2包括高压一次绕组、铁心、夹件，铁心的外表面设置有非导磁材料层。

工作原理：本发明属于高电压等级的户外三相组合互感器，安装在距地面8米以上的户外杆上，底座2固定在户外杆的支架上，电力系统三相（A相、B相、C相）进线接到接线排1-5（标志P1）上，出线接到接线排1-5（标志P2）上，底座2上的接地端子7连接户外杆的接地线，而接地线是顺着户外杆子引入大地。采用8米以上10芯铠装电缆始端10芯引出线接到端子箱2-4内其中一侧带固线夹2-4-2的多个接线端子2-4-1上，将固线夹2-4-2固定在铠装电缆外径上锁住，然后采用签封孔螺钉一2-4-5把密封垫2-4-3、盖板2-4-4固定在端子箱2-4封口处，铠装电缆末端接到电能表箱内的端子排上，根据电力线路电流的大小选用相应的端子接入电能表上，若电力线路电流200A，则该发明的电流比为150A-200A-300A/5A,就选用每相的电流s1-s3、电压a、b、c、n从端子排上接入到电能计量装置上，同时每相的电流s3与电压n端要充分可靠接地，参见图6，在所有电气连接正确的情况下就形成了Y0/Y0接线方式，通过电磁感应原理，低压侧二次分别输出标准的低电压小电流信号给电能计量装置实现准确计量，使得本项发明电气连接更加紧密、密封可靠，机械强度高。并且通过现场安装后测试，本发明配套整机在海拔5500米的地区能够正常运行。

Claims (9)

1.一种户外全封闭复合绝缘三相组合互感器，包括三台结构相同的单相组合互感器（1）和底座（2），其特征在于，所述底座（2）的下部安装有两个框架式的支撑架（2-1），每个支撑架（2-1）底部的边框上均开设有安装孔，支撑架（2-1）与底座（2）之间安装有固定架（2-2），所述固定架（2-2）的两端开设有安装孔；两个支撑架（2-1）之间通过螺栓安装有桥式支撑架（2-3），该桥式支撑架（2-3）上设置有端子箱（2-4），端子箱（2-4）顶部预留有进线孔，固定架（2-2）的一侧设置有排线管（2-5），排线管（2-5）的上端和下端均开设有出线孔，排线管（2-5）下端的出线孔与端子箱（2-4）顶部的进线孔相通；

所述三台单相组合互感器（1）分别设置为A相、B相、C相，均匀地排列在底座（2）上，每台单相组合互感器（1）都包括互感器器身（1-1）、设置在互感器器身（1-1）外部的封装外壳（1-2）、注射在封装外壳（1-2）外部的硅橡胶外套（1-3）；所述封装外壳（1-2）由下部的大椭圆柱体（1-2-2）与上部的小椭圆柱体（1-2-1）组成，通过注射在封装外壳（1-2）外部的硅橡胶外套（1-3）将二者整合为一体，所述大椭圆柱体（1-2-2）的体积为小椭圆柱体（1-2-1）体积的1.2-1.5倍；所述小椭圆柱体（1-2-1）顶部的硅橡胶外套（1-3）上设置有圆柱形凸台（1-4），圆柱形凸台（1-4）上设有高压一次线圈的两个高压接线排（1-5），两个高压接线排（1-5）为对称分布；

单相组合互感器（1）下部的两侧对应地设置有接线盒（3）和高压一次线圈的低压端子（4）；所述接线盒（3）的下部设置有出线孔（3-1），出线孔（3-1）内设置有橡胶密封塞（3-2），所述橡胶密封塞（3-2）内置引线孔，所述出线孔（3-1）与排线管（2-5）上端的出线孔相通；所述接线盒（3）封口处设置有密封垫二（3-3）、盖板二（3-4）、签封孔螺钉二（3-5）及嵌件（3-6）；

三台单相组合互感器（1）的低压端子（4）之间通过接线排（5）连接，接线排（5）上连接有接地端子排（6），接地端子排（6）与底座（2）上的接地端子（7）相连。

2.如权利要求1所述的户外全封闭复合绝缘三相组合互感器，其特征在于，所述封装外壳（1-2）采用环氧树脂真空浇注而成，所述硅橡胶外套（1-3）采用高温硫化硅橡胶注射在封装外壳（1-2）外部；所述硅橡胶外套（1-3）上半部分设有伸出相等、间距分布均匀的三道小伞裙（1-6）和四道大伞裙（1-7），下半部分呈椭圆柱形。

3.如权利要求1或2所述的户外全封闭复合绝缘三相组合互感器，其特征在于，所述低压端子（4）位于锥形凸台（4-1）内，该锥形凸台（4-1）与硅橡胶外套（1-3）通过注射成为一个整体。

4.如权利要求3所述的户外全封闭复合绝缘三相组合互感器，其特征在于，所述接线盒（3）与硅橡胶外套（1-3）通过硅橡胶注射成为一个整体，接线盒（3）的内部设置有多个二次接线端子（3-7）。

5.如权利要求3所述的户外全封闭复合绝缘三相组合互感器，其特征在于，所述端子箱（2-4）内设置有双向对称的多个接线端子（2-4-1），端子箱（2-4）另一侧设有固线夹（2-4-2）和接线端子（2-4-1）。

6.如权利要求3所述的户外全封闭复合绝缘三相组合互感器，其特征在于，所述端子箱（2-4）封口处设有密封垫一（2-4-3）、盖板一（2-4-4）及签封孔螺钉一（2-4-5）。

7.如权利要求3所述的户外全封闭复合绝缘三相组合互感器，其特征在于，所述互感器器身（1-1）包括电流互感器器身（1-1-1）和电压互感器器身（1-1-2），电流互感器器身（1-1-1）位于小椭圆柱体（1-2-1）内，电压互感器器身（1-1-2）位于大椭圆柱体（1-2-2）内，电流互感器器身（1-1-1）和电压互感器器身（1-1-2）通过电气连接形成一个整体的器身结构。

8.如权利要求3所述的户外全封闭复合绝缘三相组合互感器，其特征在于，所述电流互感器器身（1-1-1）包括高压一次线圈、二次线圈、支架，高压一次线圈为方形结构，上端伸出两个高压接线排（1-5），所述二次线圈呈水平套在高压一次线圈的一侧，二次线圈外径的一侧设有固定支架，所述固定支架固定在封装外壳（1-1）上；电流互感器器身（1-1-1）的二次线圈的外表面设置有非导磁材料层，二次线圈设有抽头，中间抽头为2-3个。

9.如权利要求3所述的户外全封闭复合绝缘三相组合互感器，其特征在于，所述电压互感器器身（1-1-2）包括高压一次绕组、铁心、夹件，所述铁心的外表面设置有非导磁材料层。

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