CN117594346B - 一种基于洁净空气的电压互感器 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种基于洁净空气的电压互感器，涉及电压互感器的领域，其包括互感器本体和填充在互感器本体内的绝缘介质，所述绝缘介质为洁净空气，洁净空气的气压不低于0.7MPa，所述互感器本体上设置有通入洁净空气的充气组件，且所述互感器本体上还设置有泄压组件，用于防止互感器本体内部气压过高。本申请中绝缘介质采用洁净空气，有助于降低对环境的污染。
Description
技术领域
本申请涉及电压互感器的领域，尤其是涉及一种基于洁净空气的电压互感器。
背景技术
电压互感器和变压器类似，是用来变换电压的仪器。但变压器变换电压的目的是方便输送电能，因此容量很大，一般都是以千伏安或兆伏安为计算单位；而电压互感器变换电压的目的，主要是用来给测量仪表和继电保护装置供电，用来测量线路的电压、功率和电能。
对应很多电压互感器，常会利用六氟化硫作为绝缘介质，提高互感器的安全性能。因为六氟化硫本身具有较好的灭弧性能和绝缘性能。
但是六氟化硫作为温室气体之一，排放是会产生温室效应，对全球环境带来危害，因此六氟化硫作为绝缘介质并不是长久之计。
发明内容
为了降低对环境的污染，本申请提供一种基于洁净空气的电压互感器。
本申请提供的一种基于洁净空气的电压互感器采用如下的技术方案：
一种基于洁净空气的电压互感器，包括互感器本体和填充在互感器本体内的绝缘介质，所述绝缘介质为洁净空气，洁净空气的气压不低于0.7MPa，所述互感器本体上设置有通入洁净空气的充气组件，且所述互感器本体上还设置有泄压组件，用于防止互感器本体内部气压过高。
通过采用上述技术方案，在互感器本体内通入洁净空气，取代传统的六氟化硫，降低了温室气体的排放，即有助于降低对环境的污染，对应的，洁净气体的绝缘效果相较六氟化硫较差，因此洁净空气的气压需要不低于0.7MPa；通过充气组件可将洁净空气通入互感器本体内，且利用泄压组件，可有助于防止气压过高，导致互感器本体损坏。
优选的，所述充气组件包括管体，所述管体的一端形成有充气口，另一端形成有出气口，所述出气口与互感器本体连通，所述管体内设有形变膜，所述形变膜用于控制充气口和出气口的连通与否，所述管体位于形变膜的一侧形成有压力腔，所述压力腔与互感器本体内部连通；所述形变膜在互感器本体内气压的作用下，实现充气口和出气口的隔断。
通过采用上述技术方案，充气口与洁净空气的气源连通，当洁净空气通入充气口时，充气口处的气压会逐渐大于压力腔，此时在洁净空气的压力下，形变膜发生形变，此时充气口和出气口连通，洁净空气通入互感器本体内，且在充气过程中，互感器本体内的气压会逐渐上升，当互感器本体内的气压上升至一定值后，此时压力腔的压力大于充气口处，形变膜在压力作用下，会逐渐移动并抵接在管体的内壁处，隔断充气口和进气口，停止充气。
优选的，所述管体位于形变膜的下方形成有调节槽，所述调节槽内升降设置有抵接块，且所述管体上设置有驱动抵接块升降的驱动件，所述驱动件和抵接块之间连接有弹性件；所述形变膜隔断时，形变膜与抵接块抵紧并将抵接块压缩进调节槽内。
通过采用上述技术方案，利用驱动件驱动抵接块上升，此时形变膜隔断充气口和出气口，就需要将抵接块抵接回调节槽内，在弹性件的作用下，若驱动件驱动弹性件的上升量越大，形变膜所需克服的力就越大，因此通过驱动件驱动弹性件和抵接块上升至一定高度，使得形变膜在复位时，需要大于等于0.7MPa的压力才能将抵接块抵接回调节槽内，即此时，当互感器内气压大于等于0.7MPa时，充气组件关闭，停止充气，保证互感器本体内的气压达到0.7MPa，且不会过压。
优选的，所述驱动件设置为螺杆，所述螺杆与管体螺纹连接，所述螺杆的端部与弹性件连接。
通过采用上述技术方案，通过转动螺杆即可实现弹性件和抵接块的移动，可通过转动螺杆，对互感器本体内的气压进行调节。
优选的，所述弹性件设置为压缩弹簧，所述压缩弹簧的一端与螺杆抵接，所述压缩弹簧的另一端与抵接块抵接。
通过采用上述技术方案，弹性件设置为压缩弹簧，当转动螺杆发生位移时，压缩弹簧和抵接块一起移动，螺杆移动，意味着压缩弹簧的固定端的位置发生改变，抵接板完全回到调节槽内所需克服的力就会随之变化，对应的就是互感器本体内气压的变化。
优选的，所述管体上设置有盖板，所述盖板将形变膜压紧在管体上，所述压力腔形成于盖板和形变膜之间，所述形变膜远离抵接块的一侧形成有加强块。
通过采用上述技术方案，利用加强块提高形变膜与抵接块抵接处的形变难度，有助于防止形变膜抵接在抵接块上时，在抵接块的作用下，形变膜发生形变，无法使得抵接块复位，即无法完全隔断充气口和出气口。
优选的，所述盖板上升降设置有指示杆，所述指示杆的下端与加强块连接。
通过采用上述技术方案，指示杆随着加强块的移动而移动，充气时，形变膜会向上移动，此时指示杆随着形变膜的移动上升；当气压达到设定值后，形变膜向下移动，此时指示杆向下移动，即通过指示杆的移动可判断处内部充气的情况。
优选的，所述泄压组件包括与盖板连通的连接管，所述连接管内沿远离盖板的一侧依次形成有滑移槽和泄气槽，所述泄气槽的管径大于滑移槽，所述连接管位于泄气槽和滑移槽的连接处形成有限位部，所述连接管的滑移槽内滑移连接有泄气活塞，所述泄气活塞远离盖板的一端形成有与限位部抵接限位的抵接板，所述泄气活塞的周侧开设有泄气孔，所述连接管位于泄气槽内设置有抵接弹簧，且所述连接管在泄气槽的端部设置有连接块，所述连接块位于远离滑移槽的一端，所述抵接弹簧的一端与抵接板连接，另一端与连接块连接，所述连接块中部开设有排气口。
通过采用上述技术方案，互感器工作时内部温度会升高，且在互感器出现故障时，也会存在温度上升的情况，此时气体进入滑移槽内，并进入泄气活塞内，在气压的作用下，泄气活塞会向远离盖板的一侧移动，直至泄气孔与泄气槽连通，此时洁净空气会进入泄气槽内并从排气口排出，实现泄压；当互感器内部泄放一定压力后，抵接弹簧的弹性形变力会带动泄气活塞的抵接板与限位部抵紧，泄压组件关闭，停止泄压。
优选的，所述互感器本体上还安装有泄压阀。
通过采用上述技术方案，当对互感器本体内部元器件进行检修时，需要打开泄压阀，将其中的压力释放，便于对互感器本体进行拆卸。
优选的，所述互感器本体内安装有形变气囊，所述形变气囊受热膨胀，所述互感器本体内设置有压力开关，所述形变气囊受热膨胀后与压力开关接触，所述互感器本体上设置有蜂鸣器，所述压力开关与蜂鸣器信号连接。
通过采用上述技术方案，当互感器本体内的温度超过一定数值后，存在一定的安全隐患，形变气囊膨胀，并与压力开关抵接，此时信号传递至蜂鸣器处，蜂鸣器进行报警，起到警示作用，防止温度过高，产生危险隐患。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.利用洁净空气替代传统的六氟化硫，降低了温室气体的排放，由于洁净空气的绝缘性能相较六氟化硫较差，因此需要增加洁净空气的气压，提高其绝缘性能，洁净空气具备更低的液化温度，在同等气压下能够满足低温地区的广泛应用；
2.借助形变膜，向互感器本体内通入洁净空气时，形变膜上升，洁净空气进入互感器本体内，当互感器本体内的气压逐渐上升后，由于互感器内部与压力腔连通，当形变膜内的气压不低于0.7MPa时，气压的力大于压缩弹簧的形变力，形变膜下降并使得抵接块回缩至调节槽内，直至形变膜与管体的内壁抵紧，实现充气口和出气口的隔断；
3.当互感器本体内气压过大时，气体会进入连接管内，并推动泄气活塞滑移，使得泄压口和排气口连通，气体排出，当气压恢复正常后，在抵接弹簧的作用下，泄气活塞复位，防止气压泄出。
附图说明
图1为本申请实施例的整体结构示意图；
图2为本申请实施例中充气组件的剖视结构示意图；
图3为图2中A的局部放大图，主要体现抵接块和密封囊的结构；
图4为本申请实施例中泄压组件的剖视结构示意图；
图5为本申请实施例中主要体现形变气囊的结构示意图。
附图标记：1、互感器本体；11、外壳体；12、顶盖；13、盆式绝缘子；14、导电管；15、器身；2、充气组件；21、管体；211、充气口；212、出气口；22、盖板；221、指示杆；23、压力腔；24、进气腔；25、充气腔；26、抵接部；261、密封槽；3、泄压组件；31、连接管；311、滑移槽；312、泄气槽；313、限位部；32、第一套筒；33、第二套筒；4、形变膜；41、密封囊；42、加强块；5、调节槽；51、抵接块；511、第二凸块；6、螺杆；61、定位块；62、第一凸块；7、压缩弹簧；8、泄气活塞；81、通气槽；82、泄气孔；83、抵接板；9、连接块；91、排气口；10、抵接弹簧；20、泄压阀；30、形变气囊；40、压力开关；50、蜂鸣器。
具体实施方式
以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种基于洁净空气的电压互感器。
参照图1，基于洁净空气的电压互感器包括互感器本体1，互感器本体1包括外壳体11、顶盖12、盆式绝缘子13、导电管14和器身15组成，顶盖12通过螺栓固定在外壳体11的上侧，盆式绝缘子13位于外壳体11和顶盖12之间，器身15包括铁心、铁心夹件、一次线圈、二次线圈和绕组骨架。
参照图1和图2，外壳体11内填充有绝缘介质，绝缘介质为洁净空气，外壳体11内的洁净空气气压不低于0.7MPa；互感器本体1上设置有充气组件2，用于和气源连通，向互感器内填充洁净空气；外壳体11上还设置有泄压组件3，用于防止内部气压过高。
参照图1、图2和图3，充气组件2包括管体21，管体21呈水平设置，管体21的一端形成有充气口211，另一端形成有出气口212，出气口212与外壳体11连接并与互感器内部连通，管体21内安装有形变膜4，形变膜4呈半圆弧状，采用橡胶材质。管体21上还安装有盖板22，盖板22通过螺栓固定在管体21上侧，且盖板22将形变膜4压紧在管体21上；形变膜4和盖板22之间形成有压力腔23，外壳体11通过连通管与压力腔23内连通，管体21位于形变膜4靠近充气口211的一侧形成有进气腔24，管体21位于形变膜4靠近出气口212的一侧形成有充气腔25。形变膜4的上下浮动通过两侧气压的变化进行调节，在充气时，气压使得形变膜4向压力腔23一侧移动，此时进气腔24和充气腔25连通，实现对互感器内洁净空气的填充，当互感器内的气压逐渐升高时，即压力腔23的气压升高，使得形变膜4下降，隔断充气口211和出气口212，停止充气。
管体21位于形变膜4的下侧一体成型有与形变膜4抵接的抵接部26，进气腔24和充气腔25分布在抵接部26的两侧；管体21位于抵接部26处贯穿开设有调节槽5，调节槽5的长度方向呈竖直设置，管体21位于调节槽5内升降设置有抵接块51，管体21上设置有驱动抵接块51升降的驱动件，驱动件通过弹性件与抵接块51连接。
驱动件设置为螺杆6，弹性件设置为压缩弹簧7，螺杆6螺纹连接在调节槽5远离形变膜4的槽口处，螺杆6的端部一体成型有定位块61，定位块61升降滑移在调节槽5内，定位块61远离螺杆6的一侧一体成型有第一凸块62，抵接块51靠近螺杆6的一侧一体成型有第二凸块511，压缩弹簧7一端套设在第一凸块62上，压缩弹簧7的另一端套设在第二凸块511上。其中，在抵接块51伸出调节槽5时，第二凸块511始终位于调节槽5内，对抵接块51的升降可起到导向作用。
预先拧动螺杆6，使得螺杆6带动抵接块51上升并突出调节槽5，形变膜4要实现隔断动作，就需要克服压缩弹簧7的形变力，将抵接块51压缩回调节槽5内；即改变抵接块51的升降高度，对应形变膜4克服的力随之改变，进而实现压力腔23内气压的改变。由于需要互感器内洁净空气的气压要不低于0.7MPa，调整抵接块51的上升高度，使得抵接块51压缩进调节槽5时的力对应0.7MPa，当互感器内的气压达到0.7MPa时，即压力腔23内的气压达到0.7MPa后，会带动形变膜4向下并将抵接块51压回调节槽5内，此时形变膜4的下表面与抵接部26抵接，实现对充气口211和出气口212的隔断，进而有助于防止充气过度导致超压。
形变膜4与抵接部26的抵接处形成有密封囊41，对应的，管体21位于抵接部26处开设有容纳密封囊41的密封槽261，压力腔23内的气体会进入密封囊41内，且会使得密封囊41随之膨胀，当形变膜4与抵接部26抵接时，此时密封囊41位于密封槽261内，且在密封囊41的膨胀下，会与密封槽261的内壁抵紧，有助于提高密封效果。
且形变膜4与抵接块51的抵接处形成有加强块42，加强块42位于压力腔23内，利用加强块42提高形变膜4与抵接块51抵接处的形变能力，有助于防止形变膜4抵接在抵接块51上时，在抵接块51的作用下，形变膜4发生形变，无法使得抵接块51复位，即无法完全隔断充气口211和出气口212。
盖板22上密封滑移有指示杆221，指示杆221的滑移方向与抵接块51的方向一致，指示杆221的下端和加强块42连接。指示杆221随着加强块42的移动而移动，充气时，形变膜4会向上移动，此时指示杆221随着形变膜4的移动上升；当气压达到设定值后，形变膜4向下移动，此时指示杆221向下移动，即通过指示杆221的移动可判断处内部充气的情况。
参照图2和图4，泄压组件3包括与盖板22连通的连接管31，连接管31呈竖直设置，连接管31的一端螺纹连接有第一套筒32，连接管31的另一端螺纹连接有第二套筒33，第一套筒32与盖板22连通。连接管31内沿远离盖板22的方向依次形成有滑移槽311和泄气槽312，泄气槽312的管径大于滑移槽311，且连接管31位于泄气槽312和滑移槽311的连接处形成有限位部313，连接管31位于滑移槽311内滑移连接有泄气活塞8，泄气活塞8远离第一套筒32的一端形成有与限位部313抵接的抵接板83。
泄气活塞8的中部开设有通气槽81，泄气活塞8的周侧壁上开设有与通气槽81连通的泄气孔82，当泄气活塞8向上滑移，直至泄气孔82与泄气槽312连通，此时压力腔23内的气体可从泄气槽312内排出。
连接管31位于泄气槽312的端部安装有连接块9，且连接块9位于远离滑移槽311的一端；连接管31位于泄气槽312内设置有抵接弹簧10，抵接弹簧10的一端与连接块9抵接，另一端与抵接板83抵接。连接块9的中部开设有排气口91。
当互感器本体1内因为温度升高或者初始充气过量时，互感器内的气压过高，需要进行泄压动作，气体进入连接管31内并推动泄气活塞8上升直至泄气孔82与泄气槽312连通，此时气体排出，进行泄压动作；随着气压的变小，抵接弹簧10会推动泄气活塞8下降直至与限位部313抵接，停止泄压动作。在设计连接管31的内部结构时，可将推动泄气活塞8的运动的气压设置在1MPa，计算上泄气活塞8重力和抵接弹簧10的形变力，气压达到1MPa时，气压可带动泄气活塞8上升，当气压低于1MPa时，泄气活塞8会下降并抵接在限位部313处。即当气压过高时，进行泄压，压力恢复正常后，自动停止泄压。
参照图1，此外，互感器本体1上还安装有泄压阀20，在需要对互感器进行检修等工作时，打开泄压阀20，将内部的气体泄出，便于对互感器进行拆装。
参照图5，外壳体11内还安装有形变气囊30，形变气囊30受热会膨胀，外壳体11内还安装有压力开关40，外壳体11的外壁上安装有蜂鸣器50，压力开关40与蜂鸣器50信号连接，当形变气囊30膨胀时，会与压力开关40接触，此时压力开关40传递信号至蜂鸣器50，使其报警。当互感器内的温度异常时，利用蜂鸣器50起到报警作用，及时进行补救措施，有助于防止隐患的发生。
本申请实施例一种基于洁净空气的电压互感器的实施原理为：互感器内的绝缘介质采用洁净空气，相较六氟化硫更加环保；对应的，由于洁净空气绝缘性能弱于六氟化硫，因此互感器内的洁净空气压力需要不低与0.7MPa；利用充气组件2，在向互感器内充入洁净空气时，利用形变膜4的升降变化，实现充气口211和出气口212的自动通断；且利用泄压组件3，可在内部压力过高时，及时将压力泄出，防止互感器损坏。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基于洁净空气的电压互感器，其特征在于：包括互感器本体(1)和填充在互感器本体(1)内的绝缘介质，所述绝缘介质为洁净空气，洁净空气的气压不低于0.7MPa，所述互感器本体(1)上设置有通入洁净空气的充气组件(2)，且所述互感器本体(1)上还设置有泄压组件(3)，用于防止互感器本体(1)内部气压过高；所述充气组件(2)包括管体(21)，所述管体(21)的一端形成有充气口(211)，另一端形成有出气口(212)，所述出气口(212)与互感器本体(1)连通，所述管体(21)内设有形变膜(4)，所述形变膜(4)用于控制充气口(211)和出气口(212)的连通与否，所述管体(21)位于形变膜(4)的一侧形成有压力腔(23)，所述压力腔(23)与互感器本体(1)内部连通；所述形变膜(4)在互感器本体(1)内气压的作用下，实现充气口(211)和出气口(212)的隔断；所述管体(21)位于形变膜(4)的下方形成有调节槽(5)，所述调节槽(5)内升降设置有抵接块(51)，且所述管体(21)上设置有驱动抵接块(51)升降的驱动件，所述驱动件和抵接块(51)之间连接有弹性件；所述形变膜(4)隔断时，形变膜(4)与抵接块(51)抵紧并将抵接块(51)压缩进调节槽(5)内；所述管体(21)上设置有盖板(22)，所述盖板(22)将形变膜(4)压紧在管体(21)上，所述压力腔(23)形成于盖板(22)和形变膜(4)之间，所述形变膜(4)远离抵接块(51)的一侧形成有加强块(42)；所述泄压组件(3)包括与盖板(22)连通的连接管(31)，所述连接管(31)内沿远离盖板(22)的一侧依次形成有滑移槽(311)和泄气槽(312)，所述泄气槽(312)的管径大于滑移槽(311)，所述连接管(31)位于泄气槽(312)和滑移槽(311)的连接处形成有限位部(313)，所述连接管(31)的滑移槽(311)内滑移连接有泄气活塞(8)，所述泄气活塞(8)远离盖板(22)的一端形成有与限位部(313)抵接限位的抵接板(83)，所述泄气活塞(8)的周侧开设有泄气孔(82)，所述连接管(31)位于泄气槽(312)内设置有抵接弹簧(10)，且所述连接管(31)在泄气槽(312)的端部设置有连接块(9)，所述连接块(9)位于远离滑移槽(311)的一端，所述抵接弹簧(10)的一端与抵接板(83)连接，另一端与连接块(9)连接，所述连接块(9)中部开设有排气口(91)。
2.根据权利要求1所述的一种基于洁净空气的电压互感器，其特征在于：所述驱动件设置为螺杆(6)，所述螺杆(6)与管体(21)螺纹连接，所述螺杆(6)的端部与弹性件连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于洁净空气的电压互感器，其特征在于：所述弹性件设置为压缩弹簧(7)，所述压缩弹簧(7)的一端与螺杆(6)抵接，所述压缩弹簧(7)的另一端与抵接块(51)抵接。
4.根据权利要求1所述的一种基于洁净空气的电压互感器，其特征在于：所述盖板(22)上升降设置有指示杆(221)，所述指示杆(221)的下端与加强块(42)连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于洁净空气的电压互感器，其特征在于：所述互感器本体(1)上还安装有泄压阀(20)。
6.根据权利要求1所述的一种基于洁净空气的电压互感器，其特征在于：所述互感器本体(1)内安装有形变气囊(30)，所述形变气囊(30)受热膨胀，所述互感器本体(1)内设置有压力开关(40)，所述形变气囊(30)受热膨胀后与压力开关(40)接触，所述互感器本体(1)上设置有蜂鸣器(50)，所述压力开关(40)与蜂鸣器(50)信号连接。
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