本实用新型专利技术提供的一种基于高压陶瓷电容的柱上开关用组合式互感器，包括套设在一次绕组穿心铝管上用于相序电流测量的两个线圈绕组，其中一个线圈绕组用于合成零序电流，与一次绕组穿心铝管相连接的高压陶瓷电容，以及与两个线圈绕组和高压陶瓷电容相连的多芯信号线；高压陶瓷电容采用圆柱形高压陶瓷电容或穿心管式高压同轴圆柱陶瓷电容。当一次绕组裸铜导电杆接触并穿过一次绕组穿心铝管后，与高压陶瓷电容构成对一次高压的测量；当电流通过一次绕组裸铜导电杆时形成磁通，与两个线圈绕组互感耦合构成对一次电流的测量。本组合式互感器绝缘简单、体积小、结构紧凑，可同时满足测量、计量、保护用二次设备的信号要求。
【技术实现步骤摘要】
一种基于高压陶瓷电容的柱上开关用组合式互感器
本技术涉及电力互感器
，具体涉及一种基于高压陶瓷电容的柱上开关用组合式电压电流互感器。
技术介绍
10-35kV中压柱上开关用组合式互感器分为电磁式电压与电流组合式互感器，电磁式电流与电阻分压组合式互感器，电磁式电流与电容分压组合式互感器，其中电磁式电压与电流组合式互感器最为常见，这种互感器电压和电流测量元件均为铁芯绕组，存在体积重量大、绝缘复杂以及电压互感器存在铁磁谐振等风险。现有的电磁式电流与电阻分压组合式互感器是将电磁式电流互感器线圈绕组与高压电阻元件进行组合，封装浇注成一个整体，由于高压电阻为有功发热元件，长时间运行易产生热累计导致绝缘介质失效，同时大量并联接入系统运行下边际并联电阻趋于无穷小，对地电流将淹没接地故障电流，影响接到故障保护的判定。现有的电磁式电流与电容分压组合式互感器，电流测量与其它两种组合式互感器一样采用电磁式电流互感器线圈，线圈可以是多匝比、小信号输出的电子式互感器，也可以是少匝比、1A或5A信号输出的且具有较强带载能力的电磁式互感器；电压分压元件采用高压电容，由于电容为无功元件，且直流阻抗趋于正无穷，没有浇注封装电阻易产生热累计导致绝缘失效、以及大量并联使用后对地电阻趋于无穷小等问题，已成为中压组合式互感器发展的趋势。这类组合式互感器又可根据采用的高压电容元件不同，分为有机薄膜介质电容和陶瓷介质电容两小类，基于有机薄膜介质电容的组合式互感器，由于电容的薄膜介质在卷绕时层与层之间容易裹进空气，单个薄膜电容的绝缘水平较低，使用时需要多个电容串联使用，以降低单个电容分担的场强进而保证高电场下运行的可靠性，但多个电容串联需占用较大空间，产品很难小型化，另外，由于多个电容串联降低了产品可靠性，若串联结构中的某个电容存在质量缺陷，容易导致其它串联电容全部烧毁损坏，同时，由于薄膜介质与环氧树脂均为有机物很难相互浸润和粘合，薄膜电容在用环氧树脂封装浇注时，易产生界面导致界面老化击穿。综上，随着开关设备朝着小型化、紧凑型和一二次设备融合的方向不断发展，组合式互感器的发展成为必然，基于陶瓷电容的组合式互感器，由于绝缘简单可靠、测量准确度高、体积小重量轻等优点，能更好的满足柱上开关本体对互感器深度融合集成的需要，以及更快的推动柱上开关一二次融合、以及配网自动化行业的发展。
技术实现思路
本技术的目的在于克服已有技术的不足之处，提供一种基于高压陶瓷电容的柱上开关用组合式互感器，该互感器相序电压电流的测量元件均浇注封装成一个整体，在实现产品功用和电气性能大幅提升的同时，可实现更为显著的技术经济性。为实现上述目的，本技术采用以下技术方案：本技术提出的一种基于高压陶瓷电容的柱上开关用组合式互感器，其特征在于，包括多芯信号线以及封装在真空环氧树脂内的一次绕组穿心铝管、用于相序电流测量的两个线圈绕组和用于相序电压测量的高压陶瓷电容，在所述真空环氧树脂的下部设有连通的硅橡胶伞裙护套，在该硅橡胶伞裙护套底部插接有金属弯管；所述多芯信号线包括信号输出线S1和0S1、公共端输出线0S1和0S2以及二次信号输出线S，所述多芯信号线一部分封装在所述真空环氧树脂内，另一部分穿过所述金属弯管后外露，外露于金属弯管的所述多芯信号线以及该金属弯管端部与柱上开关连接；两个线圈绕组依次套设在所述一次绕组穿心铝管上且与该一次绕组穿心铝管同轴设置，第一线圈绕组用于合成零序电流，其绕线起始点和绕线结束点分别与位于真空环氧树脂内的信号输出线0S1和公共端输出线0S2相连接；第二线圈绕组的绕线起始点和绕线结束点分别与位于真空环氧树脂内的信号输出线S1和公共端输出线S2相连接；所述高压陶瓷电容采用圆柱形高压陶瓷电容或穿心管式高压同轴圆柱陶瓷电容，其高压电极与所述一次绕组穿心铝管相连接，其低压电极与位于真空环氧树脂内的二次信号输出线S相连接；当一次绕组裸铜导电杆从所述一次绕组穿心铝管中穿过时，与所述高压陶瓷电容构成对一次高压的测量；当电流通过一次绕组裸铜导电杆时形成磁通，与两个相序电流测量线圈绕组互感耦合构成一次对电流的测量。进一步地，所述圆柱形高压陶瓷电容设置在两个线圈绕组外部，此时该圆柱形高压陶瓷电容的轴线与所述一次绕组穿心铝管的轴线相平行或者相垂直。或者，所述圆柱形高压陶瓷电容绝缘对中设置在两个线圈绕组内部，即所述圆柱形高压陶瓷电容位于所述一次绕组穿心铝管和两个线圈绕组之间，此时该圆柱形高压陶瓷电容的轴线与所述一次绕组穿心铝管的轴线相垂直。进一步地，所述穿心管式高压同轴圆柱陶瓷电容绝缘设置在所述一次绕组穿心铝管和两个线圈绕组之间，且该穿心管式高压同轴圆柱陶瓷电容的高压电极与所述一次绕组穿心铝管焊接，该穿心管式高压同轴圆柱陶瓷电容的低压电极与位于真空环氧树脂内的二次信号输出线S焊接。本技术的特点及有益效果在于：本技术提出的一种基于高压陶瓷电容的柱上开关用组合式电压电流互感器，是基于陶瓷介质电容作为分压测量元件的组合式互感器，高压陶瓷电容的陶瓷粉体在一千多度的高温条件下完全熔融烧结一起，介质缺陷少，单个电容即可满足雷电冲击和工频耐压的绝缘需求，另外，电容电极的金属层也是经高温烧结至陶瓷表层上的，完全没有气隙，便于局部放电的控制，与此同时，陶瓷和金属电机层均为无机物与环氧树脂有机物粘合牢靠，浇注封装后和长期使用下，界面击穿和界面老化击穿的概率极小。本技术基于一个一次绕组穿心铝管、两个用于相序电流测量的线圈绕组和一个高压陶瓷电容；其中一个线圈绕组与另外两相接在不同相序上的同样的两个线圈绕组异名端相连合成零序电流的测量回路，高压陶瓷电容采用一个圆柱形高压陶瓷电容或一个穿心管式高压同轴圆柱陶瓷电容用于相序电压的测量。本技术主要测量元件仅有三个，且均基于相序信号测量，虽然结构简单，但因均基于相序测量，测量冗余大、功用拓展范围宽，可在基于相序电压电流测量的基础上进一步合成零序电压电流测量信号，为配网接地故障判定提供精准的判据信号。综上，本技术的一种基于高压陶瓷电容的柱上开关用组合互感器，解决了电压电流互感器体积大、电压互感器绝缘复杂、容易铁磁谐振等结构工艺及原理缺陷问题，该互感器绝缘简单、体积小、重量轻、结构紧凑，可同时满足测量、计量、保护用二次设备的信号要求，便于一二次设备融合且技术经济性显著，适用于柱上开关等架空线路上，为配电自动化和智能化提供优质数据支撑，具有良好的应用前景。附图说明图1为本技术实施例的一种基于高压陶瓷电容的柱上开关用组合式互感器的结构示意图。高压电容为平行板电极的圆柱电容结构，高压电容固定在一次绕组上，与一次绕组垂直。图2为本技术实施例的一种基于高压陶瓷电容的柱上开关用组合式互感器的结构示意图。高压电容为平行板电极的圆柱电容结构，高压电容固定在一次绕组上，与一次绕组平行。图3为本技术实施例的一种基于高压陶瓷电容的柱上开关用组合式互感器的结构示意图。高压电容为平行板电极的圆柱电容结构，高压电容固定在一次绕组上，与一次绕组平本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于高压陶瓷电容的柱上开关用组合式互感器，其特征在于，包括多芯信号线(7)以及封装在真空环氧树脂(5)内的一次绕组穿心铝管(1)、用于相序电流测量的两个线圈绕组(2和3)和用于相序电压测量的高压陶瓷电容，在所述真空环氧树脂(5)的下部设有连通的硅橡胶伞裙护套(6)，在该硅橡胶伞裙护套(6)底部插接有金属弯管(9)；所述多芯信号线(7)包括信号输出线S1和0S1、公共端输出线0S1和0S2以及二次信号输出线S，所述多芯信号线(7)一部分封装在所述真空环氧树脂(5)内，另一部分穿过所述金属弯管(9)后外露，外露于金属弯管(9)的所述多芯信号线(7)以及该金属弯管(9)端部与柱上开关连接；两个线圈绕组(2和3)依次套设在所述一次绕组穿心铝管(1)上且与该一次绕组穿心铝管(1)同轴设置，第一线圈绕组(2)用于合成零序电流，其绕线起始点和绕线结束点分别与位于真空环氧树脂(5)内的信号输出线0S1和公共端输出线0S2相连接；第二线圈绕组(3)的绕线起始点和绕线结束点分别与位于真空环氧树脂(5)内的信号输出线S1和公共端输出线S2相连接；所述高压陶瓷电容采用圆柱形高压陶瓷电容(4)或穿心管式高压同轴圆柱陶瓷电容(8)，其高压电极(4.1或8.1)与所述一次绕组穿心铝管(1)相连接，其低压电极(4.2或8.2)与位于真空环氧树脂(5)内的二次信号输出线S相连接；当一次绕组裸铜导电杆从所述一次绕组穿心铝管(1)中穿过时，与所述高压陶瓷电容构成对一次高压的测量；当电流通过一次绕组裸铜导电杆时形成磁通，与两个相序电流测量线圈绕组(2和3)互感耦合构成一次对电流的测量。/n...
【技术特征摘要】
1.一种基于高压陶瓷电容的柱上开关用组合式互感器，其特征在于，包括多芯信号线(7)以及封装在真空环氧树脂(5)内的一次绕组穿心铝管(1)、用于相序电流测量的两个线圈绕组(2和3)和用于相序电压测量的高压陶瓷电容，在所述真空环氧树脂(5)的下部设有连通的硅橡胶伞裙护套(6)，在该硅橡胶伞裙护套(6)底部插接有金属弯管(9)；所述多芯信号线(7)包括信号输出线S1和0S1、公共端输出线0S1和0S2以及二次信号输出线S，所述多芯信号线(7)一部分封装在所述真空环氧树脂(5)内，另一部分穿过所述金属弯管(9)后外露，外露于金属弯管(9)的所述多芯信号线(7)以及该金属弯管(9)端部与柱上开关连接；两个线圈绕组(2和3)依次套设在所述一次绕组穿心铝管(1)上且与该一次绕组穿心铝管(1)同轴设置，第一线圈绕组(2)用于合成零序电流，其绕线起始点和绕线结束点分别与位于真空环氧树脂(5)内的信号输出线0S1和公共端输出线0S2相连接；第二线圈绕组(3)的绕线起始点和绕线结束点分别与位于真空环氧树脂(5)内的信号输出线S1和公共端输出线S2相连接；所述高压陶瓷电容采用圆柱形高压陶瓷电容(4)或穿心管式高压同轴圆柱陶瓷电容(8)，其高压电极(4.1或8.1)与所述一次绕组穿心铝管(1)相连接，其低压电极(4.2或8.2)与位于真空环氧树脂(5)内的二次信号输出线S相连接；当一次绕组裸铜导电杆从所述一次绕组穿心铝管(1)中穿过时，与所述高压陶瓷电容构成对一次高压的测量；当电流通过一次绕组裸铜导电杆时形成磁通，与两个相序电流测量线圈绕组(2和3)互感耦合构成一次对电流的测量。
2.根据权利要求1所述的柱上开关用组合式...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈喆，
申请(专利权)人：北京智罗盘智能电气有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11
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