CN202534496U

CN202534496U - 一种电子式电流电压互感器

Info

Publication number: CN202534496U
Application number: CN2012200839605U
Authority: CN
Inventors: 关守义; 张明浩
Original assignee: BEIJING RUIQIEN TRANSFORMER EQUIPMENT Co Ltd
Current assignee: BEIJING RUIQIEN TRANSFORMER EQUIPMENT Co Ltd
Priority date: 2012-03-07
Filing date: 2012-03-07
Publication date: 2012-11-14
Anticipated expiration: 2022-03-07

Abstract

一种电子式电流电压互感器，包括外壳，外壳内包括导电杆，导电杆外包围设置多个圆筒状金属屏，多个圆筒状金属屏沿轴向从上到下依次固定组成圆筒状电容屏蔽层，圆筒状电容屏蔽层中多个圆筒状金属屏的横截面的形状为沿轴向两侧对称且呈阶梯状分布形态，最内侧金属屏包绕在导电杆上引出一电极作为高压电极，倒数第二层金属屏和最外侧金属屏分别通过引线连接至航空插头；外壳内还包括一套装设置在圆筒状电容屏蔽层的外端中间部位的二次铁心线圈，二次铁心线圈通过一引线连接至航空插头。本新型解决了传统电流电压传感器由于存在电场强度极不均匀，需要加厚绝缘树脂导致体积较大，且耗费能源较多的问题。

Description

一种电子式电流电压互感器

技术领域

本实用新型涉及一种电器设备，尤其涉及一种电子式电流电压互感器。

背景技术

随着我国电力建设的飞速发展，一次设备互感器的需求量这几年急剧增加，尤其是中压及以下的电流互感器和电压互感器的需求量最大，现有的电流、电压互感器是高投入、高能耗、低产出的传统产品，随着国家提倡高效节能减排号召，高效节能是现在电流、电压互感器设计中需要考虑的重要问题。电磁传感原理的电流、电压互感器由于内部存在铁心，设计时考虑到高压绝缘的需要，全部采用环氧树脂浇注作为内外绝缘，这样的设计出来的产品绝缘厚度大都很厚，树脂重量占了产品的主要部分，尤其是传统的电流电压组合式互感器体积更是庞大。树脂厚度的增加将带来一系列的问题：

A、树脂材料的巨大浪费；浇注模具和工人操作都带来麻烦；

B、浇注工艺无法有效控制，树脂内部的气泡数量随着厚度增加而增加，局部放电很大程度上影响产品的合格率，产品报废造成不必要的浪费；同时也增加了产品在运行时爆炸的可能性；

C、产品树脂增加，外形庞大，给用户安装和维护都带来很大的不便；

D、树脂厚度增加，产品在浇筑冷却过程中，内部形成的张力得不到有效释放，张力大部分作用在铁心和线圈上，影响产品的精度，性能很不稳定。

当前中、低压的电流电压互感器绝缘全部是采用采用环氧树脂浇注，环氧树脂作为内外绝缘介质，由于互感器内外没有均压措施，浇注后的互感器的高压端和低压端电场强度极不均匀，导致电流电压互感器在试验、运行时会发生放电和闪络，当前解决这种问题都是采用加厚绝缘树脂的办法，这样就造成上述一系列问题出现。

因此，当前需要一种电子式电流电压互感器的结构的技术方案来解决上述问题。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种电子式电流电压互感器，解决了传统电流电压传感器由于存在电场强度极不均匀，需要加厚绝缘树脂导致体积较大，且耗费能源较多的问题。

为了解决上述问题，本实用新型的一种电子式电流电压互感器，包括一外壳，其中，该外壳内包括一导电杆，该导电杆外包围设置多个圆筒状金属屏，多个圆筒状金属屏沿轴向从上到下依次固定组成圆筒状电容屏蔽层，圆筒状电容屏蔽层中多个圆筒状金属屏的横截面的形状为沿轴向两侧对称且呈阶梯状分布形态，其中最内侧的金属屏包绕在导电杆上引出一电极作为高压电极，倒数第二层的金属屏和最外侧的金属屏分别通过引线连接至航空插头；该外壳内还包括一套装设置在所述圆筒状电容屏蔽层的外端中间部位的二次铁心线圈，该二次铁心线圈通过一引线连接至航空插头。

进一步地，上述电子式电流电压互感器还可包括，所述最外侧的金属屏为接地设置。

进一步地，上述电子式电流电压互感器还可包括阻抗单元，与所述航空插头连接。

进一步地，上述电子式电流电压互感器还可包括调节电路，连接所述阻抗单元，该调节电路包括依次连接的积分单元、幅值调节单元、移相单元和跟随单元。

进一步地，上述电子式电流电压互感器还可包括，所述外壳内还包括混合浇注在外壳的中空部内的环氧树脂。

进一步地，上述电子式电流电压互感器还可包括，所述导电杆与筒状电容屏蔽层之间和外部均填充绝缘介质。

进一步地，上述电子式电流电压互感器还可包括，所述金属屏的材料为铜网和半导电布。

与现有技术相比，应用本实用新型，电流电压互感器的整体体积可以缩小到原来的1/2，二次铁心也可以缩小到原来的1/2左右，树脂厚度减少到5-8mm；将电容屏做成电容分压器设计，只要把预制电容屏中间加一个引出线即可，这种电容分压器输出信号转换为交流低电压0-6.5V输出，互感器就具有电子式电压互感器的功能；本实用新型在交流电网中呈容性，可以起到功率补偿的作用；本实用新型经过改善后，不但节能且更安全可靠。

附图说明

图1是本实用新型的本实用新型的电子式电流电压互感器的结构示意图；

图2是本实用新型的互感器中电流传感器的电原理图；

图3是本实用新型的互感器中电压传感器的电原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

本实用新型的电子式电流电压互感器针对的是电力系统中的电流电压测量和继电保护。

如图1所示，本实用新型的电子式电流电压互感器，包括一外壳，其中，该外壳内包括一导电杆3，该导电杆3外包围设置多个圆筒状金属屏，多个圆筒状金属屏沿轴向从上到下依次固定组成圆筒状电容屏蔽层2，圆筒状电容屏蔽层2中多个圆筒状金属屏的横截面的形状为沿轴向两侧对称且呈阶梯状分布形态，其中最内侧的金属屏包绕在导电杆上引出一电极作为高压电极，倒数第二层的金属屏和最外侧的金属屏分别通过引线连接至航空插头8；该外壳内还包括一套装设置在所述圆筒状电容屏蔽层的外端中间部位的二次铁心线圈1，该二次铁心线圈1通过一引线连接至航空插头8。所述外壳内还包括混合浇注在外壳的中空部内的环氧树脂。所述导电杆与筒状电容屏蔽层之间和外部均填充绝缘介质4。其中，5是圆筒状电容屏蔽层2的信号引线，6是地屏电容屏引线，7是铁心线圈1的引线，9是接地端子。

所述最外侧的金属屏为接地设置。

金属屏的材料采用导电和屏蔽效果均佳的铜网和半导电布。

最内侧的金属屏包绕在导电杆上引出一电极作为高压电极，倒数第二层的金属屏和最外侧的金属屏分别通过引线连接至航空插头，作为信号输出，这个信号经过外部的转换器处理，使得输出信号幅值和相角符合标准要求，满足电力系统电压的测量和保护需求。阻抗单元(电阻R)与所述航空插头连接。航空插头的输出信号经过电阻R，可以调节输出信号的大小。经过电阻R的输出信号通过调节电路处理，调节电路连接阻抗单元，调节电路包括依次连接的积分单元、幅值调节单元、移相单元和跟随单元，经过调节电路处理后的信号输出供给电力系统测量和保护。

图2是电流传感器的电原理图，二次铁心线圈输出经过一个取样电阻RSh，得到一个标准输出的电压信号，Rb是负载电阻。

图3是电压传感器的电原理图，高压的导电杆3和倒数第二层的金属屏之间构成高压电容C1，倒数第二层的金属屏和最外侧的金属屏之间构成低压电容C2，电容分压器的输出信号经过电阻R，R值的大小可以调整分压器输出信号幅值，经过R输出的信号需要经过调节电路12处理，满足标准输出要求；调节电路包括依次连接的积分单元、幅值调节单元、移相单元和跟随单元，经过调节电路处理后的信号输出供给电力系统测量和保护·。

圆筒状电容屏蔽层的整体结构是按照计算机仿真设计的，为了使电场均匀，在导体上包绕多个同心圆筒形金属或半导体制成的金属屏，靠近一次导体的称为内屏，最外层的称为末屏。由导体到外部，金属屏的直径逐渐扩大的同时轴向尺寸逐渐缩小。随着电压等级的提高，金属屏的屏数不断增多，屏间用环氧树脂做绝缘介质。由于二次铁心线圈是处在地电位上，铁心线圈不用再考虑绝缘的问题，外径可以由Φ195降至Φ135；产品长度也可以由原来的316mm缩短为286mm，产品浇注后整体重量为55公斤。

本实用新型主要解决电流电压互感器的电场强度不均匀的问题。在一次导体上预制圆筒状电容屏，将高电压电场逐渐降低直至为零，电流电压互感器的二次部分处在地电位区域，这种结构的电流电压互感器在浇注后，产品合格率完全可以达到100％。其优点如下：

A)电流电压互感器的整体体积可以缩小到原来的1/2，二次铁心也可以缩小到原来的1/2左右，树脂厚度减少到5-8mm，节约了大量人力物力；

B)将电容屏做成电容分压器设计，只要把预制电容屏中间加一个引出线即可，这种电容分压器输出信号转换为交流低电压0-6.5V输出，互感器就具有电子式电压互感器的功能；

C)另外本实用新型在交流电网中呈容性，可以起到功率补偿的作用。

D)本实用新型经过改善后，不但节能且更安全可靠。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本实用新型所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种电子式电流电压互感器，其特征在于，包括一外壳，其中，该外壳内包括一导电杆，该导电杆外包围设置多个圆筒状金属屏，多个圆筒状金属屏沿轴向从上到下依次固定组成圆筒状电容屏蔽层，圆筒状电容屏蔽层中多个圆筒状金属屏的横截面的形状为沿轴向两侧对称且呈阶梯状分布形态，其中最内侧的金属屏包绕在导电杆上引出一电极作为高压电极，倒数第二层的金属屏和最外侧的金属屏分别通过引线连接至航空插头；该外壳内还包括一套装设置在所述圆筒状电容屏蔽层的外端中间部位的二次铁心线圈，该二次铁心线圈通过一引线连接至航空插头。

2.如权利要求1所述的电子式电流电压互感器，其特征在于，所述最外侧的金属屏为接地设置。

3.如权利要求1所述的电子式电流电压互感器，其特征在于，还包括阻抗单元，与所述航空插头连接。

4.如权利要求3所述的电子式电流电压互感器，其特征在于，进一步包括调节电路，连接所述阻抗单元，该调节电路包括依次连接的积分单元、幅值调节单元、移相单元和跟随单元。

5.如权利要求1所述的电子式电流电压互感器，其特征在于，所述外壳内还包括混合浇注在外壳的中空部内的环氧树脂。

6.如权利要求1所述的电子式电流电压互感器，其特征在于，所述导电杆与筒状电容屏蔽层之间和外部均填充绝缘介质。

7.如权利要求1所述的电子式电流电压互感器，其特征在于，所述金属屏的材料为铜网和半导电布。