CN216487667U - 一种堵盖式零相一体电容互感器 - Google Patents

Abstract

一种堵盖式零相一体电容互感器，包括信息采集盒；信息采集盒中设置有以三相四线制连接方式连接的三相低压陶瓷电容和零序低压陶瓷电容；三相低压陶瓷电容另一端分别连接有位于信息采集盒外的高压陶瓷电容；所述高压陶瓷电容另一端连接有可与高压端连接的高压连接端；信息采集端分别通过导线与各相的低压陶瓷电容与高压陶瓷电容连接线之间、零序低压陶瓷电容的两端连接。本发明高低压完全隔离，安全性高，具有优良的绝缘性能；抗电磁干扰性能好，低压侧无开路高压危险；动态范围大，测量精度高，频率响应范围宽。

Description

一种堵盖式零相一体电容互感器

技术领域

本发明涉及一种电力输配电领域，尤其指的是应用于环网柜中的电容互感器。

背景技术

传统互感器是变电站工程应用的主力设备，其优良的可靠性、稳定性是保证电网长期安全运行的重要保证，但随着我国电网向高电压、大容量及智能化方向发展，传统互感器已经不能很好地满足当前电网的需求。

电压互感器是电力系统中一次回路与二次回路间不可缺少的连接设备，起精度及可靠性与电力系统的可靠和经济运行密切相关。由于传统的电压互感器二次输出的100V和100/√3V的电压信号不能直接和微机相连，因此已经难以适应电力系统自动化、数字化和智能化的发展趋势。而由于现代电子测量技术能实现对微弱信号的精确测量，继电保护和二次测量装置不再需要大功率大驱动，仅需要几伏的电压信号，即系统对互感器的参数要求发生了变化，因而出现了电子式电压互感器。

电子式电压互感器主要分为光学电压互感器、电阻分压电子式互感器和电容分压电子式互感器。目前，光学电压互感器存在一些问题：需要较多的精度要求比较高的光学部件，光学系统封装校准困难，不易进行批量生产，运输过程已损坏；可靠性和精度受到温度和光电转换非线性影响等。电阻分压电子式互感器同样存在一些问题：电阻在外加电压增加到一定值后，电阻值随电压增大而减小，从而影响分压比稳定；电晕放电可能损坏电阻元件，特别是使电阻膜层变质，从而造成测量误差。

发明内容

本发明的目的提供一种通过电容分压互感器，高低压完全隔离，安全性高，具有优良的绝缘性能；抗电磁干扰性能好，低压侧无开路高压危险；动态范围大，测量精度高，频率响应范围宽。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是一种堵盖式零相一体电容互感器，包括具有屏蔽作用的信息采集盒；信息采集盒中设置有以三相四线制连接方式连接的三个相序低压陶瓷电容和零序低压陶瓷电容；每个相序低压陶瓷电容另一端电极分别连接有位于所述信息采集盒外的高压陶瓷电容；所述高压陶瓷电容另一端电极导电连接有高压连接端；信息采集端分别通过导线与各个相序低压陶瓷电容与高压陶瓷电容连接线之间、零序低压陶瓷电容的两端连接。

优选地，在所述高压陶瓷电容外部浇注有绝缘层形成高压电容堵头，所述高压连接端埋设在所述绝缘层中。

优选地，所述高压电容堵头包括堵头本体，及与堵头本体一体成型的堵盖，所述高压陶瓷电容位于所述堵头本体中，所述高压连接端位于所述堵头本体远离所述堵盖的一端。

优选地，在所述堵盖外侧端面中心部位设置有用于扳手着力的凸出结构。

优选地，在所述堵盖外表面上设置有一层导电金属层，所述导电金属层接地。

优选地，在所述堵盖端面设置有导电连接件，所述导电连接件与导电金属层导电接触，所述导电连接件接地。

优选地，所述高压陶瓷电容通过屏蔽导线与所述相序低压陶瓷电容导电连接；所述屏蔽导线与所述导电连接件导电连接。

优选地，所述堵头本体为圆锥台形结构，其大直径端与所述堵盖一体连接，小直径一端设置有所述高压连接端。

优选地，所述高压连接端为内嵌式螺纹嵌件。

优选地，在所述信息采集盒上分别设置有信息输出连接器和各相的连接器；位于信息采集盒内的各个相序低压陶瓷电容与高压陶瓷电容之间、零序低压陶瓷电容的两端分别通过导线与位于信息采集盒内的信息输出连接器一端连接，信息采集端通过屏蔽导线与信息输出连接器位于信息采集盒外的一端连接；各相的连接器两端分别与相序低压陶瓷电容和高压陶瓷电容导电连接。

优选地，所述信息输出连接器和各相的连接器分别为航空插头。

优选地，在信息采集盒中设置有线路板，所述各个的相序低压陶瓷电容、零序低压陶瓷电容分别设置在线路板上。

本发明采用电容分压的原理，实现对电压信号的采集。在环网柜中受空间体积的限制，高压陶瓷电容浇注于高压电容堵头中，将分压的零序、相序低压陶瓷电容集中焊接在线路板上，并密闭在金属盒中，由5芯屏蔽线引出信号。其优点：高低压完全隔离，安全性高，具有优良的绝缘性能；抗电磁干扰性能好，低压侧无开路高压危险；动态范围大，测量精度高，频率响应范围宽。

附图说明

图1是本发明电容互感器外观结构示意图。

图2是本发明电容互感器原理结构示意图。

图3是高压电容堵头剖视结构示意图。

图4是高压电容堵头堵盖正面示意结构示意图。

具体实施方式

针对上述技术方案，现举较佳实施例并结合图示进行具体说明。

一种堵盖式零相一体化电容互感器，参看图1至图4，包括信息采集盒1，信息采集盒为金属盒，其材质为成本较低的铝金属。金属盒可以起到屏蔽作用。在信息采集盒1中以三相四线制及星形连接方式将A相的相序低压陶瓷电容12、B相的相序低压陶瓷电容13、C相的相序低压陶瓷电容14、零序低压陶瓷电容15连接在一起，零序低压陶瓷电容一端接地。ABC三相的相序低压陶瓷电容和零序低压陶瓷电容分别安装在线路板上，线路板安装在信息采集盒中。

在信息采集盒1的一侧设置有与ABC三相的相序低压陶瓷电容分别导电连接的连接器(16、17、18)，在另一侧设置有信息采集输出连接器19。连接器均为航空插头。ABC三相的相序低压陶瓷电容的连接器分别连接有一个位于信息采集盒外部的高压电容堵头(20、21、22)。

三个高压电容堵头结构相同，在此，则以其中高压电容堵头20为例进行结构描述。高压电容堵头20包括堵头本体201，堵头本体201材质为绝缘材质，一般采用环氧树脂。在堵头本体201一端一体成型有堵盖202，在堵头本体另一端埋设有高压连接端203。堵头本体201形状与与环网柜高压端的电缆接头结构相匹配。在本实例中，堵头本体201结构为圆锥台状结构，堵盖202位于圆锥台状结构大直径一端，高压连接端203位于小直径端。

堵盖的直径大于堵头本体的最大外径。在堵盖端面中心位置处凸出端面设置有凸出结构204，凸出结构204为正六边结构。其目的在于在安装高压电容堵头时，以方便用扳手放置在凸出结构处，用扳手转动凸出结构拧紧高压电容堵头。在堵盖202表面设置有一层导电金属层208，实现绝缘接地，提高操作安全性，导电金属层为锌金属粉末，以喷涂方式喷涂在堵盖外表面。在位于凸出结构的一侧的堵盖上设置有导电连接件207，导电连接件207为螺丝，螺丝结构方便连接接地导线，使导电连接件207接地。当高压陶瓷电容被击穿，由于导电金属层与导电连接件导电接触，高电压通过导电金属层和导电连接件将高电压导入大地，从而保护设备和人身安全。

高压连接端203为内嵌式螺纹嵌件，埋设在堵头本体的小直径一端中。高压连接端203开口端位于堵头本体的小直径一端端面处，在高压连接端203内壁上设置有螺纹，当高压电容堵头安装在环网柜中时，高压连接端203与环网柜上的连接处螺纹连接。

在堵头本体中设置有高压陶瓷电容205，高压陶瓷电容一端电极通过焊接方式与高压连接端203位于堵头本体内的一端导电固定连接，另一端电极与屏蔽导线206导电连接。位于堵头本体内的屏蔽导线206还与导电连接件207导电连接，使屏蔽导线206接地，避免外部电场对低电压信号的干扰。屏蔽导线206伸出堵头本体和堵盖外部。堵头本体一般通过浇注在高压陶瓷电容205和高压连接端的外部。

堵头本体形状与环网柜高压端的电缆接头结构相匹配。

高压电容堵头制作过程：先将高压陶瓷电容205一端电极与高压连接端通过焊接导电固定连接，另一端电极与屏蔽导线206导电连接，使屏蔽导线206与导电连接件207导电连接。然后将高压陶瓷电容、高压连接端、导电连接件、屏蔽导线放入成型模具中，进行环氧树脂浇注成型，成型后的高压电容堵头将高压陶瓷电容包封在环氧树脂中，使其与外部绝缘。然后去除毛刺，并在堵盖表面喷涂金属层。

高压电容堵头通过屏蔽导线206与连接器导电连接，将位于信息采集盒中的相序低压陶瓷电容与位于高压电容堵头中的高压陶瓷电容导电连接。

信息采集盒中的ABC三相的相序低压陶瓷电容与高压陶瓷电容连接线间、零序低压陶瓷电容两端的连接线上分别通过连接导线与信息采集输出连接器19连接。信息采集端通过五芯屏蔽导线23与信息采集输出连接器19连接，获取各相电压和零序电压值(Ua、Ub、Uc、Uo、Uocom)，用于检测环网柜中三相高压电电压数值。

本发明的电容互感器使用时：将根据用颜色区分的ABC三相的高压电容堵头分别插入环网柜中的对应的ABC三相的电缆接头中，用扳手拧住凸出结构将高压电容堵头固定在电缆接头中，堵盖密封电缆接头开口端。

本发明的工作原理：通过高压陶瓷电容进行分压与相序低压陶瓷电容进行分压，通过屏蔽导线、信息采集盒、及屏蔽导线接地屏蔽干扰；在经过高压陶瓷电容分压后的低压端获取电压信号，根据陶瓷电容量与电压之间的关系，得到三相高压电压值，实现在低压端进行高压端电压检测，提高了检测操作的安全性能。同时采用堵头式结构，使其与环网柜中的电缆接头形状匹配，解决环网柜中体积小，不方便安装的问题；同时实现高低压隔离，提高了操作安全性能。

Claims (12)

1.一种堵盖式零相一体电容互感器，其特征在于包括具有屏蔽作用的信息采集盒；信息采集盒中设置有以三相四线制连接方式连接的三个相序低压陶瓷电容和零序低压陶瓷电容；每个相序低压陶瓷电容另一端电极分别连接有位于所述信息采集盒外的高压陶瓷电容；所述高压陶瓷电容另一端电极导电连接有高压连接端；信息采集端分别通过导线与各个相序低压陶瓷电容与高压陶瓷电容连接线之间、零序低压陶瓷电容的两端连接。

2.根据权利要求1所述的电容互感器，其特征在于，在所述高压陶瓷电容外部浇注有绝缘层形成高压电容堵头，所述高压连接端埋设在所述绝缘层中。

3.根据权利要求2所述的电容互感器，其特征在于，所述高压电容堵头包括堵头本体，及与堵头本体一体成型的堵盖，所述高压陶瓷电容位于所述堵头本体中，所述高压连接端位于所述堵头本体远离所述堵盖的一端。

4.根据权利要求3所述的电容互感器，其特征在于，在所述堵盖外侧端面中心部位设置有用于扳手着力的凸出结构。

5.根据权利要求3所述的电容互感器，其特征在于，在所述堵盖外表面上设置有一层导电金属层，所述导电金属层接地。

6.根据权利要求5所述的电容互感器，其特征在于，在所述堵盖端面设置有导电连接件，所述导电连接件与导电金属层导电接触，所述导电连接件接地。

7.根据权利要求6所述的电容互感器，其特征在于，所述高压陶瓷电容通过屏蔽导线与所述相序低压陶瓷电容导电连接；所述屏蔽导线与所述导电连接件导电连接。

8.根据权利要求3所述的电容互感器，其特征在于，所述堵头本体为圆锥台形结构，其大直径端与所述堵盖一体连接，小直径一端设置有所述高压连接端。

9.根据权利要求3所述的电容互感器，其特征在于，所述高压连接端为内嵌式螺纹嵌件。

10.根据权利要求1所述的电容互感器，其特征在于，在所述信息采集盒上分别设置有信息输出连接器和各相的连接器；位于信息采集盒内的各个相序低压陶瓷电容与高压陶瓷电容之间、零序低压陶瓷电容的两端分别通过导线与位于信息采集盒内的信息输出连接器一端连接，信息采集端通过屏蔽导线与信息输出连接器位于信息采集盒外的一端连接；各相的连接器两端分别与相序低压陶瓷电容和高压陶瓷电容导电连接。

11.根据权利要求10所述的电容互感器，其特征在于，所述信息输出连接器和各相的连接器分别为航空插头。

12.根据权利要求1所述的电容互感器，其特征在于，在信息采集盒中设置有线路板，所述各个的相序低压陶瓷电容、零序低压陶瓷电容分别设置在线路板上。

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