專利名稱：新型高壓電流互感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型高壓電流互感器，用于對(duì)高電壓環(huán)境下的電流變換，供測(cè)量和保護(hù)使用，該發(fā)明適用于高壓(主要是110kV及以上)，尤其是500kV及以上的電流互感器。
背景技術(shù)：
目前，國(guó)際市場(chǎng)上110kV及以上的電流互感器，常見的是干式絕緣電容式，油浸紙絕緣電容式結(jié)構(gòu)和充氣式結(jié)構(gòu)。當(dāng)電壓等級(jí)提高時(shí)，其體積重量等按照幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)，工藝難度也大幅增加。
油浸紙絕緣電容式結(jié)構(gòu)的電流互感器應(yīng)用非常廣泛，但是由于電力系統(tǒng)無油化的趨勢(shì)，目前是處于待淘汰產(chǎn)品，其35kV及以下電壓等級(jí)的產(chǎn)品已經(jīng)被干式絕緣電容式產(chǎn)品和環(huán)氧整體澆鑄式產(chǎn)品等替代。而其66kV～220kV電壓等級(jí)的產(chǎn)品也在逐漸被干式絕緣電容式產(chǎn)品和充SF6氣體式產(chǎn)品所替代。330kV及以上電壓等級(jí)的產(chǎn)品中充氣式互感器市場(chǎng)份額增長(zhǎng)也很快。
充SF6氣體式互感器的應(yīng)用很廣，但其仍然存在著爆炸，污染環(huán)境等危險(xiǎn)。用戶近年來對(duì)其大量使用也越來越慎重。
第二申請(qǐng)人在1997年投資研究開發(fā)的新型干式電容形電流互感器，順應(yīng)電力改革需要，用戶也很歡迎，其為典型的U型結(jié)構(gòu)，二次線圈置于U型結(jié)構(gòu)的底側(cè)。當(dāng)電壓等級(jí)提高時(shí)，需用材料成幾何級(jí)數(shù)增加，工藝難度也增加很快，以至于如果將110kV、220kV產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與工藝進(jìn)行簡(jiǎn)單放大，用于制作330kV、500kV電流互感器時(shí)，其安全可靠性是受到懷疑的，如果貿(mào)然推向市場(chǎng)，是對(duì)用戶的極端不負(fù)責(zé)任。
目前的110kV及以上電壓等級(jí)的電流互感器主絕緣結(jié)構(gòu)方式主要有兩種1、在一次導(dǎo)流體上，或在一次導(dǎo)流體外的過渡層上制作電容式主絕緣，將一次導(dǎo)流體引入接地部位，二次線圈套裝于一次導(dǎo)流體的主絕緣外側(cè)的接地部位。2、另一種是倒立式的，其是將二次線圈置于高壓側(cè)，測(cè)量引線在導(dǎo)管中引至接地部位，二次線圈、測(cè)量引線等與高壓部位要進(jìn)行可靠的絕緣隔離。
這兩種結(jié)構(gòu)的電流互感器都是在電壓等級(jí)提高到220kV及以上時(shí)，工藝要求、產(chǎn)品高度、產(chǎn)品成本等都會(huì)大幅度增加，不但給運(yùn)輸造成困難，也使得產(chǎn)品的安全可靠性受到影響。
還有一種目前很少采用的鏈型絕緣，曾經(jīng)在63kV及以下電壓等級(jí)中采用，該結(jié)構(gòu)是在環(huán)狀的二次線圈上包扎一部分絕緣，然后在二次線圈上繞制一次導(dǎo)流體，再在導(dǎo)流體上包扎剩余主絕緣，結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)“8”字形。該型結(jié)構(gòu)由于工藝復(fù)雜，電場(chǎng)分布比較復(fù)雜等原因，目前在市場(chǎng)上已經(jīng)很少見到。
2004年還有人作過一種串級(jí)式的高壓電流互感器，其原理是采用2個(gè)獨(dú)立的電容式電流互感器上下組合而成，其中上部互感器的二次線圈只有一個(gè)，其電容式絕緣的末屏、外殼與下部電流互感器的高壓側(cè)等電位，另外上部互感器的二次輸出引線繞制多匝后作為下部電流互感器的一次導(dǎo)流體，下部互感器的二次線圈按照系統(tǒng)要求制作。該型互感器結(jié)構(gòu)很新穎，但是沒有實(shí)用性。
該串級(jí)式高壓電流互感器，首先，這種電磁式互感器的二次線圈輸出容量很小，一般都不能滿足用戶需求，如果作為試驗(yàn)室用還是可以接受的；其次，對(duì)于220kV及以上電壓等級(jí)的互感器，大多要求帶有TPY級(jí)暫態(tài)線圈，或其它TP級(jí)暫態(tài)線圈，而該串級(jí)式高壓電流互感器可能無法實(shí)現(xiàn)暫態(tài)保護(hù)的要求。該串級(jí)式互感器由于上部互感器的二次線圈在短路狀態(tài)下存在暫態(tài)飽和的問題，然后其輸出再驅(qū)動(dòng)下部互感器的二次線圈，因此其暫態(tài)保護(hù)要求可能是無法實(shí)現(xiàn)的，或者是實(shí)現(xiàn)難度非常大。如果其上部互感器的二次線圈采用大氣隙鐵心制作，或許可以實(shí)現(xiàn)上部二次線圈的線性輸出，但其輸出容量很小，在其驅(qū)動(dòng)下，下部互感器測(cè)量線圈的二次輸出容量更小，下部互感器的暫態(tài)線圈照樣無法實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種新型高壓電流互感器，克服上述各種結(jié)構(gòu)高壓電流互感器的缺陷，并且是容易實(shí)現(xiàn)的，工藝要求也不高，制作簡(jiǎn)單，安全可靠性也高，如果采用特殊處理后，對(duì)于330kV及以上的產(chǎn)品也是可以正常運(yùn)輸?shù)摹?br> 本發(fā)明所述的新型高壓電流互感器，由一個(gè)沒有一次導(dǎo)流體的倒立式電流互感器和帶有獨(dú)立絕緣的一次導(dǎo)流體組成，其沒有一次導(dǎo)流體的倒立式電流互感器處于下部位置，其底部為地電位，帶有獨(dú)立絕緣的一次導(dǎo)流體穿過倒立式互感器的中心孔并位于上部位置，帶有獨(dú)立絕緣的一次導(dǎo)流體固定于倒立式電流互感器的中心孔中，其絕緣外層電極與倒立式互感器的高壓電極形成導(dǎo)體連接。
該新型高壓電流互感器，其一次導(dǎo)流體有獨(dú)立的主絕緣、外絕緣。
該新型高壓電流互感器，其帶有獨(dú)立絕緣的一次導(dǎo)流體的兩側(cè)絕緣臂分別與水平方向的夾角為0度至150度。
該新型高壓電流互感器，其一次導(dǎo)流體兩側(cè)絕緣臂頂部可以不連接，通過絕緣連接板連接或通過內(nèi)有多匝一次導(dǎo)流體的連接盒連接。
該新型高壓電流互感器，其一次導(dǎo)流體的主絕緣直接制作在導(dǎo)流體上或制作在導(dǎo)流體外的過渡層上。
該新型高壓電流互感器，其一次導(dǎo)流體的主絕緣為電容式，充氣式，應(yīng)力錐式或整體澆鑄式。
該新型高壓電流互感器，其沒有一次導(dǎo)流體的倒立式電流互感器高壓側(cè)具有可穿過帶有絕緣的一次導(dǎo)流體的中心孔。
該新型高壓電流互感器，其沒有一次導(dǎo)流體的倒立式電流互感器的主絕緣為電容式，充氣式，應(yīng)力錐式或整體澆鑄式。
該新型高壓電流互感器，其是沒有一次導(dǎo)流體的倒立式電流互感器的主絕緣和一次導(dǎo)流體的主絕緣分別進(jìn)行密封，或采用同一密封系統(tǒng)。
本發(fā)明是將一臺(tái)高壓電流互感器的二次線圈去掉，利用其接地部位將其固定于另一個(gè)倒立式電流互感器(去掉其一次導(dǎo)流體)的高壓側(cè)中心孔中，形成新的電流互感器。
新型高壓電流互感器相當(dāng)于兩臺(tái)較低電壓等級(jí)的電流互感器串聯(lián)運(yùn)行，大大降低產(chǎn)品成本，工藝難度也大幅度降低，如果在設(shè)計(jì)時(shí)，考慮將其上部帶有絕緣的一次導(dǎo)流體以下部倒立式互感器高壓側(cè)中心孔軸線為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在運(yùn)輸時(shí)，將一次導(dǎo)流體轉(zhuǎn)至朝向下方以降低高度，而在實(shí)際安裝時(shí)，將其復(fù)位即可正常運(yùn)行。另外，如果下部倒立式互感器高壓側(cè)中心孔直徑足夠大，上下兩部分也可以分開運(yùn)輸。
本發(fā)明所指上部一次導(dǎo)流體的主絕緣和下部倒立式電流互感器的主絕緣結(jié)構(gòu)可以分別采用電容式、充氣式、應(yīng)力錐式或整體澆鑄式，以及可能的其它方式。


中羅列的僅僅是部分結(jié)構(gòu)。

圖1是本發(fā)明的一次導(dǎo)流體絕緣結(jié)構(gòu)的幾種參考形式。
圖2是本發(fā)明的倒立式電流互感器的幾種參考形式。
圖3是本發(fā)明的第一種實(shí)施例(一次導(dǎo)流體的絕緣和倒立式互感器的絕緣分別進(jìn)行密封)圖4是本發(fā)明的第二種實(shí)施例(一次導(dǎo)流體的絕緣和倒立式互感器的絕緣采用同一密封)圖5是本發(fā)明的一次導(dǎo)流體外形的幾種參考形式。
圖6是本發(fā)明的一次導(dǎo)流體可以采用的三種頂部連接方式。
圖7是本發(fā)明實(shí)施例可以采用的在降低高度后的運(yùn)輸狀態(tài)。
圖1是本發(fā)明的一次導(dǎo)流體絕緣結(jié)構(gòu)的幾種參考形式，一次導(dǎo)流體采用U形結(jié)構(gòu)。
A圖中主絕緣采用的電容式結(jié)構(gòu)2，直接繞制在一次導(dǎo)流體1上，或者繞制在包裹一次導(dǎo)流體1的支撐管上，外絕緣3可采用硅橡膠，或電瓷，或環(huán)氧樹脂，或者其他絕緣材料；B圖中主絕緣采用的應(yīng)力錐式結(jié)構(gòu)2，直接套裝在帶有絕緣的一次導(dǎo)流體1上，外絕緣3可采用硅橡膠，或電瓷，或環(huán)氧樹脂，或者其他絕緣材料，該帶有絕緣的一次導(dǎo)流體1也可以直接采用去掉外皮及外半導(dǎo)電層的電纜，該結(jié)構(gòu)中主絕緣也可采用電纜終端中的電容式結(jié)構(gòu)；C圖中外絕緣3套裝在一次導(dǎo)流體1之上，底部外殼可采用金屬密封材料，中間空腔部位可充SF6氣體，或其它絕緣氣體，或絕緣油，或絕緣油膏，或灌注的固體絕緣材料，或繞制的固體絕緣材料等材料。
圖2是本發(fā)明的倒立式電流互感器的幾種參考形式。
A圖主絕緣為充氣式結(jié)構(gòu)，其裝有二次線圈1的盒體通過中心導(dǎo)管4固定在底座上，高壓盒體2的中心孔3直徑較大，且兩側(cè)呈現(xiàn)喇叭口狀更好一些，高壓盒體2通過帶有外絕緣5的套管固定在底座上，中間空腔部位可充SF6氣體，或其它絕緣氣體，或絕緣油，或絕緣油膏，或灌注的固體絕緣材料，或繞制的固體絕緣材料等材料；B圖主絕緣為吊環(huán)形電容式結(jié)構(gòu)，其裝有二次線圈1的盒體通過中心導(dǎo)管4固定在底座上，高壓盒體2的中心孔3直徑較大，且兩側(cè)呈現(xiàn)喇叭口狀更好一些，高壓盒體2通過帶有外絕緣5的套管固定在底座上，電容屏6繞制在中心導(dǎo)管和二次線圈盒體上，中間空腔部位可充SF6氣體，或其它絕緣氣體，或絕緣油，或絕緣油膏，或灌注的固體絕緣材料，或繞制的固體絕緣材料等材料。
圖3是本發(fā)明的第一種實(shí)施例(一次導(dǎo)流體的絕緣和倒立式互感器的絕緣分別進(jìn)行密封)將圖1中所述的一次導(dǎo)流體及其絕緣制作完成，并將圖2中的倒立式電流互感器制作完成，各自獨(dú)立完成密封后，裝配在一起形成。
例圖中是將圖1中的A穿過圖2中B的中心孔，并可靠固定，同時(shí)將A的絕緣外層電極與B的高壓電極進(jìn)行可靠的導(dǎo)體連接。
圖4是本發(fā)明的第二種實(shí)施例(一次導(dǎo)流體的絕緣和倒立式互感器的絕緣采用同一密封)將圖1中所述的一次導(dǎo)流體及其絕緣制作完成，并將圖2中的倒立式電流互感器制作完成，裝配在一起后，再進(jìn)行統(tǒng)一密封。
例圖中是將圖1中的C穿過圖2中A的中心孔，并可靠固定，完成密封后，在中間空腔中SF6氣體，或其它絕緣材料。
圖5是本發(fā)明的一次導(dǎo)流體外形的幾種參考形式。
A圖是其兩臂由一字形到U字形的變化，雙臂與水平軸線的夾角可相等，也可不相等，其夾角也可大于90度；B圖是類似于傳統(tǒng)的瓷外套油浸紙電容式電流互感器，其絕緣雙臂在一次瓷套之中。
圖6是本發(fā)明的一次導(dǎo)流體可以采用的三種頂部連接方式。
A圖是表示一次導(dǎo)流體兩臂頂部可以沒有任何連接，例如當(dāng)處于圖5中A中的一字形時(shí)就可以不作任何連接；B圖是表示一次導(dǎo)流體兩臂頂部可以直接以連接板進(jìn)行機(jī)械固定，其兩臂頂端的高壓部分應(yīng)相互絕緣隔離。
C圖是表示一次導(dǎo)流體兩臂頂部通過接線盒進(jìn)行機(jī)械固定，并可以在接線盒內(nèi)完成一次繞組的倒匝操作，其兩臂頂端的高壓部分應(yīng)相互絕緣隔離。
圖7是本發(fā)明實(shí)施例可以采用的在降低高度后的運(yùn)輸狀態(tài)。
A圖為運(yùn)輸時(shí)的正視圖，B圖為運(yùn)輸時(shí)的側(cè)視圖。就是在運(yùn)輸時(shí)，將上部一次導(dǎo)流體以下部倒立式電流互感器的中心孔的對(duì)稱線為軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)至圖示狀態(tài)，這樣在運(yùn)輸時(shí)產(chǎn)品的高度會(huì)大大降低。運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)后，再將上部一次導(dǎo)流體復(fù)位即可正常安裝運(yùn)行。
當(dāng)然，運(yùn)輸時(shí)也可將兩部分分別運(yùn)輸，運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)后再進(jìn)行裝配。
具體實(shí)施例方式1、選定具體的結(jié)構(gòu)方式，確定上下部分各自的結(jié)構(gòu)形式，在此我們以圖3所示為例進(jìn)行說明；
2、根據(jù)額定電流的要求選擇一次繞組，同時(shí)根據(jù)額定電壓及一次繞組應(yīng)耐受電壓的要求確定其外徑，也就是確定下部互感器中心孔的內(nèi)徑；3、根據(jù)二次線圈的要求及耐受電壓的要求，確定下部倒立式互感器的有關(guān)尺寸等；4、對(duì)上下部分分別進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算，校合電壓分布是否合理，同時(shí)可以對(duì)有關(guān)尺寸進(jìn)行調(diào)整以達(dá)到最合理的絕緣利用；5、制作并裝配、試驗(yàn)；6、運(yùn)輸時(shí)，可以分別運(yùn)輸，運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)后再進(jìn)行組裝，或采用圖7所示方式進(jìn)行運(yùn)輸。
權(quán)利要求
1.新型高壓電流互感器，由一個(gè)沒有一次導(dǎo)流體的倒立式電流互感器和帶有獨(dú)立絕緣的一次導(dǎo)流體組成，其特征在于沒有一次導(dǎo)流體的倒立式電流互感器處于下部位置，其底部為地電位，帶有獨(dú)立絕緣的一次導(dǎo)流體穿過倒立式互感器的中心孔并位于上部位置，帶有獨(dú)立絕緣的一次導(dǎo)流體固定于倒立式電流互感器的中心孔中，其絕緣外層電極與倒立式互感器的高壓電極形成導(dǎo)體連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型高壓電流互感器，其特征是一次導(dǎo)流體有獨(dú)立的主絕緣、外絕緣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型高壓電流互感器，其特征是帶有獨(dú)立絕緣的一次導(dǎo)流體的兩側(cè)絕緣臂分別與水平方向的夾角為0度至150度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型高壓電流互感器，其特征是一次導(dǎo)流體兩側(cè)絕緣臂頂部可以不連接，通過絕緣連接板連接或通過內(nèi)有多匝一次導(dǎo)流體的連接盒連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型高壓電流互感器，其特征是一次導(dǎo)流體的主絕緣直接制作在導(dǎo)流體上或制作在導(dǎo)流體外的過渡層上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型高壓電流互感器，其特征是一次導(dǎo)流體的主絕緣為電容式，充氣式，應(yīng)力錐式或整體澆鑄式。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型高壓電流互感器，其特征是沒有一次導(dǎo)流體的倒立式電流互感器高壓側(cè)具有可穿過帶有絕緣的一次導(dǎo)流體的中心孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型高壓電流互感器，其特征是沒有一次導(dǎo)流體的倒立式電流互感器的主絕緣為電容式，充氣式，應(yīng)力錐式或整體澆鑄式。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型高壓電流互感器，其特征是沒有一次導(dǎo)流體的倒立式電流互感器的主絕緣和一次導(dǎo)流體的主絕緣分別進(jìn)行密封，或采用同一密封系統(tǒng)。
全文摘要
新型高壓電流互感器，由一個(gè)沒有一次導(dǎo)流體的倒立式電流互感器和帶有獨(dú)立主絕緣的一次導(dǎo)流體組成，帶有獨(dú)立主絕緣的一次導(dǎo)流體固定于倒立式電流互感器的中心孔中，其絕緣外層電極與倒立式互感器的高壓電極形成導(dǎo)體連接。其一次導(dǎo)流體和倒立式電流互感器的主絕緣可以分別為電容式、應(yīng)力錐式、充氣式或整體澆鑄式結(jié)構(gòu)。其特點(diǎn)是提高運(yùn)行安全性，降低產(chǎn)品成本，安裝與運(yùn)輸方便。
文檔編號(hào)H01F38/28GK1873858SQ20051007332
公開日2006年12月6日 申請(qǐng)日期2005年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月2日
發(fā)明者王鈺 申請(qǐng)人:王鈺, 北京國(guó)電四維電力技術(shù)有限公司