一種gis用多輸出電子式電流電壓組合互感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種GIS用多輸出電子式電流電壓組合互感器，一種GIS用多輸出電子式電流電壓組合互感器，包括電子式電流互感器和同軸電容式的電壓互感器，所述電壓互感器包括同軸電容分壓器，同軸電容分壓器包括懸浮電位筒（6）和懸浮電位筒外側(cè)設(shè)置的低壓電容結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述低壓電容結(jié)構(gòu)至少由內(nèi)向外依次設(shè)有第一金屬層（7）、第二金屬層（9）和第三金屬層（11），各金屬層之間設(shè)有絕緣介質(zhì)；所述第一金屬層（7）連接懸浮電位筒（6）外壁，第二金屬層（9）為分體式結(jié)構(gòu)。上述同軸結(jié)構(gòu)分壓器可實(shí)現(xiàn)電壓、電流傳感多輸出、多保護(hù)功能。具備小型化，高抗干擾，高精度，高可靠性、低成本等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】—種GIS用多輸出電子式電流電壓組合互感器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種GIS用多輸出電子式電流電壓組合互感器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的GIS用電子式電壓互感器(包括組合互感器設(shè)備中的電壓互感器)，多為電容分壓結(jié)構(gòu)，使用一次屏蔽罩和懸浮筒體的同軸結(jié)構(gòu)作為高壓電容，用絕緣介質(zhì)的同軸金屬層結(jié)構(gòu)作為低壓電容，低壓電容側(cè)并上電阻引入采集器、經(jīng)積分、放大、雙A/D轉(zhuǎn)換后，通過光電轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)化為光信號(hào)經(jīng)光纖接入合并單元同步處理后到測(cè)量保護(hù)設(shè)備上。
[0003]如CN202384167U，CN202384166U等專利文獻(xiàn)所公開的那樣，與一次導(dǎo)體同軸設(shè)置的懸浮電位筒上設(shè)置金屬層與絕緣層，形成同軸電容結(jié)構(gòu)。對(duì)于組合互感器，懸浮電位筒上同軸設(shè)置采用羅氏線圈的電流互感器。
[0004]當(dāng)前的問題在于，隨著電力系統(tǒng)向大容量，超高壓和特高壓方向發(fā)展，對(duì)電力設(shè)備小型化，智能化，高可靠性的要求也越來越高，國家電網(wǎng)對(duì)智能電網(wǎng)110KV級(jí)以上電站測(cè)量系統(tǒng)提出了雙保護(hù)的原則；所以亟需一種多輸出的組合互感器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種GIS用多輸出電子式電流電壓組合互感器，用以解決當(dāng)前沒有多輸出組合互感器的問題。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案包括:
[0007]一種GIS用多輸出電子式電流電壓組合互感器，包括電子式電流互感器和同軸電容式的電壓互感器，所述電壓互感器包括同軸電容分壓器，同軸電容分壓器包括懸浮電位筒(6)和懸浮電位筒外側(cè)設(shè)置的低壓電容結(jié)構(gòu)，所述低壓電容結(jié)構(gòu)至少由內(nèi)向外依次設(shè)有第一金屬層(7)、第二金屬層(9)和第三金屬層(11)，各金屬層之間設(shè)有絕緣介質(zhì)；所述第一金屬層(7)連接懸浮電位筒(6)外壁,第二金屬層(9)為分體式結(jié)構(gòu)。
[0008]所述第二金屬層(9)徑向分段，由至少兩個(gè)瓦形結(jié)構(gòu)組成。
[0009]所述第二金屬層(9)軸向分段設(shè)置。
[0010]所述第二金屬層(9 )軸向分段設(shè)置。
[0011 ] 所述第三金屬層(11)接地，第二金屬層的各分體塊分別連接所述電壓互感器對(duì)應(yīng)輸出端。
[0012]所述第二金屬層(9)的各分體塊大小、形狀相同。
[0013]所述電子式電流互感器包括至少兩個(gè)羅氏線圈，羅氏線圈安裝在懸浮電位筒外的金屬殼體中。
[0014]所述第一金屬層與第三金屬層之間并聯(lián)有匹配電阻。
[0015]同軸電容分壓器包含懸浮電位筒，懸浮電位筒同軸由內(nèi)向外至少設(shè)置第一金屬層7，第二金屬層9，第三金屬層11。通過調(diào)整第二金屬層9形狀、結(jié)構(gòu)，將其設(shè)置為分體式結(jié)構(gòu)，由若干分體塊構(gòu)成，分體方法包括軸向分段，分為若干筒形結(jié)構(gòu)，或者徑向分段，分為若干瓦形結(jié)構(gòu)，抑或是既軸向分段又徑向分段，第三金屬層與各分體塊均通過屏蔽電纜連接相應(yīng)的電壓互感器端口，每個(gè)分體塊與第三金屬層間作為一個(gè)傳感頭接口，從而實(shí)現(xiàn)電壓互感器多輸出、多保護(hù)功能。如雙輸出雙保護(hù)功能。
[0016]通過配置合適數(shù)目的羅氏線圈，也可以實(shí)現(xiàn)電流傳感多輸出、多保護(hù)的功能。
[0017]本發(fā)明的組合互感器具體小型化，高抗干擾，高精度，高可靠性、低成本等優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是GIS用電子電流電壓組合互感器整體結(jié)構(gòu)圖；
[0019]圖2是互感器低壓電容金屬分層示意圖；
[0020]圖3是同軸電容機(jī)構(gòu)原理圖；
[0021]圖4是阻容分壓電氣原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0023]如圖1所示為本發(fā)明所的一種GIS用多輸出電子式電流電壓組合互感器，包括外部壓力容器1、羅氏線圈4、羅氏線圈的金屬制殼體5、同軸電容分壓器3等，2為一次導(dǎo)體。與現(xiàn)有技術(shù)類似，同軸電容分壓器由懸浮電位筒和懸浮電位筒外側(cè)的低壓電容結(jié)構(gòu)組成，一次導(dǎo)體2與懸浮電位筒6之間采用氣體絕緣介質(zhì)(SF6)絕緣，形成高壓電容。
[0024]如圖2所示，懸浮電位筒外側(cè)，由內(nèi)向外依次同軸設(shè)置有第一金屬層7、第一固體絕緣介質(zhì)層8、第二金屬層9、第二固體絕緣介質(zhì)層10和第三金屬層11 ;第一金屬層7緊貼懸浮電位筒6外壁,第二金屬層9為分體式結(jié)構(gòu)。
[0025]上述分體式結(jié)構(gòu)，作為一種實(shí)施方式，如圖3所示，第二金屬層9徑向分段，由兩個(gè)瓦形結(jié)構(gòu)組成。為了實(shí)現(xiàn)多輸出，也可以采用三個(gè)或三個(gè)以上瓦形結(jié)構(gòu)形成的第二金屬層。填充到金屬層間的固體絕緣材料形成的第一、第二固體絕緣介質(zhì)層通過第二金屬層分體塊之間的間隙連通。
[0026]作為另一種實(shí)施方式，第二金屬層9軸向分段設(shè)置，可以分為多個(gè)筒形結(jié)構(gòu)(附圖未畫出)。
[0027]作為進(jìn)一步的實(shí)施方式，第二金屬層9還可以既軸向分段又徑向分段，其截面仍可參照?qǐng)D3。
[0028]以上實(shí)施例中，為了便于測(cè)量、計(jì)算，各分體塊大小、形狀完全相同，如圖4的電氣參數(shù)計(jì)算中，選擇兩分體結(jié)構(gòu)，兩分體塊電氣參數(shù)相同。
[0029]第二金屬層每分體塊與第三金屬層形成互感器輸出端口，經(jīng)由高屏蔽性能電纜傳導(dǎo)至采集單元，從而實(shí)現(xiàn)多輸出多保護(hù)。第三金屬層為接地金屬層。
[0030]懸浮電位筒固定于壓力容器筒體，懸浮電位筒與壓力容器之間采用高強(qiáng)度高絕緣工程塑料連接，第一金屬層與第二金屬層間、第二金屬層與第三金屬層間采用高韌性，高絕緣性能絕緣材料填充。懸浮電位筒安裝于壓力容器筒體上，第一金屬層、第二金屬層、第三金屬層及相關(guān)絕緣介質(zhì)安裝附著于懸浮電位筒上，懸浮電位筒為第一金屬層、第二金屬層、第三金屬層提供機(jī)械支撐。金屬制壓力容器形成外電場(chǎng)屏蔽系統(tǒng)，懸浮電位筒形成強(qiáng)弱電場(chǎng)屏蔽系統(tǒng)，同時(shí)，懸浮電位筒靠近一次導(dǎo)體側(cè)表面與一次導(dǎo)體外表面電容效應(yīng)承擔(dān)一次導(dǎo)體到壓力容器地電位壓降主要部分，協(xié)同第一金屬層、第二金屬層、第三金屬層間電容效應(yīng)，形成電容分壓器，第一金屬層與第三金屬層之間并聯(lián)匹配電阻，調(diào)節(jié)互感器輸出端口輸出電壓，同時(shí)形成過電壓抑制電路。
[0031]二次電子單元，如圖1所示電纜連接的壓力容器以上部分，安裝于壓力容器外側(cè)，安裝于封閉金屬制殼體內(nèi)。為二次電子單元提供良好的外界電磁場(chǎng)屏蔽。采集單元輸入口并大電阻確保傳變精度。
[0032]為了實(shí)現(xiàn)電流互感器的多輸出，可以配置相應(yīng)數(shù)量的羅氏線圈，每個(gè)羅氏線圈分別形成電流傳感器接口。羅氏線圈安裝于鋁制或其他金屬制的殼體內(nèi)，殼體、羅氏線圈與上述金屬層同軸。
[0033]以下為阻容分壓原理，如圖4所示:
[0034]一次導(dǎo)體外表面與懸浮電位筒靠近一次導(dǎo)體側(cè)表面電容參數(shù)為C1，其電容數(shù)值決定于一次導(dǎo)體與懸浮電位筒間氣體介質(zhì)的介電常數(shù)與一次導(dǎo)體與懸浮電位管的具體形狀，懸浮電位筒外表面與第一金屬層緊貼，第一金屬層與第二金屬層各分體塊間電容參數(shù)為Ca,第二金屬層各分體塊與第三金屬層間電容參數(shù)為C2,由金屬層結(jié)構(gòu)可知,第一金屬層與第二金屬層各分體塊間電容可視為η個(gè)Ca并聯(lián),第二金屬層各分體塊與第三金屬層間電容可視為η個(gè)C2并聯(lián)。忽略諸多細(xì)節(jié)因素，可理想化視為無限長(zhǎng)同軸電容計(jì)算公式為:
【權(quán)利要求】
1.一種GIS用多輸出電子式電流電壓組合互感器，包括電子式電流互感器和同軸電容式的電壓互感器，所述電壓互感器包括同軸電容分壓器，同軸電容分壓器包括懸浮電位筒(6)和懸浮電位筒外側(cè)設(shè)置的低壓電容結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述低壓電容結(jié)構(gòu)至少由內(nèi)向外依次設(shè)有第一金屬層(7)、第二金屬層(9)和第三金屬層(11)，各金屬層之間設(shè)有絕緣介質(zhì)；所述第一金屬層(7)連接懸浮電位筒(6)外壁，第二金屬層(9)為分體式結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種GIS用多輸出電子式電流電壓組合互感器，其特征在于，所述第二金屬層(9)徑向分段，由至少兩個(gè)瓦形結(jié)構(gòu)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種GIS用多輸出電子式電流電壓組合互感器，其特征在于，所述第二金屬層(9 )軸向分段設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種GIS用多輸出電子式電流電壓組合互感器，其特征在于，所述第二金屬層(9 )軸向分段設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種GIS用多輸出電子式電流電壓組合互感器，其特征在于，所述第三金屬層(11)接地，第二金屬層的各分體塊分別連接所述電壓互感器對(duì)應(yīng)輸出端。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種GIS用多輸出電子式電流電壓組合互感器，其特征在于，所述第二金屬層(9)的各分體塊大小、形狀相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種GIS用多輸出電子式電流電壓組合互感器，其特征在于，所述電子式電流互感器包括至少兩個(gè)羅氏線圈，羅氏線圈安裝在懸浮電位筒外的金屬殼體中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種GIS用多輸出電子式電流電壓組合互感器，其特征在于，所述第一金屬層與第三金屬層之間并聯(lián)有匹配電阻。
【文檔編號(hào)】H01G4/00GK103762066SQ201410001580
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月2日
【發(fā)明者】田志國, 池立江, 袁亮, 潘丁, 薛瀟敏, 郭穎寶, 冉允喜, 張賀, 史文強(qiáng), 石睿睿 申請(qǐng)人:國家電網(wǎng)公司, 許繼集團(tuán)有限公司