CN110853876A - 一种户内全封闭支持式电流互感器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种户内全封闭支持式电流互感器，包括器身和设置在器身外的绝缘外壳，绝缘外壳的中心为圆柱壳体一，圆柱壳体一的下部设置有长方形壳体，以圆柱壳体一的横轴为中心，向其两侧对称伸出锥形壳体，在锥形壳体上设有三道圆环一，在两侧锥形壳体的端部分别对称伸出圆柱壳体二，圆柱壳体二上设置多道圆环二。本发明在国内外率先提出在“串联电容补偿装置”中的线路侧串联电流互感器的新思路，产品结构简单，绝缘强度及机械强度高，输出电流信号及时、准确可靠，抗干扰能力强。且该产品配套系列整机能够满足在海拔4500米及以下不同地区使用需求。

Description

一种户内全封闭支持式电流互感器
技术领域
本发明涉及互感器技术领域，具体的涉及一种与10kV串联电容补偿装置配套使用的户内全封闭支持式电流互感器。
背景技术
在长距离输电线路中，串联电容补偿装置可以提高系统的稳定输送容量，改善线路电气参数，抵消线路电感的影响，实现2条线路输送3条线路的功率，是一种既可以提高传输功率又可以节省投资的电气装置。装配使用时，需要在串联电容补偿装置内部安装一种与之配套使用的电流互感器，当电力线路电流达到限定的额定电流时，该电流互感器低压侧输出电流信号供给开关机构报警或切断线路，从而保护线路安全。虽然现有电流互感器的种类和型号较多，但受其外形结构的限制，无法与10kV“串联电容补偿装置”安装配套专用。此外，现有电流互感器的技术性能指标无法满足10kV“串联电容补偿装置”的需求，同样也是不能与之配套专用的原因之一。因此，目前国内还没有一款与10kV“串联电容补偿装置”配套安装使用的电流互感器，基于这一现状，行业内需要研发一款新型的电流互感器，且该电流互感器还必须满足在海拔4500米及以下不同地区均能使用。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种全新结构形式、且结构紧凑、设计优化、性能稳定可靠、绝缘强度及机械强度较高、可实现三个电流比的户内全封闭支持式电流互感器。本发明产品安装方便、耐污闪、免维护、运行寿命高，且配套整机可满足在海拔4500米及以下不同地区使用，可靠性高。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种户内全封闭支持式电流互感器，包括器身和设置在器身外的绝缘外壳，所述器身包括导电杆、二次线圈、支架；所述二次线圈包括铁心、漆包线、非导磁材料、绝缘材料；其特征在于，所述绝缘外壳的中心为圆柱壳体一，圆柱壳体一的下部设置有长方形壳体，所述长方形壳体两侧的短边与圆柱壳体一的外沿相交处倒成圆角，长方形壳体底面设置有M8螺孔。
以所述圆柱壳体一的横轴为中心，向其两侧对称伸出锥形壳体，在锥形壳体上设有与圆柱壳体一纵向平行、间距相等的三道圆环一。
在两侧锥形壳体的端部分别对称伸出长度相等的圆柱壳体二，所述圆柱壳体二上设置有与圆环一纵向平行、间距相等、外径相同的多道圆环二。
上述圆柱壳体一、长方形壳体、锥形壳体、三道圆环一、圆柱壳体二、多道圆环二构成整体的绝缘外壳，绝缘外壳采用环氧树脂真空浇注而成。
所述铁心为高导磁硅钢片卷制、并经热处理的圆环形铁心，在圆环形铁心的内壁设置有超微晶合金层。
进一步地，所述的三道圆环一分别以圆柱壳体一的横轴为中心，以圆为轨迹，与锥形壳体的外表面相交后的截面为扇形。
进一步地，所述三道圆环一的直径分别为90mm、80mm、70mm。
进一步地，所述的多道圆环二分别以圆柱壳体二的横轴为中心，以圆为轨迹，与圆柱体二的外表面相交后的截面为扇形。
进一步地，所述导电杆设置在圆柱壳体一横轴的中心位置，居中穿心于二次线圈的内径上，导电杆的长度为300-500mm。
进一步地，圆柱壳体二的长度为90-160mm。
进一步地，所述两侧的圆柱体二的端部分别设置有M12螺纹孔。
进一步地，所述绝缘外壳上设有二次端子、防护罩、签封孔螺钉、防护罩M4螺孔。
进一步地，所述二次线圈设有两个中间抽头，引出四个端子标志S1、S2、S3、S4。
进一步地，所述支架固定在二次线圈的外径上，支架包括托板和两个支撑腿，所述支撑腿焊接在托板上，所述支撑腿底部设有M8螺孔。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明在国内外率先提出在“串联电容补偿装置”中的线路侧串联电流互感器的新思路，产品具有结构简单，绝缘强度及机械强度高，输出电流信号及时、准确可靠，抗干扰能力强等特点；且该产品配套系列整机能够满足在海拔4500米及以下不同地区使用需求，运行寿命及可靠性高。整机配套安装时，导电杆两端分别固定在进线和出线接线排上，底座固定在壳体上，三点固定，安装灵活、结构简单。
（1）支架固定在二次线圈外径上，导电杆居中穿心于二次线圈内径，形成一个完整的器身，器身外部为绝缘外壳，绝缘外壳是采用环氧树脂真空浇注而成，该设计使得产品的结构更加紧凑，并充分确保产品具有较高的绝缘强度和机械强度。
（2）铁心采用了硅钢片圆环形铁心和超微晶合金层双结合，既满足了线路在小电流情况下的导磁特性，又提高了线路在过电流情况下铁心的饱和特性，确保输出信号反应准确及时、性能稳定可靠，还具有抗干扰能力强、运行寿命高等特点。
（3）在圆柱壳体一的两侧设置对称的锥形壳体，可以增加绝缘强度，防止互感器在高海拔地区使用时，通入高压的导电杆对外部闪络、放电。同时，还可以进一步加大互感器的整体机械强度。
（4）在锥形壳体上对称的设置三道圆环一，在圆柱壳体二外表面通过设置不同数量等级的圆环二，使得本发明产品区分为不同的系列外形，该设计的有益效果是限定了在不同海拔地区的使用要求，同时又增大了沿面爬电距离，保证污秽等级达到Ⅳ级（31mm/kV）标准，满足了严重污秽地区使用要求。
（5）二次线圈设有抽头，抽头达两个，该设计使得本发明整机具有3种电流比，具有一机多用原则，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为本发明实施例一的产品结构示意图；
图2为图1的正视剖面图；
图3为图2的右视剖面图；
图4为本发明实施例二的产品结构示意图；
图5为图4的正视剖面图；
图6为本发明电气原理图。
图中：1、绝缘外壳，1-1、二次端子，1-2、防护罩，1-3、签封孔螺钉，1-4、防护罩M4螺钉，2、器身，2-1、导电杆，2-2、二次线圈，2-2-1、铁心，2-3、支架，2-3-1、托板，2-3-2、支撑腿，3、圆柱壳体一，4、长方形壳体，5、M8螺孔，6、锥形壳体，7、圆环一，8、圆柱壳体二，9、圆环二，10、M12螺纹孔。
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。
实施例一：
如图1、2、3所示，一种户内全封闭支持式电流互感器，包括器身2和设置在器身2外的绝缘外壳1。
器身2包括导电杆2-1、二次线圈2-2、支架2-3；导电杆2-1设置在圆柱壳体一3横轴的中心位置，居中穿心于二次线圈2-2的内径上，导电杆2-1的长度为364mm；二次线圈2-2包括铁心2-2-1、漆包线、非导磁材料、绝缘材料，铁心2-2-1为高导磁硅钢片卷制、并经热处理的圆环形铁心，在圆环形铁心的内壁设置有超微晶合金层；二次线圈2-2设有两个中间抽头，引出四个端子标志S1、S2、S3、S4；支架2-3固定在二次线圈2-2的外径上，支架2-3包括托板2-3-1和两个支撑腿2-3-2，支撑腿2-3-2焊接在托板2-3-1上，支撑腿2-3-2底部设有M8螺孔5。
绝缘外壳1的中心为圆柱壳体一3，圆柱壳体一3的下部设置有长方形壳体4，长方形壳体4两侧的短边与圆柱壳体一3的外沿相交处倒成圆角，长方形壳体4底面设置有M8螺孔5；以圆柱壳体一3的横轴为中心，向其两侧对称伸出锥形壳体6，在锥形壳体6上设有与圆柱壳体一3纵向平行、间距相等、直径分别为90mm、80mm、70mm的三道圆环一7，三道圆环一7分别以圆柱壳体一3的横轴为中心，以圆为轨迹，与锥形壳体6的外表面相交后的截面为扇形。在两侧锥形壳体6的端部分别对称伸出长度相等的圆柱壳体二8，两个对称的圆柱壳体二8的长度均为102mm；两侧的圆柱体二8的端部分别设置有M12螺纹孔10。圆柱壳体二8上设置有与圆环一7纵向平行、间距相等、外径相同的六道圆环二9；六道圆环二9分别以圆柱壳体二8的横轴为中心，以圆为轨迹，与圆柱体二8的外表面相交后的截面为扇形。
上述圆柱壳体一3、长方形壳体4、锥形壳体6、三道圆环一7、圆柱壳体二8、六道圆环二9构成整体的绝缘外壳1，绝缘外壳1采用环氧树脂真空浇注而成；绝缘外壳1上设有二次端子1-1、防护罩1-2、签封孔螺钉1-3、防护罩M4螺孔1-4。
本实施例产品适合于海拔2500米以下地区使用。
实施例二：
如图3、4、5所示，一种户内全封闭支持式电流互感器，包括器身2和设置在器身2外的绝缘外壳1。
器身2包括导电杆2-1、二次线圈2-2、支架2-3；导电杆2-1设置在圆柱壳体一3横轴的中心位置，居中穿心于二次线圈2-2的内径上，导电杆2-1的长度为444mm；二次线圈2-2包括铁心2-2-1、漆包线、非导磁材料、绝缘材料，铁心2-2-1为高导磁硅钢片卷制、并经热处理的圆环形铁心，在圆环形铁心的内壁设置有超微晶合金层；二次线圈2-2设有两个中间抽头，引出四个端子标志S1、S2、S3、S4；支架2-3固定在二次线圈2-2的外径上，支架2-3包括托板2-3-1和两个支撑腿2-3-2，支撑腿2-3-2焊接在托板2-3-1上，支撑腿2-3-2底部设有M8螺孔5。
绝缘外壳1的中心为圆柱壳体一3，圆柱壳体一3的下部设置有长方形壳体4，长方形壳体4两侧的短边与圆柱壳体一3的外沿相交处倒成圆角，长方形壳体4底面设置有M8螺孔5；以圆柱壳体一3的横轴为中心，向其两侧对称伸出锥形壳体6，在锥形壳体6上设有与圆柱壳体一3纵向平行、间距相等、直径分别为90mm、80mm、70mm的三道圆环一7，三道圆环一7分别以圆柱壳体一3的横轴为中心，以圆为轨迹，与锥形壳体6的外表面相交后的截面为扇形。在两侧锥形壳体6的端部分别对称伸出长度相等的圆柱壳体二8，两个对称的圆柱壳体二8的长度均为142mm；两侧的圆柱体二8的端部分别设置有M12螺纹孔10。圆柱壳体二8上设置有与圆环一7纵向平行、间距相等、外径相同的九道圆环二9；九道圆环二9分别以圆柱壳体二8的横轴为中心，以圆为轨迹，与圆柱体二8的外表面相交后的截面为扇形。
上述圆柱壳体一3、长方形壳体4、锥形壳体6、三道圆环一7、圆柱壳体二8、九道圆环二9构成整体的绝缘外壳1，绝缘外壳1采用环氧树脂真空浇注而成；绝缘外壳1上设有二次端子1-1、防护罩1-2、签封孔螺钉1-3、防护罩M4螺孔1-4。
本实施例产品适合于海拔2500-4500米的地区使用。
工作原理：本发明在圆柱壳体二8的外表面分别设置六道或九道圆环二9，使得产品因长度不同区分为型号Ⅰ和型号Ⅱ，其中型号Ⅰ的产品满足海拔2500米以下地区使用，型号Ⅱ的产品满足海拔2500米至4500米地区使用。
整机装配时，根据“串联电容补偿装置”安装在不同的海拔地区，而分别选用不同型号的全封闭支持式电流互感器，装设在“串联电容补偿装置”壳体内，并分别装在A、B、C三相线路的进线和出线间，进线接线排接至P1端M12螺纹孔10上，出线接线排接另一端M12螺纹孔10上，采用M12螺栓固定，底面M8螺孔5采用螺栓固定在壳体上，形成三点一线固定牢固。二次端子1-1采用4芯电缆连接到继电保护装置上，然后把防护罩1-2采用签封孔螺钉1-3固定在防护罩M4螺孔1-4上，在所有电气连接正确的情况下，要确定线路侧母线额定电流值，再进一步确定选用哪两个二次端子引线接至继电保护装置上，如图6所示，通过电磁感应原理，二次端子1-1输出电流信号提供给继电保护装置，使得整机配套安装方便快捷、结构紧凑，适用于海拔4500米及以下地区及满足严重污秽地区使用，过流保护准确可靠，性能稳定。
本发明的一种10kV户内全封闭支持式电流互感器系列产品，主要应用在一种新型“串联电容补偿装置”中，串联安装在线路侧，当线路侧电流达到或超过限定的准确限值一次电流时，二次输出电流信号提供给继电保护装置，切断线路或报警。在此基础上研究了磁场与电场信号传变机理、抗干扰原理的新方法，同时研究了硅钢片卷制铁心经热处理后在其内外径上增加超微晶合金带材双结合，提高铁心截面及导磁性能在原理应用上的新思路、新方法，以此加强电流互感器铁心低导磁特性，提高饱和电压，从而增加铁心导磁幅宽等关键性技术。
本发明的上述实例仅仅是清楚的说明本发明所做的举例，而并非是对本发明实施方式的限定。对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变动或变化。在这里无需也无法对所有实施方式予以说明，而这些属于本发明的实质精神所引伸出的显而易见的变化或变动都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种户内全封闭支持式电流互感器，包括器身（2）和设置在器身（2）外的绝缘外壳（1），所述器身（2）包括导电杆（2-1）、二次线圈（2-2）、支架（2-3）；所述二次线圈（2-2）包括铁心（2-2-1）、漆包线、非导磁材料、绝缘材料；其特征在于，所述绝缘外壳（1）的中心为圆柱壳体一（3），圆柱壳体一（3）的下部设置有长方形壳体（4），所述长方形壳体（4）两侧的短边与圆柱壳体一（3）的外沿相交处倒成圆角，长方形壳体（4）底面设置有M8螺孔（5）；
以所述圆柱壳体一（3）的横轴为中心，向其两侧对称伸出锥形壳体（6），在锥形壳体（6）上设有与圆柱壳体一（3）纵向平行、间距相等的三道圆环一（7）；
在两侧锥形壳体（6）的端部分别对称伸出长度相等的圆柱壳体二（8），所述圆柱壳体二（8）上设置有与圆环一（7）纵向平行、间距相等、外径相同的多道圆环二（9）；
上述圆柱壳体一（3）、长方形壳体（4）、锥形壳体（6）、三道圆环一（7）、圆柱壳体二（8）、多道圆环二（9）构成整体的绝缘外壳（1），绝缘外壳（1）采用环氧树脂真空浇注而成；
所述铁心（2-2-1）为高导磁硅钢片卷制、并经热处理的圆环形铁心，在圆环形铁心的内壁设置有超微晶合金层。
2.如权利要求1所述的户内全封闭支持式电流互感器，其特征在于，所述的三道圆环一（7）分别以圆柱壳体一（3）的横轴为中心，以圆为轨迹，与锥形壳体（6）的外表面相交后的截面为扇形。
3.如权利要求2所述的户内全封闭支持式电流互感器，其特征在于，所述三道圆环一（7）的直径分别为90mm、80mm、70mm。
4.如权利要求1-3中任一项所述的户内全封闭支持式电流互感器，其特征在于，所述的多道圆环二（9）分别以圆柱壳体二（8）的横轴为中心，以圆为轨迹，与圆柱体二（8）的外表面相交后的截面为扇形。
5.如权利要求4所述的户内全封闭支持式电流互感器，其特征在于，所述导电杆（2-1）设置在圆柱壳体一（3）横轴的中心位置，居中穿心于二次线圈（2-2）的内径上，导电杆（2-1）的长度为300-500mm。
6.如权利要求5所述的户内全封闭支持式电流互感器，其特征在于，圆柱壳体二（8）的长度为90-160mm。
7.如权利要求6所述的户内全封闭支持式电流互感器，其特征在于，所述两侧的圆柱体二（8）的端部分别设置有M12螺纹孔（10）。
8.如权利要求1所述的户内全封闭支持式电流互感器，其特征在于，所述绝缘外壳（1）上设有二次端子（1-1）、防护罩（1-2）、签封孔螺钉（1-3）、防护罩M4螺孔（1-4）。
9.如权利要求1所述的户内全封闭支持式电流互感器，其特征在于，所述二次线圈（2-2）设有两个中间抽头，引出四个端子标志S1、S2、S3、S4。
10.如权利要求9所述的户内全封闭支持式电流互感器，其特征在于，所述支架（2-3）固定在二次线圈（2-2）的外径上，支架（2-3）包括托板（2-3-1）和两个支撑腿（2-3-2），所述支撑腿（2-3-2）焊接在托板（2-3-1）上，所述支撑腿（2-3-2）底部设有M8螺孔（5）。
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