CN115910559A - 一种标准电压互感器、制造方法及组合标准电压互感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种标准电压互感器、制造方法及组合标准电压互感器，所述标准电压互感器包括：铁芯；绕制在所述铁芯外表面上的二次侧绕组；固定套设于所述二次侧绕组外端的绝缘结构；绕制在所述绝缘结构外表面上的一次侧绕组；其中，所述一次侧绕组包括第一部分绕组和第二部分绕组，所述第一部分绕组与所述第二部分绕组反向串联。本发明将一次侧绕组分为第一部分绕组和第二部分绕组，且所述第一部分绕组与所述第二部分绕组反向串联，降低一次侧绕组与二次侧绕组之间的绝缘电压，缩小标准电压互感器的尺寸和重量。

Description

一种标准电压互感器、制造方法及组合标准电压互感器

技术领域

本发明涉及一种标准电压互感器、制造方法及组合标准电压互感器，属于电压互感器技术领域。

背景技术

在电力系统中，计量用组合式标准电压互感器内部一般包括多个标准电压互感器，其计量准确性直接关系到所有用电客户、发售电企业的公平贸易结算，因此需要采用检定装置对其进行首次检定和周期检定。

现有技术如专利号为“CN102064011A”的发明专利公开了一种电压互感器，包括绕制在铁芯上的绕组部件，绕组部件及铁芯均密封在一个绝缘体内，所述绕组部件包括：直接绕制在铁芯外表面的二次绕组；绕制在所述二次绕组外表面的绝缘层；绕制在所述绝缘层外表面的一次绕组；绕制在所述一次绕组外表面的均压环。该现有技术的优点在于：一次绕组的末端绝缘水平提高到20kV，满足消谐器分压而造成的高电压，二次负荷大，精度高，表面爬距大，一次绕组放至均压环，铁心外包半导体材料，使整个产品电场均匀，不存在悬浮电位。

但是，上述现有技术存在的缺点是，一次侧绕组和二次侧绕组之间的绝缘电压较高，对绝缘安全距离要求高，导致标准电压互感器尺寸和重量均较大，也不利于组合互感器的小型化、轻量化设计。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提出了一种标准电压互感器、制造方法及组合标准电压互感器，以解决相关技术中现有标准电压互感器两绕组之间绝缘安全距离要求高，导致标准电压互感器尺寸和重量均较大的技术问题。

本发明的技术方案如下：

第一方面，本发明提供一种标准电压互感器，包括：

铁芯；

绕制在所述铁芯外表面上的二次侧绕组；

固定套设于所述二次侧绕组外端的绝缘结构；

绕制在所述绝缘结构外表面上的一次侧绕组；

其中，所述一次侧绕组包括第一部分绕组和第二部分绕组，所述第一部分绕组与所述第二部分绕组反向串联。

作为优选实施方式，所述绝缘结构包括：

若干绝缘块，所述绝缘块的一端设置于二次侧绕组的外表面上，且各所述绝缘块沿二次侧绕组的外表面间隔环形设置；

中空的绝缘筒，所述绝缘筒套设在多个所述绝缘块相对于二次侧绕组的另一端共同形成的支撑面上，且所述第一部分绕组和所述第二部分绕组分别绕制在所述绝缘筒外表面的两边并反向串联，所述绝缘筒内表面与所述二次侧绕组外表面之间的空隙形成气道。

作为优选实施方式，所述绝缘结构还包括：

两个绝缘侧板，两个绝缘侧板分别固定设置于所述绝缘筒的两端，以将所述一次侧绕组与所述铁芯的两端绝缘。

作为优选实施方式，两所述绝缘侧板均由多个圆环形环氧薄板拼合而成，且每一圆环形环氧薄板均设有一个连通圆环内周和圆环外周的开口。

作为优选实施方式，所述绝缘筒由环氧薄板卷制而成。

作为优选实施方式，绝缘层，所述绝缘层包裹在所述二次侧绕组的外表面上，且各所述绝缘块设置于绝缘层的外表面上。

作为优选实施方式，所述第一部分绕组与所述第二部分绕组的线圈匝数相等。

第二方面，本发明提供一种如本发明任一实施例所述的标准电压互感器的制造方法，包括以下步骤：

在铁芯上绕制二次侧绕组；

在二次侧绕组上套设绝缘结构；

在绝缘结构上绕制一次侧绕组的第一部分绕组和第二部分绕组，且使第一部分绕组和第二部分绕组反向串联。

作为优选实施方式，还包括步骤：

在二次侧绕组的外表面上间隔环形设置若干绝缘块；

在各所述绝缘块外端形成的支撑面上套设绝缘筒；

在绝缘筒外表面的两边分别绕制一次侧绕组的第一部分绕组和第二部分绕组，且使第一部分绕组和第二部分绕组反向串联。

第三方面，本发明提供一种组合式标准电压互感器，包括三个如本发明任一实施例所述的标准电压互感器；

当校验三相三元件组合互感器时，三个所述标准电压互感器采用Y型接法或Y0型接法与待校验的三相三元件组合互感器连接；

当校验三相两元件组合互感器时，三个所述标准电压互感器采用V型接法与待校验的三相两元件组合互感器连接。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明提供一种标准电压互感器，在二次侧绕组上套设绝缘结构，再在绝缘结构上绕制一次侧绕组，结构紧凑，能够减小标准电压互感器绝缘安全距离要求。另外，将一次侧绕组分为第一部分绕组和第二部分绕组，且所述第一部分绕组与所述第二部分绕组反向串联，降低一次侧绕组与二次侧绕组之间的绝缘电压，进一步减小标准电压互感器绝缘安全距离要求，缩小标准电压互感器的尺寸和重量。

2、本发明提供一种标准电压互感器，将第一部分绕组与所述第二部分绕组的线圈匝数设为相等，绝缘电压可以减半，进一步减小标准电压互感器绝缘安全距离要求。

3、本发明提供一种标准电压互感器，绝缘结构包括绝缘块和绝缘筒，既实现了支撑一次侧绕组的作用，还实现了一次侧绕组与二次侧绕组的绝缘作用。其次，绝缘筒与所述二次侧绕组之间形成气道，在所述气道内填充绝缘气体如SF6，绝缘气体、绝缘块和绝缘筒混合绝缘，可以进一步减小绝缘安全距离要求，进而缩小标准电压互感器尺寸和重量。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种标准电压互感器的立体图；

图2为本发明实施例提供的一种标准电压互感器的局部立体图；

图3为本发明实施例提供的一种标准电压互感器的截面示意图；

图4为本发明实施例提供的圆环形环氧薄板的示意图；

图5为本发明实施例提供的组合式电压互感器的电气原理图；

图6为本发明实施例提供的组合式电压互感器校验三相三元件组合互感器时，采用Y型接法的原理图；

图7为本发明实施例提供的组合式电压互感器校验三相三元件组合互感器时，采用Y0型接法的原理图；

图8为本发明实施例提供的组合式电压互感器校验三相两元件组合互感器时，采用V型接法的原理图。

图中附图标记为：

1、铁芯；2、二次侧绕组；3、一次侧绕组；31、第一部分绕组；32、第二部分绕组；4、绝缘结构；41、绝缘块；42、绝缘筒；43、绝缘侧板；431、圆环形环氧薄板；4311、开口；44、绝缘层；5、气道。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，文中所使用的步骤编号仅是为了方便描述，不对作为对步骤执行先后顺序的限定。

应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

实施例一：

本实施例提供了一种标准电压互感器，其能解决现有标准电压互感器两绕组之间绝缘安全距离要求高，导致标准电压互感器尺寸和重量均较大的技术问题，具体参见图1和图2所示，该标准电压互感器具体包括：环形的铁芯1、绕制在所述铁芯1外表面上的二次侧绕组2、固定套设在所述二次侧绕组2外表面上的绝缘结构4以及绕制在所述绝缘结构4上的一次侧绕组3。

其中，所述一次侧绕组3包括第一部分绕组31和第二部分绕组32，所述第一部分绕组31与所述第二部分绕组32反向串联。

本实施中的标准电压互感器，在二次侧绕组2上套设绝缘结构4，再在绝缘结构4上绕制一次侧绕组3，结构紧凑，能够减小标准电压互感器绝缘安全距离要求。另外，将一次侧绕组3分为第一部分绕组31和第二部分绕组32，且所述第一部分绕组31与所述第二部分绕组32反向串联，降低一次侧绕组31与二次侧绕组32之间的绝缘电压，进一步减小标准电压互感器绝缘安全距离要求，缩小标准电压互感器的尺寸和重量。

特别地，在一种实施例中，所述第一部分绕组31与所述第二部分绕组32的线圈匝数相等。当所述第一部分绕组31与所述第二部分绕组32的线圈匝数相等时，绝缘电压可以减半。

作为可选的实施方式，在一种实施例中，所述绝缘结构4包括：若干绝缘块41和绝缘筒42。

所述绝缘块41的一端设置于二次侧绕组2的外表面上，且各所述绝缘块41沿二次侧绕组2的外表面间隔环形设置，中空的绝缘筒42套设在多个所述绝缘块41相对于二次侧绕组2的另一端共同形成的支撑面上，且所述第一部分绕组31和所述第二部分绕组32分别绕制在所述绝缘筒42外表面的两边并反向串联，所述第一部分绕组31和所述第二部分绕组32的间距不小于1mm，所述绝缘筒42内表面与所述二次侧绕组2外表面之间的空隙形成气道5。

在一种实施例中，所述绝缘筒42可由环氧薄板卷制而成，至少绕制5层，宽度略宽余所述二次侧绕组2的宽度，环氧薄板的厚度小于1mm。所述绝缘块41可为环氧块，纯度高、体积小。

参见图3所示，三个所述绝缘块41间隔120°环形间隔设置在所述二次侧绕组2上，所述绝缘筒42套设在三个所述绝缘块41的外端共同形成的支撑面上。所述绝缘块41和所述绝缘筒42既实现了支撑所述第一部分绕组31和所述第二部分绕组32的作用，还实现了所述第一部分绕组31和所述第二部分绕组32与所述二次侧绕组2的绝缘作用。其次，所述绝缘筒42与所述二次侧绕组2之间形成气道5，在所述气道5内填充绝缘气体如SF6，绝缘气体与所述绝缘块41和所述绝缘筒42混合绝缘，可以进一步减小绝缘安全距离要求，进而缩小标准电压互感器尺寸和重量。此外，各所述绝缘块41还可以配合绕线机实现传动作用，完成所述第一部分绕组31和所述第二部分绕组32的绕制，兼具多个功能。

作为可选的实施方式，在一种实施例中，所述绝缘结构4还包括：两个绝缘侧板43，两个绝缘侧板43分别设于所述绝缘筒42的两端，以将所述一次侧绕组3与所述铁芯1的两端绝缘。

参见图3所示，环形的铁芯1的两端有弯折结构，为了更好地保证所述一次侧绕组3的绝缘效果，本实施例在所述绝缘筒42的两端分别设置绝缘侧板43，将所述一次侧绕组3与所述铁芯1的两端绝缘。

可选地，参见图4所示，每个所述绝缘侧板43均由多个（至少10个）圆环形环氧薄板431拼合而成，且每一圆环形环氧薄板均设有开口4311。拼合过程中，每块圆环形环氧薄板431的开口4311均匀错开，保证所有圆环形环氧薄板431安装完成后形成的绝缘侧板43无气隙，所述圆环形环氧薄板431的厚度小于1mm。

作为可选的实施方式，在一种实施例中，所述绝缘结构4还包括：绝缘层44，所述绝缘层44包裹在所述二次侧绕组2的外表面上，且各所述绝缘块41设置于绝缘层44的外表面上。参见图3所示，所述绝缘层44相当于设于所述二次侧绕组2与三个所述绝缘块41之间，进一步提高所述绝缘结构4的绝缘效果。

实施例二：

本实施例提供一种标准电压互感器的制造方法，包括以下步骤：

首先在环形的铁芯1的外表面上绕制二次侧绕组2。

继续在二次侧绕组2的外表面上套设绝缘结构4，再在绝缘结构4的外表面上绕制一次侧绕组3的第一部分绕组31和第二部分绕组32，且使第一部分绕组31和第二部分绕组32反向串联。

本实施中的标准电压互感器的制造方法，在二次侧绕组上套设绝缘结构，再在绝缘结构上绕制一次侧绕组，结构紧凑，并能够减小标准电压互感器绝缘安全距离要求。另外，将一次侧绕组分为第一部分绕组和第二部分绕组，且所述第一部分绕组与所述第二部分绕组反向串联，降低一次侧绕组与二次侧绕组之间的绝缘电压，进一步减小标准电压互感器绝缘安全距离要求，缩小标准电压互感器的尺寸和重量。

作为可选的实施方式，在一种实施例中，还包括步骤：

在二次侧绕组2的外表面上间隔环形设置若干绝缘块41；

在各所述绝缘块41外端形成的支撑面上套设绝缘筒42；

在绝缘筒42外表面的两边分别绕制一次侧绕组3的第一部分绕组31和第二部分绕组32，且使第一部分绕组31和第二部分绕组32反向串联。

具体地，将三个所述绝缘块41间隔120°环形设置在所述二次侧绕组2上，所述绝缘筒42套设在三个所述绝缘块41上。所述绝缘块41和所述绝缘筒42既实现了支撑所述第一部分绕组31和所述第二部分绕组32的作用，还实现了所述第一部分绕组31和所述第二部分绕组32与所述二次侧绕组2的绝缘作用。其次，所述绝缘筒42与所述二次侧绕组2之间形成气道5，在所述气道5内填充绝缘气体如SF6，绝缘气体与所述绝缘块41和所述绝缘筒42混合绝缘，可以减小绝缘安全距离要求，进而缩小标准电压互感器尺寸和重量。此外，三个所述绝缘块41还可以配合绕线机实现传动作用，完成所述第一部分绕组31和所述第二部分绕组32的绕制，兼具多个功能。

实施例三：

本实施例提供了一种组合式电压互感器，包括三个本发明任一实施例所述的标准电压互感器，当校验三相三元件组合互感器时，三个所述标准电压互感器采用Y型接法或Y0型接法与待校验的三相三元件组合互感器连接。

当校验三相两元件组合互感器时，三个所述标准电压互感器采用V型接法与待校验的三相两元件组合互感器连接。

参见图5所示，组合式电压互感器的其中一个标准电压互感器的一次侧绕组包括第一部分绕组A-N’和第二部分绕组N’-N，第一部分绕组A-N’和第二部分绕组N’-N反向串联，当第一部分绕组A-N’和第二部分绕组N’-N的线圈匝数相等时，所述第一部分绕组A-N’的A端与N’端的电压差、所述第二部分绕组N’-N的N’端与N端的电压差以及N’端与所述二次侧绕组的电压差相同，且相比传统标准电压互感器，三个电压差均为传统一次侧绕组与二次侧绕组的电压差的一半，减小标准电压互感器绝缘安全距离要求，缩小标准电压互感器的尺寸和重量。另外两个标准电压互感器结构类似。

参见图6所示，当该组合式电压互感器校验三相三元件组合互感器时，采用Y型接法：该组合式电压互感器一次侧的B端与N端短接，二次侧a端同时连接三相校验仪的a0端和Ka端，c端同时连接三相校验仪的c0端和Kc端，b端及n端接地；待校验的电压互感器一次侧ABC端分别与该组合式电压互感器一次侧ABC端连接，二次侧线圈abc端分别连接负载后接入校验仪，且b端需接地。

参见图7所示，当该组合式电压互感器校验三相三元件组合互感器时，采用Y0型接法：该组合式电压互感器二次侧a端同时连接三相校验仪的a0端和Ka端，b端同时连接三相校验仪的b0端和Kb端，c端同时连接三相校验仪的c0端和Kc端；待校验的电压互感器ABC端分别与该组合式电压互感器一次侧ABC端连接，二次侧abc端分别连接负载后接入校验仪，且abc端均需接地。

参见图8所示，当该组合式电压互感器校验三相两元件组合互感器时，采用V型接法：该标准电压互感器一次侧的B端与N端短接，二次侧a端同时连接三相校验仪的a0端和Ka端，c端同时连接三相校验仪的c0端和Kc端，b端及n端接地；待校验的电压互感器ABC端分别与该组合式电压互感器一次侧ABC端连接，二次侧a端和c端分别连接负载后接入三相校验仪，且abc端均需接地。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系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装置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。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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。

需要说明的是，在本发明中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文发明的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种标准电压互感器，其特征在于，包括：

铁芯（1）；

绕制在所述铁芯（1）外表面上的二次侧绕组（2）；

固定套设于所述二次侧绕组（2）外端的绝缘结构（4）；

绕制在所述绝缘结构（4）外表面上的一次侧绕组（3）；

其中，所述一次侧绕组（3）包括第一部分绕组（31）和第二部分绕组（32），所述第一部分绕组（31）与所述第二部分绕组（32）反向串联。

2.根据权利要求1所述的一种标准电压互感器，其特征在于，所述绝缘结构（4）包括：

若干绝缘块（41），所述绝缘块（41）的一端设置于二次侧绕组（2）的外表面上，且各所述绝缘块（41）沿二次侧绕组（2）的外表面间隔环形设置；

中空的绝缘筒（42），所述绝缘筒（42）套设在多个所述绝缘块（41）相对于二次侧绕组（2）的另一端共同形成的支撑面上，且所述第一部分绕组（31）和所述第二部分绕组（32）分别绕制在所述绝缘筒（42）外表面的两边并反向串联，所述绝缘筒（42）内表面与所述二次侧绕组（2）外表面之间的空隙形成气道（5）。

3.根据权利要求2所述的一种标准电压互感器，其特征在于，所述绝缘结构（4）还包括：

两个绝缘侧板（43），两个绝缘侧板（43）分别固定设置于所述绝缘筒（42）的两端，以将所述一次侧绕组（3）与所述铁芯（1）的两端绝缘。

4.根据权利要求3所述的一种标准电压互感器，其特征在于：

两所述绝缘侧板（43）均由多个圆环形环氧薄板（431）拼合而成，且每一圆环形环氧薄板（431）均设有一个连通圆环内周和圆环外周的开口（4311）。

5.根据权利要求2所述的一种标准电压互感器，其特征在于：

所述绝缘筒（42）由环氧薄板卷制而成。

6.根据权利要求2所述的一种标准电压互感器，其特征在于，所述绝缘结构（4）还包括：

绝缘层（44），所述绝缘层（44）包裹在所述二次侧绕组（2）的外表面上，且各所述绝缘块（41）设置于绝缘层（44）的外表面上。

7.根据权利要求1所述的一种标准电压互感器，其特征在于：

所述第一部分绕组（31）与所述第二部分绕组（32）的线圈匝数相等。

8.一种如权利要求1所述的标准电压互感器的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

在铁芯（1）上绕制二次侧绕组（2）；

在二次侧绕组（2）上套设绝缘结构（4）；

在绝缘结构（4）上绕制一次侧绕组（3）的第一部分绕组（31）和第二部分绕组（32），且使第一部分绕组（31）和第二部分绕组（32）反向串联。

9.根据权利要求8所述的标准电压互感器的制造方法，其特征在于，还包括步骤：

在二次侧绕组（2）的外表面上间隔环形设置若干绝缘块（41）；

在各所述绝缘块（41）外端形成的支撑面上套设绝缘筒（42）；

在绝缘筒（42）外表面的两边分别绕制一次侧绕组（3）的第一部分绕组（31）和第二部分绕组（32），且使第一部分绕组（31）和第二部分绕组（32）反向串联。

10.一种组合式标准电压互感器，其特征在于，包括三个如权利要求1所述的标准电压互感器；

当校验三相三元件组合互感器时，三个所述标准电压互感器采用Y型接法或Y0型接法与待校验的三相三元件组合互感器连接；

当校验三相两元件组合互感器时，三个所述标准电压互感器采用V型接法与待校验的三相两元件组合互感器连接。

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