CN1209775C - 组合式高压电流互感器 - Google Patents
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Abstract
组合式高压电流互感器，包括一独立的高压电流互感器，一电容型高压套管和一低压贯穿式电流互感器，低压贯穿式电流互感器牢固组装于电容型高压套管的接地屏外，构成一电容型高压套管和低压贯穿式电流互感器的组合体，组合体固定在独立的高压电流互感器的顶部。高压套管末屏引线与贯穿式电流互感器的箱体及其线圈的一个端子电连接，贯穿式电流互感器的两线圈端子分别与独立的高压电流互感器的一次绕组两端子电连接。贯穿式电流互感器的变比K1与独立的高压电流互感器的变比K2的乘积，等于本组合式高压电流互感器的变比K。具有减少绝缘材料用量，节省包绕绝缘材料的时间，电压分布均匀等优点。
Description
技术领域：
本发明涉及一种组合式高压电流互感器，用于测量电流和继电保护，常用于220kV及以上的电压等级。
背景技术：
目前，国内外各个电压等级的电流互感器均为单级式电流互感器，而且大多数为电容充油式、充气式或环氧树脂浇注式电流互感器。国家知识产权局2000年2月2日授权公告的ZL99201400.X实用新型专利，公开了一种本发明人提出的新型干式高压电流互感器，具有无渗漏、无污闪、防火、防爆、体积小、重量轻、维修方便等优点。但无论那种电流互感器，随着电压等级升高，都会出现很多问题：通常，电压等级每升高一个等级，绝缘材料要增加很多，按电压等级比的平方增加。例如220kV的电流互感器绝缘材料的使用量，是110kV的4倍以上；制造一台220kV的干式电流互感器，比制造110kV的干式电流互感器，要困难得多，包绕绝缘层和电容屏的时间超出4倍以上，产品合格率也有所降低；此外，产品的高度与电压等级有关，其外绝缘的空气间隙与电压等级近似成正比，例如，110kV的电流互感器高度为2m，而220kV的电流互感器高度为3m多，且重量约等于110kV的3倍，给产品的运输造成困难。
为解决上述技术问题，曾有人提出用串级式电流互感器的方案。该串级式电流互感器采用链形绝缘结构：二次绕组包绕在环形铁心上，一次绕组线匝也绕成环状，像链环一样与二次绕组互相结合后，分别在一次绕组和二次绕组上连续包绕电缆纸带。其包绕绝缘的工艺非常复杂，只能采用手工包绕，难免出现绝缘缺陷，尤其是三联结点上的绝缘不能象基本绝缘那样严密，成为绝缘结构的薄弱环节，试验或运行时容易在该处发生放电或击穿；由于两个交叉的螺环体截面形状不规则，计算链形绝缘的电场有一定的困难，可能造成电场强度不均匀，局部场强过高，使产品运行中损坏或造成设计裕度过大，使成本增加；由于全部铁心和绕组都装在瓷套中，其尺寸和重量较大，在超高压时，这个缺点特别明显；由于链形绝缘结构的一次绕组和二次绕组之间的电容较小，其对地的杂散电容相对较大，因此两台电流互感器的电压分布不均匀，上级约为全部电压的55％，下级为45％，使绝缘不能充分利用。因此，上述串级式电流互感器未见形成商业产品。
发明内容：
本发明的目的旨在克服上述现有技术之不足，提供一种组合式高压电流互感器，预先制作一电容型高压套管和一低压贯穿式电流互感器的组合体及一独立的高压电流互感器，现场组装后，便能方便地形成一台高电压等级的电流互感器。
按照本发明的组合式高压电流互感器，包括一独立的高压电流互感器，一电容型高压套管和一低压贯穿式电流互感器，其特征在于，低压贯穿式电流互感器牢固组装于电容型高压套管的接地屏外，构成一电容型高压套管和低压贯穿式电流互感器的组合体，该组合体固定在独立的高压电流互感器的顶部，所述电容型高压套管呈V字形、一字形或U字形，其末屏引线与低压贯穿式电流互感器的箱体及其线圈的一个端子电连接，低压贯穿式电流互感器的线圈的两端子分别与独立的高压电流互感器的一次绕组的两端子电连接，低压贯穿式电流互感器的变比K1与独立的高压电流互感器的变比K2的乘积，等于本组合式高压电流互感器的变比K。
本发明提供的组合式高压电流互感器具有如下优点：减少绝缘材料用量，以220kV电流互感器为例，绝缘材料用量可以减少，基本上是110kV电流互感器用量的2倍；现有220kV干式电流互感器包绕绝缘材料的时间约为5天，而按照本发明提供的220kV组合式高压电流互感器，包绕绝缘材料的时间只需2天，总成本降低1/3左右；可以全部机械化生产，产品合格率大大提高，从而提高产品质量、运行可靠性和安全水平；运输方便，可以单台运输，除大大降低高度外，重量也大大减轻，约为单级电流互感器的1/3；现场组装时，只需拧紧几个螺栓等少量辅助装配工序，即可完成装配；由于是电容型绝缘结构，所以高压套管和低压贯穿式电流互感器之间、独立的高压电流互感器的一次绕组和二次绕组之间的电容量较大，杂散电容影响较小，电压分布均匀，高压套管和低压贯穿式电流互感器的组合体及独立的高压电流互感器上分担的电压均为输出电压的1/2。
附图说明：
图1为本发明的组合式高压电流互感器的第一种实施例的正视图；
图2为本发明的组合式高压电流互感器的第二种实施例的正视图；
图3为本发明的组合式高压电流互感器的第三种实施例的正视图；
图4为为本发明的组合式高压电流互感器的第四种实施例的正视图。
具体实施方式：
参见图1，其中示出本发明的组合式高压电流互感器的第一种实施例。包括位于上部的一电容型高压套管2和位于中部的一低压贯穿式电流互感器3的组合体及位于下部的一独立的高压电流互感器1。
所述独立的高压电流互感器1为一干式高压电流互感器，一次绕组采用电容型绝缘结构，具有由彼此绝缘的导线绕制而成的多匝线圈。其二次绕组根据用户的需要设置。其中一次绕组伸出底座11的部分形成沿垂直方向向上延伸的双臂。
所述电容型高压套管2大体成V字形，其一端线夹可以与例如变电站隔离刀闸连接，另一端线夹可以与例如变电站的开关设备连接。所述电容型高压套管2是带电容屏的复合有机绝缘套管，由导电杆或导电管或导线、刚性骨架、带多个均压屏的绝缘体、有机绝缘的外护套、绝缘填充剂、硅橡胶伞裙和末屏电容屏引线组成(其具体结构由于与本发明无关，图中未一一示出)。其中硅橡胶伞裙可以粘接在电容型高压套管2外护套的表面或整体注塑在电容型高压套管的表面。
所述低压贯穿式电流互感器3牢固组装于电容型高压套管2中部的接地屏外，从而构成一电容型高压套管2和低压贯穿式电流互感器3的组合体，该组合体固定在独立的高压电流互感器1的顶部。更具体地说，可以通过设置在该组合体底部和独立的高压电流互感器1的顶部之间的一过线桥7，借助螺栓之类的紧固件(图中未示)，将该组合体固定在独立的高压电流互感器1顶部的两均压罩12上。所述过线桥7内设有引导独立的高压电流互感器1的一次绕组(图中未示)穿过的通道71。作为一种替换方案，上述过线桥也可以与低压贯穿式电流互感器3的箱体33成形为一体。
所述电容型高压套管末屏电容屏引线4与所述低压贯穿式电流互感器3的箱体33及其线圈5的一个端子31电连接，所述低压贯穿式电流互感器3的线圈的两端子31和32分别与所述独立的高压电流互感器1的一次绕组的两端子(图中未示)电连接。低压贯穿式电流互感器3的变比K1与独立的高压电流互感器1的变比K2的乘积，等于本组合式高压电流互感器的变比K。以一台220kV，2000/1的电流互感器为例，低压贯穿式电流互感器3的变比K1为2000/5，独立的高压电流互感器1的变比K2为5/1，总变比K为2000/1。
参见图2，其中示出本发明的组合式高压电流互感器的第二种实施例。与第一种实施例不同之处仅在于，所述电容型高压套管2呈一字形。
参见图3，其中示出本发明的组合式高压电流互感器的第三种实施例。与上述两种实施例不同的是，所述电容型高压套管2呈U字形，在套管两端头之间设置具有一定绝缘强度和足够机械强度的连接板6。
在所述独立的高压电流互感器1为干式电流互感器的情况下，还可以采用环氧树脂整体浇注式绝缘结构，由于具有较高的强度和刚度，因而特别适合用于本发明的组合式高压电流互感器。
参见图4，其中示出本发明的组合式高压电流互感器的第四种实施例。与第一种实施例不同的是，所述独立的高压电流互感器1，采用常规充油型电流互感器。
需要指出的是，上述实施例仅为说明和理解本发明，而并非是对本发明的限定。本发明的保护范围，应由各权利要求的技术方案确定。
Claims (8)
1、组合式高压电流互感器，包括一独立的高压电流互感器(1)，一电容型高压套管(2)和一低压贯穿式电流互感器(3)，其特征在于：低压贯穿式电流互感器(3)牢固组装于电容型高压套管(2)的接地屏外，构成一电容型高压套管(2)和低压贯穿式电流互感器(3)的组合体，该组合体固定在独立的高压电流互感器(1)的顶部，所述电容型高压套管(2)呈V字形、一字形或U字形，其末屏引线(4)与低压贯穿式电流互感器(3)的箱体及其线圈(5)的一个端子(31)电连接，低压贯穿式电流互感器(3)的线圈的两端子(31)和(32)分别与独立的高压电流互感器(1)的一次绕组的两端子电连接，低压贯穿式电流互感器(3)的变比K1与独立的高压电流互感器(1)的变比K2的乘积，等于本组合式高压电流互感器的变比K。
2、按照权利要求1所述的组合式高压电流互感器，其特征在于：所述独立的高压电流互感器(1)的顶部设有两个均压罩(12)，所述组合体借助一过线桥(7)固定在所述两个均压罩(12)上，所述过线桥(7)内设有引导所述独立的高压电流互感器(1)的一次绕组穿过的通道(71)。
3、按照权利要求1所述的组合式高压电流互感器，其特征在于：所述独立的高压电流互感器(1)的一次绕组为多匝线圈，由彼此绝缘的导线绕制而成。
4、按照权利要求1所述的组合式高压电流互感器，其特征在于：所述电容型高压套管(2)呈U字形，在套管两端头之间设置具有一定绝缘强度和足够机械强度的连接板(6)。
5、按照权利要求1所述的组合式高压电流互感器，其特征在于：所述电容型高压套管(2)是带电容屏的复合有机绝缘套管，由导电杆或导电管或导线、刚性骨架，带均压屏的绝缘体、有机绝缘的外护套、绝缘填充剂、硅橡胶伞裙和所述末屏引线组成。
6、按照权利要求5所述的组合式高压电流互感器，其特征在于：所述硅橡胶伞裙粘接在电容型高压套管(2)外护套的表面或整体注塑在电容型高压套管的表面。
7、按照权利要求1所述的组合式高压电流互感器，其特征在于：所述独立的高压电流互感器(1)，是充油型或干式电流互感器，一次绕组采用电容型绝缘结构。
8、按照权利要求1所述的组合式高压电流互感器，其特征在于：所述独立的高压电流互感器(1)采用环氧树脂整体浇注式绝缘结构。
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