CN201311840Y - 三相一体穿芯组合式电流互感器及分界负荷开关 - Google Patents

Abstract

一种三相一体穿芯组合式电流互感器及相应的分界负荷开关。其中所述三相一体穿芯组合式电流互感器，包括一绝缘基体(20)，注塑于所述绝缘基体(20)内的一个第一铁芯(14)和至少两个位于所述第一铁芯(14)侧面的第二铁芯(15)，所述第一铁芯(14)和所述第二铁芯(15)均呈环形并且分别缠有第一铁芯绕组(16)和第二铁芯绕组(21)；所述绝缘基体(20)上成型有至少三个穿过所述第一铁芯(14)的铁芯通孔的导线通孔(13)，至少两个所述导线通孔(13)分别穿过两个所述第二铁芯(15)的铁芯通孔。本实用新型结构紧凑、体积小、安装方便、使用寿命长。

Description

三相一体穿芯组合式电流互感器及分界负荷开关

技术领域

本实用新型涉及一种高压电器组合开关装置，具体地说涉及一种用于分界负荷开关的电流检测装置及相应的分界负荷开关。

背景技术

在我国随着城网、农网改造的不断深化，在配电网的运行中供电的可靠性和安全性不断提高，主干线出现故障和事故的可能性已大大降低，这时候支线事故造成主干线停电的比率不断升高。为避免10KV馈电线路上，因某个T接用户支线或其内部发生故障，而引起主干线路和其它相邻用户的停电事故，因此通常在主干线路与上述用户支线T接处(责任分界点)安装一台用户分界负荷开关(俗称看门狗)。

中国专利文献CN201069751Y公开了一种分界负荷开关，包括壳体，设置在壳体上的三相进线柱和三相出线柱，设置在壳体内的三个灭弧室、隔离机构、脱扣机构、用于对电流进行采样的相互独立的电流互感器和零序电流互感器、和用于作为控制电路电源的电压互感器；所述隔离机构包括隔离转轴和三个与所述隔离转轴相对固定设置且彼此绝缘的隔离刀闸，所述隔离刀闸在隔离转轴的带动下转动一定角度以实现隔离刀闸与进线柱的电连接或断开；所述脱扣机构包括主轴和三个彼此绝缘的动触头，所述各动触头在主轴的带动下在灭弧室中做往返运动以实现动触头与出线柱的电连接或断开；所述隔离刀闸和所述零序电流互感器的进线接头电连接，所述动触头和所述零序电流互感器的出线头电连接；所述电压互感器并联在两相进线之间；所述电流互感器是穿芯式互感器，所述电流互感器为两个或三个，每个所述电流互感器贯穿一相出线。所述电流互感器在分界负荷开关中的作用一是检测相间过流信号，二是检测相间短路信号。所述零序互感器在分界负荷开关中的作用是检测三相线路中任一相接地信号。该分界负荷开关中，零序电流互感器包括环形铁芯、绕在所述铁芯上的绕组和穿过所述铁芯的铁芯通孔的三个铜排，并由环氧树脂浇注为一体，所述铜排两端分别接所述零序电流互感器的进线头和出线头；电流互感器包括环形铁芯和绕在所述铁芯上的绕组，并由环氧树脂浇注成一个具有通孔的绝缘体，所述通孔穿过所述铁芯的铁芯通孔，即所述电流互感器为穿芯形式。

该现有技术存在的问题是：第一，由于分界负荷开关内电流互感器与零序电流互感器是分体的，两者为满足各自的绝缘要求，它们的铁芯和绕组都需要各自注塑在一定厚度的绝缘体内，使得两者的体积都很大，安装在分界负荷开关内需要占用很大的空间，由此造成分界负荷开关体积大；另一方面，由于电流互感器为穿芯形式、零序电流互感器为实芯形式，两者只能安装在分界负荷开关内的不同位置，增加了装配的工作量，使得安装不方便。第二，由于分界负荷开关使用的零序电流互感器直接连接在线路中，高压电流直接通入零序电流互感器内部，依靠环氧树脂绝缘的零序电流互感器存在局部放电，易于发生累积击穿；而且由于高压电流直接通入零序电流互感器内部，零序电流互感器会发热，环氧树脂绝缘部分容易老化，因此零序电流互感器使用寿命短；而分界负荷开关按照设计要求属于免维护、长寿命开关，但是因为零序电流互感器寿命短的问题，使分界负荷开关在设计的使用寿命之前就不能使用了。

实用新型内容

为此，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种体积小、安装方便、使用寿命长的分界负荷开关，及一种用于该分界负荷开关的三相一体穿芯组合式电流互感器。

为解决上述技术问题，本实用新型的三相一体穿芯组合式电流互感器，包括一绝缘基体，注塑于所述绝缘基体内的一个第一铁芯和至少两个位于所述第一铁芯侧面的第二铁芯，所述第一铁芯和所述第二铁芯均呈环形并且分别缠有第一铁芯绕组和第二铁芯绕组；所述绝缘基体上成型有至少三个穿过所述第一铁芯的铁芯通孔的导线通孔，至少两个所述导线通孔分别穿过两个所述第二铁芯的铁芯通孔。

所述第二铁芯分布在所述第一铁芯的同一侧。

所述第二铁芯为两个。

所述导线通孔并排均匀分布。

所述导线通孔内注塑有电连接机构。

相应地，本实用新型进一步提出一种使用所述三相一体穿芯组合式电流互感器的分界负荷开关，还包括壳体，所述壳体一侧成型有三个用于通过进线电缆的进线孔，所述壳体的另一侧成型有三个用于通过出线电缆的出线孔，用于作为控制电路电源的电压互感器并联在任意两根所述进线电缆之间，所述出线电缆分别穿过所述组合式电流互感器的所述导线通孔；所述壳体内还设有三个真空灭弧室、实现所述进线电缆与所述真空灭弧室的动端电连接或断开的隔离机构以及实现所述出线电缆与所述真空灭弧室的动端电连接或断开的脱扣机构，所述真空灭弧室的静端与所述出线电缆电连接。

本实用新型进一步提出另一种使用所述三相一体穿芯组合式电流互感器的分界负荷开关，还包括壳体，所述壳体一侧成型有三个用于通过进线电缆的进线孔，所述壳体的另一侧成型有三个用于通过出线电缆的出线孔，用于作为控制电路电源的电压互感器并联在任意两根所述进线电缆之间；所述壳体内还设有三个真空灭弧室、实现所述进线电缆与所述真空灭弧室的动端电连接或断开的隔离机构以及实现所述出线电缆与所述真空灭弧室的动端电连接或断开的脱扣机构，所述组合式电流互感器的电连接机构一端与所述真空灭弧室的静端电连接，另一端与所述出线电缆电连接。

所述隔离机构包括隔离转轴和三个与所述隔离转轴相对固定设置且彼此绝缘的隔离刀闸，所述隔离刀闸与所述真空灭弧室的动端电连接，所述隔离刀闸在所述隔离转轴的带动下转动一定角度以实现所述隔离刀闸与所述进线电缆的电连接或断开。

所述进线孔内设有进线绝缘套管，所述进线电缆位于所述进线绝缘套管中，所述出线孔内设有出线绝缘套管，所述出线电缆位于所述出线绝缘套管中，所述导线通孔内设有绝缘管，所述绝缘管与所述导线通孔紧密配合，所述出线电缆穿过所述绝缘管内部。

所述绝缘管为瓷绝缘管。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：第一，由于三相一体穿芯组合式电流互感器是把多个铁芯和绕组注塑在一个绝缘基体内，结构紧凑，相比现有技术每个铁芯和绕组分别注塑在绝缘基体内然后合在一起的体积要小很多，而且一个三相一体穿芯组合式电流互感器就能实现一个零序电流互感器和多个电流互感器组合在一起的功能，应用到分界负荷开关中，不仅可以减少分界负荷开关的组装工序，简化分界负荷开关内部部件的连接关系，而且可以大大减小分界负荷开关的体积，使分界负荷开关的运输、安装更加方便。第二，由于三相一体穿芯组合式电流互感器为穿芯形式，高压电流不直接流入三相一体穿芯组合式电流互感器内部，因此三相一体穿芯组合式电流互感器内部不存在高压，不会局部放电、累积击穿三相一体穿芯组合式电流互感器的有机绝缘材料；三相一体穿芯组合式电流互感器不会自身发热而老化，应用到分界负荷开关中不会影响分界负荷开关的使用寿命。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1是现有技术的分界负荷开关结构示意图；

图2是本实用新型的三相一体穿芯组合式电流互感器的立体图；

图3是图2所示组合式电流互感器的纵向剖视图；

图4是图2所示组合式电流互感器的横向剖视图；

图5是本实用新型的分界负荷开关结构示意图；

图6是图2所示分界负荷开关除去上盖后的俯视图；

图7是图2所示组合式电流互感器应用在分界负荷开关中的工作原理图。

图中附图标记表示为：1-出线绝缘套管、2-电流互感器、3-壳体、4-零序电流互感器、5-隔离机构、6-真空灭弧室、7-脱扣机构、8-电压互感器、9-隔离刀闸、10-三相一体穿芯组合式电流互感器、11-导电夹、12-软连线、13-导线通孔、14-第一铁芯、15-第二铁芯、16-第一铁芯绕组、17-进线绝缘套管、18-主轴、19-隔离转轴、20-绝缘基体、21-第二铁芯绕组。

具体实施方式

参见图1所示，现有技术的分界负荷开关的电流互感器2和零序电流互感器4是分体的，而且所述零序电流互感器4直接连在线路中，高压电流直接流入所述零序电流互感器4内部，电压互感器8位于壳体3内部。

参见图2、图3和图4所示，本实施例的三相一体穿芯组合式电流互感器10，包括一绝缘基体20，注塑于所述绝缘基体20内的一个第一铁芯14和分布在所述第一铁芯14同一侧的两个第二铁芯15，所述第一铁芯14为零序电流互感器铁芯，所述第二铁芯15为电流互感器铁芯，所述第一铁芯14和所述第二铁芯15均呈环形并且分别缠有第一铁芯绕组16和第二铁芯绕组21；所述绝缘基体20上成型有三个并排均匀地穿过所述第一铁芯14的铁芯通孔的导线通孔13，其中两个所述导线通孔13还分别穿过所述两个第二铁芯(15)的铁芯通孔。本实施例的三相一体穿芯组合式电流互感器10应用在三相线路中，每相电缆穿过一个所述导线通孔13，亦即所述第一铁芯14的铁芯通孔共有三相电缆穿过，所述两个第二铁芯15的铁芯通孔各自有一相电缆穿过，从而本实施例的三相一体穿芯组合式电流互感器10可以用来检测三相线路中任意一相线路接地信号以及相间短路信号和相过流信号，实现了一个零序电流互感器和多个电流互感器组合在一起的功能。本实施例的三相一体穿芯组合式电流互感器10结构紧凑，体积小，使用方便；而且采用穿芯形式避免了电流直接流入所述组合式电流互感器10内部，所述组合式电流互感器10不会发生局部放电、累积击穿、发热等问题而缩短使用寿命。

当然，在另外的实施例中，所述第二铁芯15的个数可以是三个，此时穿过所述第一铁芯14的铁芯通孔的所述三个导线通孔13分别穿过所述三个第二铁芯15的铁芯通孔，但实际上对于检测三相线路的相间短路信号、相过流信号需要来说，只需两个电流互感器就足够了，即对于三相一体穿芯组合式电流互感器10来说，所述第二铁芯15只需要两个即可。

在另外的实施例中，所述导线通孔13内注塑有电连接机构，所述电连接机构可以是导电铜排、导电杆和软连线。

参见图5和图6所示，本实施例的分界负荷开关，包括壳体3，所述壳体3一侧成型有三个进线孔，所述进线孔内设有用于通过进线电缆的进线绝缘套管17，所述壳体3的另一侧成型有三个出线孔，所述出线孔内设有用于通过出线电缆的出线绝缘套管1，所述进线绝缘套管17和所述出线绝缘套管1均固定在所述壳体3上，用于作为控制电路电源的电压互感器8(图中未示出)并联在任意两根所述进线电缆之间，所述出线电缆分别穿过所述组合式电流互感器10的所述导线通孔13；所述壳体3内还设有三个真空灭弧室6、实现所述进线电缆与所述真空灭弧室6的动端电连接或断开的隔离机构5以及实现所述出线电缆与所述真空灭弧室6的动端电连接或断开的脱扣机构7，所述真空灭弧室6的静端与所述出线电缆电连接；所述隔离机构5包括隔离转轴19和三个与所述隔离转轴19相对固定设置且彼此绝缘的隔离刀闸9，所述隔离刀闸9通过软连线12与设置在所述真空灭弧室6的动端的导电夹11电连接，所述隔离刀闸9在所述隔离转轴19的带动下转动一定角度以实现所述隔离刀闸9与所述进线电缆的电连接或断开；所述组合式电流互感器10的所述导线通孔13内安装有瓷绝缘管，所述瓷绝缘管与所述导线通孔13紧密配合，所述瓷绝缘管与所述出线绝缘套管1对接并连为一体。在本实施例中，由于所述组合式电流互感器10为一体结构，体积小、安装方便，应用在分界负荷开关中可以简化分界负荷开关内部结构，使得分界负荷开关组装工序简化，可以减小分界负荷开关的体积，便于安装方便；由于出线电缆采用了穿过所述组合式电流互感器10上的所述导线通孔13的形式，高压电流不直接流入所述组合式电流互感器10内部，因此所述组合式电流互感器10内部不存在高压，不会局部放电、累积击穿所述组合式电流互感器10的有机材料制作的所述绝缘基体20，所述组合式电流互感器10不会自身发热而老化，因此使用寿命长，不会影响分界负荷开关的使用寿命；所述组合式电流互感器10的所述导线通孔13内安装瓷绝缘管，可以起到更好的隔离高压的效果。

所述真空灭弧室6的静端是指所述真空灭弧室6的与静触头连为一体的静导电杆；所述真空灭弧室6的动端是指所述真空灭弧室6的与动触头连为一体的动导电杆。

当然，在另外的实施例中，对于所述导线通孔13注塑有电连接机构的所述组合式电流互感器10来说，应用在分界负荷开关时，所述组合式电流互感器10的所述电连接机构一端与所述真空灭弧室6的静端电连接，另一端与所述出线电缆电连接，分界负荷开关的其他部件的连接方式与前一实施例相同。

参见图7所示，本实用新型的组合式电流互感器应用在分界负荷开关，所述第一铁芯14及所述第一铁芯绕组16相当于一个用于检测三相线路中任一相接地信号的零序电流互感器，所述两个第二铁芯15及所述第二铁芯绕组21相当于两个用于检测相间短路信号和相过流信号的电流互感器。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种三相一体穿芯组合式电流互感器，其特征在于：包括一绝缘基体(20)，注塑于所述绝缘基体(20)内的一个第一铁芯(14)和至少两个位于所述第一铁芯(14)侧面的第二铁芯(15)，所述第一铁芯(14)和所述第二铁芯(15)均呈环形并且分别缠有第一铁芯绕组(16)和第二铁芯绕组(21)；所述绝缘基体(20)上成型有至少三个穿过所述第一铁芯(14)的铁芯通孔的导线通孔(13)，至少两个所述导线通孔(13)分别穿过两个所述第二铁芯(15)的铁芯通孔。

2.根据权利要求1所述的组合式电流互感器，其特征在于：所述第二铁芯(15)分布在所述第一铁芯(14)的同一侧。

3.根据权利要求1所述的组合式电流互感器，其特征在于：所述第二铁芯(15)为两个。

4.根据权利要求1所述的组合式电流互感器，其特征在于：所述导线通孔(13)并排均匀分布。

5.根据权利要求1所述的组合式电流互感器，其特征在于：所述导线通孔(13)内注塑有电连接机构。

6.一种使用权利要求1-4中任意一项所述的组合式电流互感器的分界负荷开关，其特征在于：还包括壳体(3)，所述壳体(3)一侧成型有三个用于通过进线电缆的进线孔，所述壳体(3)的另一侧成型有三个用于通过出线电缆的出线孔，用于作为控制电路电源的电压互感器(8)并联在任意两根所述进线电缆之间，所述出线电缆分别穿过所述组合式电流互感器的所述导线通孔(13)；所述壳体(3)内还设有三个真空灭弧室(6)、实现所述进线电缆与所述真空灭弧室(6)的动端电连接或断开的隔离机构(5)以及实现所述出线电缆与所述真空灭弧室(6)的动端电连接或断开的脱扣机构(7)，所述真空灭弧室(6)的静端与所述出线电缆电连接。

7.一种使用权利要求5所述的组合式电流互感器的分界负荷开关，其特征在于：还包括壳体(3)，所述壳体(3)一侧成型有三个用于通过进线电缆的进线孔(17)，所述壳体(3)的另一侧成型有三个用于通过出线电缆的出线孔(1)，用于作为控制电路电源的电压互感器(8)并联在任意两根所述进线电缆之间；所述壳体(3)内还设有三个真空灭弧室(6)、实现所述进线电缆与所述真空灭弧室(6)的动端电连接或断开的隔离机构(5)以及实现所述出线电缆与所述真空灭弧室(6)的动端电连接或断开的脱扣机构(7)，所述组合式电流互感器的电连接机构一端与所述真空灭弧室(6)的静端电连接，另一端与所述出线电缆电连接。

8.根据权利要求6或7所述的分界负荷开关，其特征在于：所述隔离机构(5)包括隔离转轴(19)和三个与所述隔离转轴(19)相对固定设置且彼此绝缘的隔离刀闸(9)，所述隔离刀闸(9)与所述真空灭弧室(6)的动端电连接，所述隔离刀闸(9)在所述隔离转轴(19)的带动下转动一定角度以实现所述隔离刀闸(9)与所述进线电缆的电连接或断开。

9.根据权利要求6所述的分界负荷开关，其特征在于：所述进线孔内设有进线绝缘套管(17)，所述进线电缆位于所述进线绝缘套管(17)中，所述出线孔内设有出线绝缘套管(1)，所述出线电缆位于所述出线绝缘套管(1)中，所述导线通孔(13)内设有绝缘管，所述绝缘管与所述导线通孔(13)紧密配合，所述出线电缆穿过所述绝缘管内部。

10.根据权利要求9所述的分界负荷开关，其特征在于：所述绝缘管为瓷绝缘管。

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