CN87101790A - 组合式高压电流和电压互感器 - Google Patents

Abstract

制成头部结构型式的组合式高压电流和电压互感器，有一个由绝缘材料制成的支承头部外罩的柱，头部外罩中装有电流互感器和它上方的电压互感器的工作部分。电流互感器初级导线设计成“U”形，其基线同心地穿过电流互感器次级系统的环。初级导线的两个臂向下伸，并只从内部固定在头部外罩连接盘上。至少一个臂穿过金属制的连接盘并与之电绝缘，可在外部和下部与之接触。电流互感器次级系统的环通过支座绝缘子同样也只固定在连接盘上。

Description

本发明涉及一种制成头部结构形式的组合式高压电流和电压互感器，它带有一个由绝缘材料制成的支承头部外罩的柱，在头部外罩中装有电流互感器的工作部分和在它上方的电压互感器的工作部分。

在现有的电流互感器中，构成电流互感器初级导线的导线水平安装，并穿过形成电流互感器头部的外罩侧面。两根引线中至少一根设计成电绝缘的。这种电流互感器中，外罩通常沿纵向分开，亦即设计成两个半壳（参见DE-OS2728191）。

这种结构的头部外罩不仅有三个孔，而且还有要加以密封的纵向分开面，上述这些孔在装配时注入绝缘液或压力绝缘气体后要密封闭合。

本发明的任务是设计出一种本文开始提到的组合式高压电流和电压互感器，使头部外罩制造简单，并对尽可能少的要加以密封的引线在头部外罩内良好密封。同时，不仅电流互感器的初级导线，而且应能使电流互感器的次级系统和电压互感器的工作部分装配简单。

完成上述任务的技术特征为：电流互感器的初级导线设计成“U”形，它的基线至少大体上同心地穿过电流互感器次级系统的环，它的两个臂向下伸，并只从内部固定在头部外罩的连接盘上，头部外罩由连接盘和固定在它上面的外罩组成，这时，至少一个臂与金属制成连接盘电绝缘，并穿过该连接盘，且可在外部和下部与之接触，电流互感器的次级系统的环通过支座绝缘子也同样只固定在连接盘上。

本发明的一种制成头部结构型式的组合式互感器中，取消了头部外罩上所有的侧向孔。头部外罩完全减除了电流互感器次级系统的重量负担，而只需承受电压互感器较小的重量。所以头部外罩可以采用很薄的材料，甚至可以用深拉法制成一个整件，因此成本很低，且易于制造。采用本发明的结构型式还可以预先将所有的电流互感器零件装在连接盘上和将电压互感器装入外罩中，这些预先装配好的单元装在绝缘柱（支座绝缘子）上和连接盘上，并在那里固定住。还可以取消通常在次级系统的通过孔中的片状控制引线。可以统一地只用一种绝缘介质，特别是用惰性绝缘气体如六氟化硫或绝缘油。

本发明具有优点的其它特征为：

电流互感器的初级导线由至少两根彼此绝缘的平行支路组成，这时只有支路中之一个在一端与连接盘接触;

电流互感器次级系统的环在头部外罩内固定在固定元件上;

在外罩内有固定鱼尾板，内法兰或内法兰的一部分，在它的上面固定电压互感器，电压互感器下面，即在电流互感器所在区域中有一个插接装置，特别是一个多路插接装置，它的次级输出导线与之相接通，在电流互感器的上部设有一个插接装置的相配件，在盖外罩时，插接装置的各部分自动插接在一起。

插接装置的相配件固定在电流互感器的上部;

电流互感器的次级系统有一个树脂浇铸外壳，插接装置相配件固定在它上面，或与之在结构上制成一体;

插接装置有一个轴向间隙，以补偿由于温度和/或压力引起轴向长度的改变;

从插接装置相配件引出的输出导线，沿电流互感器的树脂浇铸外壳向下导往输出导线管;

输出导线浇铸在电流互感器的次级系统的树脂浇铸外壳中;

插接装置装在或浇铸在电压互感器树脂浇铸体下部;

外罩分成两部分，它由一个可对绝缘介质密封地固定在连接盘上的圆柱段和一个可安装在其上面并可固定在其上的拱顶组成;

外罩在电流互感器的导线和穿过电压互感器线圈的磁心臂之间的区域中分开;

外罩在电流互感器的初级导线的导线和穿过电压互感器的磁心线圈的臂之间的区域中分开，外罩的这两个部分在分开位置对绝缘介质密封地互相联接起来;

电流互感器装在外罩的圆柱段中，电压互感器装在外罩的拱顶中;

外罩具有连接盘和/或具有防止插接装置和/或树脂浇铸外壳在插接方向偶然角向错位的定位元件;

拱顶整个或其上部的直径小于外罩的圆柱段直径;

电流互感器的初级导线的基线水平地穿过垂直安装的一个或多个环形铁心;

电压互感器的铁心设计成壳型铁心;

壳型铁心水平安装;

壳型铁心的纵向沿电流互感器初级导线中导线的方向;

电压互感器的铁心与外罩导电地连接;

铁心的全部内表面上设有屏蔽装置;

屏蔽装置朝向电流互感器的一端向下、向外成圆形;

外罩和电压互感器的壳型铁心处于高压电位，装在里面的高压线圈的内部起始端与高压电位连通。

下面借助图示之实施例详细说明。其中

图1    本发明组合式高压电流和电压互感器侧向纵剖面图，

图2    图1组合式互感器绕纵轴线转90°后的剖面图，

图3    图1中A-B切面的外罩视图，

图4    带壳型铁心的电压互感器外罩上段，

图5    初级线圈可转换的组合式互感器的电流互感器部分，

图6    本发明组合式互感器改型方案的纵剖面，以及

图7    图6中A-B剖面的互感器顶视图。

标号1表示制成头部结构型式的立式的高压电流互感器，它受一种惰性绝缘气体如六氟化硫的通常的过压，此高压电流互感器的主要组成部分有一个由绝缘材料制成的柱（支座绝缘子），例如由瓷、环氧树脂或浇铸上硅肋的玻璃纤维增强塑料管制成的链式绝缘子，有一个包含安装此绝缘柱2的底部3和电流与电压互感器工作部分的头部4。在由绝缘材料制成的柱2中装有一根同轴的输出导线管5，管中有次级输出导线6，导线通往底部3中的次级接线柱。在输出导线管5和柱2之间可以按一般方式装入一个电位控制器，特别是电位控制绕组。

绝缘柱2的上端对绝缘介质如油或气密封地固定了一个连接盘8，它有一个向下伸的凸缘9，凸缘9套在绝缘柱2的外面。一个内衬边10装在密封装置12的中间层中的绝缘柱2端面11上。

输出导线管5插在一个次级系统16中，次级系统16最好由多个带次级线圈的环状铁心13和一个形成环14的树脂浇铸外壳15组成。次级系统16通过绝缘的支座绝缘子17只固定在连接盘8上。支座绝缘子17向外倾斜地安装是有好处的，而且它们最好与输出导线管5同心设置。此外，初线导级18仅固定在连接盘8上，它成“U”形，它的基线19至少大体穿过环14和铁心13的中心，它的一个臂20利用一个穿过连接盘8的孔100并对绝缘介质密封的连接段22固定在连接盘8上。在臂20上的外法兰23起盖板的作用。可以从外面，亦即从连接盘8的下部与此臂相接触。连接段22通过一个绝缘衬套47和一个可与绝缘衬套47做成一体的绝缘环48，对绝缘介质密封地和绝缘地固定。另一个臂21利用外法兰23从内部固定在连接盘8的内侧101上，特别是采用螺钉固定。这里没有设通向外面的孔，所以不需要密封装置。连接是通过设在外面的接头106，所以整个头部4处于该处所接通的电位。因此这里所涉及的初级导线18是不可转换的。

连接盘8设计成其从各个侧向均超过所有的工作部分，即次级系统16和初级导线18。它具有槽状或盘状。在上述这些部分的上方盖了一个设计成头部外壳的外罩24。在外罩孔25的孔边26上设有法兰边27，外罩24可通过它利用螺栓连接装置28密封地固定在连接盘8上。外罩24可由一个管段29和一个罐状的盖30所组成，它们通过接合面31对绝缘介质密封地闭合起来，对于金属结构则可用焊接或通过法兰边用螺钉连接;对于玻璃纤维增强塑料结构，则在接合面31处搭接起来。外罩24也可以是一个拉拔件、冲压件或模制件。

在次级系统16的环14上圆周32的下部，次级输出导线从被加强了的导线输出位置33处引出，输出导线管5就插在其中。环14外部最好使之金属化，例如喷镀锌。如通常那样，此金属涂层为地电位。

至少设有三个支座绝缘子17。环14的支座绝缘子17可制在环14上，亦即用树脂浇铸成一个整体。也可以与环14可分解地连接。

环14上的各支座绝缘子17的结构可以是，在树脂浇铸的外壳15中各有一个构成螺纹衬套或螺栓的螺纹零件43，支座绝缘子17借助于一个装在其中的相配螺纹件44与之相联接（图2）。

为了在工作时当温度发生变化时能补偿绝缘柱2和输出导线管5不同的长度膨胀，并为了简化次级系统16在输出导线管5上的装配，所以在导线输出位置33和输出导线管5之间设计成可纵向移动的插接法。输出导线管5的上端最好做成多个开槽的托架，用滑配合由一个或多个接触弹簧45，例如绕输出导线管5的环形接触弹簧同轴线地有弹性地固定住。

连接盘8内侧101上固定有支座102，尤其是采用螺钉固定。每个支座绝缘子17的每个支座102最好具有一块垫板103，它的支承面35最好垂直于支座绝缘子17的纵轴线L。垫板103上设有一个孔104，一个固定螺钉38的螺钉杆37可从下面穿过此孔插入，并与一个设计成螺纹衬套39的支座绝缘子17的螺纹件连接起来。

垫板103可以是一个角形件的一个边，它的另一边例如通过螺钉从里面固定在连接盘8上。

最好在三棱块105的每一侧设一块垫板103，这时三棱块105固定在连接盘8上。

支座绝缘子在外罩24的空腔内的这种固定方式，可以避免在连接盘上开孔，从而不必采取对绝缘介质密封的措施。

在次级系统16和它的树脂浇铸外壳15的上面设有一个电压互感器200，它装在一个制成整体或特别是分成两件的外罩24中，在外罩中电压互感器固定在设在那里的至少两个固定鱼尾板201，或固定在一个部分法兰或环形法兰上。最好将盖30制成拱顶，并与一个下部的圆柱段，例如管段29对绝缘介质密封地联接起来，尤其是用螺钉连接起来。为了使本发明的组合式互感器的装配简单，在电压互感器200的下面设插接装置202，此插接装置最好用螺钉连接在电压互感器上，或特别是制在高压和低压线圈200。1、200。2的树脂浇铸的外壳203上。它最好是一个多路的插接装置，用于电压互感器200的次级输出导线，所以一个电压互感器200设有多个接头。

在电流互感器的上面，亦即在它的次级系统16和树脂浇铸外壳15的上面，牢固地用例如螺钉将插接装置的相配件204在外罩24或头部4的下部与电流互感器固定起来。最好将插接装置的相配件204例如用螺钉安装在或制在电流互感器次级系统16上。输出导线汇合在此插接装置相配件204中，这些输出导线顺着树脂浇铸外壳15的外面，或更好的是通过浇铸树脂将它们浇铸在上面或里面，并进一步导入输出导线管5中。这些导线最后通到互感器底部3中的接线板上。为了补偿外罩24等零件在温度和压力下引起长度变化的不同，将插接装置各部分202、204设计成在装配状态下可轴向相对移动，但又使它们可靠地保持接触。

盖外罩24对插接装置零件202、204自动和直接地进行，或通过中间连接元件间接地进行。

外罩24的分开面最好设在导线之间的区域205中，亦即在初级导线18和基线19和磁心207的臂206之间，后者穿过电压互感器200的线圈200。1和200。2。尤其是将臂206设在下面，而无线圈的臂208设在上面。磁心207和207。1以及在内部的高压线圈200。1的起始端均处于高压电位。

拱顶30的尺寸最好与电压互感器200的大小相配，它的直径通常至少能小于外罩24的其余部分。当磁心207的结构形式按图4为框形铁心时可以做到这一点。

磁心最好能设计成壳型铁心207。1。它最好安装在水平面上。因而使结构高度较低，而拱顶30的直径这时必须至少不大于圆柱段29。磁心207和207。1可直接地或通过角形或“U”形段211间接地固定在互感器头部4上。

在盖外罩24和电压传感器200时，为了使插接装置能在放置方向不费力地按准确的角向位置彼此插接，在插接装置202、204和/或在外罩24即拱顶30上、以及在连接盘8和管段29和/或在树脂浇铸外壳15和203上装定位元件209和相配件210，它们在形式上是槽和弹簧或销子209。1和孔210。1等。因此可以从根本上避免电压互感器200连接错误。

按图5表示的本发明另一种具有优点的结构形式，电流互感器16、18的初级导线18由两部分或更多个部分组成，例如由一个角形件和一个臂或由一个基线和两个臂所组成，在有一个角形件的情况下，角的一个臂构成了基线19，在基线上装臂20或21。这种形式使结构较轻，尤其是在铁心或环的直径较小时更是如此。在分成三件的结构形式中，臂20、21从钝角到直角地固定在杆状基线19的两端。臂20、21可以设计成螺栓。臂20和/或21的绝缘通过绝缘衬套和最好是绝缘衬套法兰边的一个环来实现，绝缘衬套密封地装在连接盘8中，例如通过浇铸或借助于密封圈等。此环或法兰一方面和臂20、21的外法兰23，另一方面和连接盘8密封地用螺钉连接。

本发明另一个有优点的电流互感器的结构是：初级导线18设计成同轴的双芯导线，其中设两根彼此绝缘的“U”形导线。这时最好其中一个由外导线50构成，另一个由内导线51构成。它们通过适当的绝缘段，其中至少部分通过固体电介体52如浇铸树脂彼此分开和定位。电介体52至少设在连接段22的区域中，并同时起密封作用。臂20的外导线50通过绝缘衬套与连接盘绝缘地安装在一起，另一个臂21的外导线50与连接盘8导电地连接，例如无绝缘装置地直接固定在连接盘8上。

臂20、21的外导线50亦有外法兰23。臂20、21的内导线51绝缘地向外引出，并在它上面可以例如借助于一个接线夹54安装可回转的接头53。在臂20绝缘的外导线50上可以采用此同样的结构。

将初级导线18制成这种双芯导线的结构，可以分开使用这两根导线，或可以串联或并联。因此转换比可以为1∶2，或在并联时初级导线可用于较高的电流负荷。两股同心导线的每一股也可以有单独的测量电流。

并联的实现是通过将臂20和臂21的内导线50和外导线51联接起来。

串联的实现是通过将接头53设在左边的外导线50上，将外法兰23与导电的连接盘8电接通，再将连接盘8经过另一个接头53与左边的内导线51电接通，这时再在右边的连接段22上实现与右接头53的连接。

为了将初级导线18的基线19与臂20、21联接起来，仍可以利用接线柱54。它们可用臂20、21的管材或实心材料，或由基线19不仅在外导线50上而且在内导线51上制成，可通过相应的模塑成型和/或切屑加工来实现。这时，要夹入的导线部分55直径可减小。

为了简化装配，臂20、21的外导线50在基线19内导线51所在区域56中设一孔。

从基线19到臂20、21的外导线50的联接是通过在外导线50两端58上各有一个装在基线19上的法兰59实现的，法兰59与在头部外罩24内、臂20、21有些凸起的外导线50的端头60用螺纹连接起来。

在壳型铁心207的所有内表面最好设屏蔽装置212，它亦可以构成一个总的框架，最好在向下朝着电流互感器16、18的环14的那一端213处向下向外变圆或成球形。

在某些情况下最好沿电流互感器初级导线18的导线19的方向装设壳型铁心207。导线19可水平地穿过整个头部4，这时它的两端从外罩24伸出，并至少在一侧与外罩电绝缘。它也可以具有上面说过的“U”形。必要时它可以由两个平行的支路组成，因此它可以转换。两个支路中的一个与连接盘电绝缘地装在每一个臂上。

使用按本发明组合式互感器的具有可转换初级线圈的电流互感部分，在将电压互感器部分通过插接装置202、204拆除，而将此互感器作为纯粹的电流互感器来工作时特别有利。

Claims (24)

1、制成头部结构形式的组合式高压电流和电压互感器，带有一个由绝缘材料制成的支承头部外罩的柱，在头部外罩中装有电流互感器的工作部分和在它上方的电压互感器的工作部分，其特征为：电流互感器(16、18)的初级导线(18)设计成“U”形。它的基线(19)至少大体上同心地穿过电流互感器(16、18)次级系统(16)的环(14)，它的两个臂(20、21)向下伸，并只从内部固定在头部外罩(4)的连接盘(8)上，头部外罩(4)由连接盘(8)和固定在它上面的外罩(24)组成，这时，至少一个臂(20)与金属制成的连接盘(8)电绝缘。并穿过该连接盘，且可在外部和下部与之接触，电流互感器(16、18)的次级系统(16)的环(14)通过支座绝缘子(17)也同样只固定在连接盘(8)上。

2、按照权利要求1所述之组合式互感器，其特征为：电流互感器（16、18）的初级导线（18）由至少两根彼此绝缘的平行支路组成，这时只有支路中之一个在一端与连接盘（8）接触。

3、按照权利要求1或2所述之组合式互感器，其特征为：电流互感器（16、18）的次级系统（16）的环（14）在头部外罩（4）内固定在固定元件（102）上。

4、按照权利要求1、2或3所述之组合式互感器，其特征为：在外罩（24）内有固定鱼尾板（201），内法兰或内法兰的一部分，在它的上面固定电压互感器（200），电压互感器（200）下面，即在电流互感器（16、18）所在区域中有一个插接装置（202），特别是一个多路插接装置，它的次级输出导线与之相接通，在电流互感器（16、18）的上部设有一个插接装置的相配件（204），在盖外罩（24）时，插接装置的各部分（202、204）自动插接在一起。

5、按照权利要求1至4之一所述之组合式互感器，其特征为：插接装置的相配件（204）固定在电流互感器（16、18）的上部。

6、按照权利要求5所述之组合式互感器，其特征为：电流互感器（16、18）的次级系统（16）有一个树脂浇铸外壳（15），插接装置相配件（204）固定在它上面，或与之在结构上制成一体。

7、按照权利要求4至6之一所述之组合或互感器，其特征为：插接装置（202、204）有一个轴向间隙，以补偿由于温度和/或压力引起轴向长度的改变。

8、按照权利要求6或7所述之组合式互感器，其特征为：从插接装置相配件（204）引出的输出导线，沿电流互感器（16、18）的树脂浇铸外壳（15）向下导往输出导线管（5）。

9、按照权利要求8所述之组合式互感器，其特征为：输出导线浇铸在电流互感器（16、18）的次级系统（16）的树脂浇铸外壳（15）中。

10、按照权利要求1至9之一所述之组合式互感器，其特征为：插接装置（202）装在或浇铸在电压互感器（200）树脂浇铸体（203）下部。

11、按照权利要求1至10之一所述之组合式互感器，其特征为：外罩（24）分成两部分，它由一个可对绝缘介质密封地固定在连接盘（8）上的圆柱段（29）和一个可安装在其上面并可固定在其上的拱顶（30）组成。

12、按照权利要求1至11之一所述之组合式互感器，其特征为：外罩（24）在电流互感器（16、18）的导线（19）和穿过电压互感器（200）线圈（200。1、200。2）的磁心臂（207）之间的区域（205）中分开。

13、按照权利要求1至12之一所述之组合式互感器，其特征为：外罩（24）在电流互感器（16、18）的初级导线（18）的导线（19）和穿过电压互感器（200）的磁心（207）线圈（200。1、200。2）的臂（206）之间的区域（205）中分开，外罩（24）的这两个部分（29、30）在分开位置（31）对绝缘介质密封地互相联接起来。

14、按照权利要求12或13所述之组合式互感器，其特征为：电流互感器装在外罩（24）的圆柱段中，电压互感器（200）装在外罩（24）的拱顶（30）中。

15、按照权利要求1至14之一所述之组合式互感器，其特征为：外罩（24）具有连接盘（8）和/或具有防止插接装置（202、204）和/或树脂浇铸外壳（15、203）在插接方向偶然角向错位的定位元件（209。1、210。1）。

16、按照权利要求1至15之一所述之组合式互感器，其特征为：拱顶（30）整个或其上部的直径小于外罩（24）的圆柱段（29）直径。

17、按照权利要求1至16之一所述之组合式互感器，其特征为：电流互感器（16、18）的初级导线（18）的基线（19）水平地穿过垂直安装的一个或多个环形铁心（13）。

18、按照权利要求1至17之一所述之组合式互感器，其特征为：电压互感器（200）的铁心（207）设计成壳型铁心（207。1）。

19、按照权利要求18所述之组合式互感器，其特征为：壳型铁心（207。1）水平安装。

20、按照权利要求18或19所述之组合式互感器，其特征为：壳型铁心（207。1）的纵向沿电流互感器（16、18）初级导线（18）的导线（19）的方向。

21、按照权利要求1至20之一所述之组合式互感器，其特征为：电压互感器（200）的铁心（207;207。1）与外罩（24）导电地连接。

22、按照权利要求1至21之一所述之组合式互感器，其特征为：铁心（207;207。1）的全部内表面上设有屏蔽装置（212）。

23、按照权利要求22所述之组合式互感器，其特征为：屏蔽装置（212）朝向电流互感器（16、18）的一端（213）向下向外成圆形。

24、按照权利要求1至23之一所述之组合式互感器，其特征为：外罩（24）和电压互感器（200）的壳型铁心（207;207。1）处于高压电位，装在里面的高压线圈（200。1）的内部起始端与高压电位连通。

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