CN1235359A - 用于金属外壳全封闭式气体绝缘高压装置的电流互感器 - Google Patents

Abstract

一种尤其是用于金属外壳全封闭式气体绝缘高压装置的电流互感器。它具有一个环形构型的、包围着一个载流体的电流传感器以及一个与之串联的信号处理装置。该电流传感器由一个屏蔽罩包围着,屏蔽罩封闭着一个环形的、填充了物质(4)的腔室。该用于金属外壳全封闭式气体绝缘高压装置的电流互感器对于高频电干扰不敏感、成本低、尺寸小、精度高。它是这样实现的,该屏蔽罩组成为至少一个导电或半导电的至少一层的箔,不受来自电流传感器的高频干扰。

Description

用于金属外壳全封闭式气体绝缘 高压装置的电流互感器

本发明涉及用于金属外壳全封闭式气体绝缘高压装置的电流互感器。

与本发明相关的现有技术例如体现在文献EP-A2-0522303所公开的内容中。那里所描述的组合或测量互感器是用于金属外壳全封闭式气体绝缘高压装置的。它具有一个电流及电压传感器及一个与该电流及电压传感器串连的信号处理装置。采用一个耦合感应线圈(罗果夫斯基线圈)作为电流传感器，它被绕在一个环形的、由主要为各向同性的均质的非铁磁材料作的芯体上。采用一个圆柱中空构型的测量电极作为电压传感器。在将电流及电压传感器装入金属外壳中后，该线圈及测量电极将同心地围绕着气体绝缘开关装置的一个载流体。

所述耦合感应线圈被埋放在一位于一环形室中的环形绝缘体中。该室的壁是由导电材料、最好由一种铝合金构成。该绝缘体固定在该室中。该室在它朝着电流导体的壳面上由一个平面的、环状屏蔽电极限界。该屏蔽电极的一个端面以导电方式与环形室一侧的壁相连接，而与其对立的端面以电绝缘方式与环形室另一侧的壁相连接。这里作为绝缘连接的是设置一个相对狭窄的完全塞满绝缘材料的缝。环形室的壁与屏蔽电极构成了一个导电的屏蔽罩。该屏蔽罩保护环形室免于遭受干扰电场的影响。因此在运行中在高压装置内测量时，由耦合感应线圈输出的信号与干扰电场影响无关。该耦合线圈将提供与气体绝缘开关装置的电流导体中流通的电流的幅值及随时间的变化量成正比的信号，该信号由于设置得合适的屏蔽罩而几乎是与外来电场的影响无关的。对于许多实际应用这种结构的电流互感器是完全能满足要求的。

但是，在围绕着罗果夫斯基耦合线圈的屏蔽罩中塞满绝缘材料的缝将引起快速瞬变的和突变的电干扰，干扰的频率范围大约在大于1MHz至若干GHz，不会不接近到罗果夫斯基耦合线圈。这种干扰使测量信号畸变；并且可能引起：在信号处理装置输入端一直存在的过压保护产生过载。

本发明的任务在于：提供一种用于金属壳全封闭的气体绝缘高压装置的电流互感器，它对于高频的电干扰不敏感，能降低制造成本，并具有尺寸小和高测量精度的特点。

根据本发明的电流互感器，其特点是具有防止高频干扰的保护。该电流互感器具有一个环形构型的、包围着一个电流导体的电流传感器及一个与之串连的信号处理装置。它还具有一个包围电流传感器的、由屏蔽罩封闭的环形腔室，该腔室中填充了一种物质。该屏蔽罩组成至少一个导电或半导电的至少一层的箔。这种尤其是用于金属外壳全封闭式气体绝缘高压装置的电流互感器的特点在于，较少强烈的高频干扰，它成本低廉因而特别便于生产，特别便于装入设备，同时体积很小。

以下将借助于附图对本发明、其进一步构型及由此达到的优点作详细说明，附图中仅描述了一个可能实施的途径。附图为：

图1：一个概要描绘的已有的电流互感器的截面图，

和

图2：根据本发明电流互感器的概要描绘的实施形式的一个截面图。

在该两附图中，具有相同功能的部件标有相同的标号。所有对于直接理解本发明不需要的部件没有在图中示出。

图1表示一个概要描绘的已有的环形结构电流互感器1的截面图，这个电流互感器1同心地围绕着金属壳全封闭气体绝缘开关装置的一个载流体，对该导体仅示出其中心轴2，该中心轴在单相金属壳全封闭气体绝缘开关装置情况下，同时也就是金属壳的中心轴。这里用一个罗果夫斯基耦合线圈(Rogowskispule)3作为电流传感器，它被绕在一个未示出的、环形的由主要为各向同性的非铁磁材料作的芯体上。然而也可以在此位置上使用其它的环形结构的电流传感器。从罗果夫斯基线圈3接到一个未示出的信号处理装置的信号导线同样也未示出。该罗果夫斯基线圈3被设置在一个矩横截面的其中填充了电绝缘物质4的环形腔室中。该腔室的边界是由起屏蔽作用的导电壁5、6、7、8形成的，它们用较粗的线条表示。构成壁5、6、7、8的部件的结构这里将不再赘述。这些部件例如可用与文献EP-A2-0522303中所述部件类似的部件构成。如果在金属壳全封闭气体绝缘开关装置中设有多于一个的导体，则电流互感器及有时与它相连接的电压互感器虽然各围绕着配置的导体，但不再具有与金属壳相同的中心轴。

在该电流互感器1的实施例中，壁8与壁5之间留有一个相对狭窄的缝9，它环绕在该电流互感器1的整个环周上。这个缝9也同样被填充了绝缘物质4。利用缝9可以避免感应的杂散电流能流过屏蔽罩，否则由此会使穿过罗果夫斯线圈3的磁场畸变，这将导致电流互感器测量精确度变劣。当屏蔽罩与气体绝缘开关装置的金属壳形成导电连接时，该缝9将同时避免了通过气体绝缘开关装置的金属壳流通的壳电流的一部分经过壁8流通，否则同样会引起电流互感器测量精确度变劣。并且缝9用金属壁可避免干扰电场进入到罗果夫斯线圈3本身的区域中。电磁干扰大约在大于1MHz至若干GHz的频率范围中瞬变和突变，因而由此不会不影响罗果夫斯基线圈。

图2表示根据本发明电流互感器1示意描绘的一个实施形式的截面图。在这个电流互感器1中，罗果夫斯基线圈3由填充满绝缘物质4的环形腔室所包围。这种绝缘物质4的外侧完全被由蛇形线所表示的导电金属箔12所覆盖，此处并没有设置缝隙。金属箔12的厚度根据对其使用的材料的导电性来确定，对于良导电金属例如Ag,Cu或Al及以这些金属为基的合金，其厚度值为约3.5μm，对于Ti或康铜其值为约80μm，而对于铬镍合金80/20其值为约180μm。该厚度取决于高频电流侵入相应金属的深度。这种电流互感器在装入到金属壳全封闭的气体绝缘开关装置中时不用与金属壳绝缘，因为构成电流互感器1内表面13的金属箔12具有如此小的横截面及由此形成的如此小的载流能力，以致在常规工作中由通过它流过的电流不能引起被罗果夫基线圈3取得的测量任何值得提及的变化。这种电流互感器1可以很方便及低成本地进行制造，并且在每种金属壳全封闭式气体绝缘开关装置中不用安装昂贵的安装附件。

在开关装置的常规工作中，薄的金属箔12并不防范对罗果夫斯基线圈3有影响的电场，因为在这种情况下其导电能力是微不足道的，因此可完成正确的电流测量。如果此开关装置及相关的罗果夫斯基线圈3都受到高频干扰，那末相应大小的金属箔就保护罗果夫斯基线圈3，以使干扰不致影响电流测量。

然而也可用由相应塑料作的导电或半导电薄膜来取代金属箔。这种薄膜可以作成单层的或多层的，其中在多层实施的情况下，各个层可以不同地被组合在一起。通过这些可能的措施就能使屏蔽罩的作用最佳地适配于对电流互感器提出的工作要求，尤其是对在相应的金属壳全封闭气体绝缘开关装置中所预料的高频干扰能最佳地适配，使得可忽略由此干扰而导致的对其测量精度的影响。

根据这里所述原理构成的电流互感器可作相应的改动，也可应用在设计于高及特高工作电压的无封闭开关装置及中等电压装置中，尤其是也可用在以相当大的电流工作的开关装置中，此外，这种电流互感器也可以相对小的成本与电容性电压互感器相结合，以便构成一种既简单又适于制造的组合式电流和电压感器。这种组合式电流和电压互感器特别适用于金属壳全封闭式气体绝缘高压开关装置，因为它具有相对小的尺寸。

               附图标号名称表            CPEL9951005D1             电流互感器2             中轴线3             罗果夫斯基线圈4             物质5、6、7、8    壁9             缝11            半导电物质12            金属箔13            内表面

Claims (3)

1．用于金属外壳全封闭式气体绝缘高压装置的电流互感器，具有环状构型的包围着一载流体的电流传感器、及一个与之串联的信号处理装置、一个包围着电流传感器的并由一个屏蔽罩封闭的环形腔室，该环形腔室填充了一种物质(4)，其特征在于，

-该屏蔽罩设计为至少一个导电或半导电的至少一层的箔。

2．根据权利要求1的电流互感器，其特征在于，

-该至少一个的导电或半导电箔由一种金属或一种金属合金

或一种相应加添加剂的塑料组成。

3．根据权利要求1或2的电流互感器，其特征在于，

-至少一个罗果夫斯基线圈设置为电流传感器。

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