干式高压电子式电流互感器.docx

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干式高压电子式电流互感器

权利要求书

1、倒立结构干式高压电子式电流互感器，它由一次绕组1、二次线圈、主绝缘4、头部保护层5、二次引线管8、信号传输屏蔽电缆9、硅橡胶伞裙10、法兰13、底座12、调理调制回路11、二次接线盒14等组成。

其特征在于：

罗氏线圈2或罗氏线圈2和LPCT3位于互感器头部，罗氏线圈2或罗氏线圈2和LPCT3与二次引线管8上包裹刚性的电容型主绝缘4，所述电容型主绝缘4的头部紧密胶结头部保护层5，所述电容型主绝缘4的尾部直接紧密粘结硅橡胶伞裙10，所述电容型主绝缘4的尾部的下端直接胶结法兰13，所述硅橡胶伞裙10的上下两端分别与头部保护层5和法兰13紧密胶结密封。

2、如权利要求1所述的干式高压电子式电流互感器，其特征在于:

二次线圈为罗氏线圈2或罗氏线圈2和LPCT（低功率线圈）3。

3、如权利要求1所述的干式高压电子式电流互感器，其特征在于:

电容型主绝缘4由能够承担互感器所受电压及机械负荷的高强度绝缘树脂浸渍纤维增强材料加导电膜层7及末层电屏6组成。

4、如权利要求1所述的干式高压电子式电流互感器，其特征在于:

一次绕组1在罗氏线圈2或罗氏线圈2和LPCT3的中心孔内与电容型主绝缘4的末层电屏6的一部分紧密胶结，头部保护层5与末层电屏6的另外一部分紧密胶结。

5、如权利要求1和2所述的干式高压电子式电流互感器，其特征在于:

头部保护层5为金属镀层或耐气候高分子材料或二者结合。

6、如权利要求1所述的干式高压电子式电流互感器，其特征在于:

直接用屏蔽电缆9将二次线圈（罗氏线圈2或罗氏线圈2和LPCT3）信号引接到二次接线盒14内，二次线圈输出与一次电流的倒数或一次电流成线性关系。

7、根据需要，可以将信号调理插件回路13安装在二次接线盒内部或外部，安于外部时，用屏蔽电缆从二次接线盒14将信号调理插件回路13相连。

8、信号调理调制回路13可以根据需要输出与一次电流成线性关系的模拟量或数字量信号。

信号调理调制回路用普通站用电源供电。

说明书

干式高压电子式电流互感器

技术领域

本发明涉及一种高压电流互感器，特别是无油、无气、无瓷的干式高压电子式电流互感器，属于电子互感器技术领域。

背景技术

目前，高压和超高压电网所使用的独立式高压电子式电流互感器主要为纯光学或混合式电子互感器。

纯光学电子式互感器的电流测量原理包括Faraday效应、磁致伸缩效应、Kerr效应和逆压磁效应等。

纯光学电子式电流互感器采用光学玻璃器件作为传感器件，光在光学玻璃中的偏转角度受周围电磁场大小的影响，而电磁场强度对应一次电流的大小。

纯光学电子互感器通过光纤直接实现了高低压侧电气隔离，线性度好，动态范围宽，有较好的应用前景。

但目前阶段，受制于光纤和光学晶体工艺和技术的制约，光学玻璃器件存在不稳定的问题。

现在的研究主要集中在针对光纤和光学玻璃的不稳定性而采取的各种硬件或软件补偿技术上，主要为抗震动特性的研究、偏振器件变化的研究、工作环境变化的研究、软件自适应补偿的研究等。

光学互感器的技术提升，关键是光学玻璃器件技术的提升。

混合式电子式互感器，主要采用罗氏线圈等成熟的非光学器件实现对一次电流的传变，在高压侧将一次电流值转换为数字量，再通过光纤将数字信号向远方进行传送。

这种互感器也是采用光纤进行电气隔离，但数字回路工作需要提供额外的工作电源，所以称为混合式电子互感器。

这种结构的电子互感器，存在供电困难，电气回路检修困难的缺点。

也有采用SF6气体或绝缘油绝缘，可以解决供电难检修难的问题，但SF6气体和绝缘油绝缘在独立式电子互感器的使用中也存在绝缘机构结构复杂，维护困难的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服以上现有技术的缺点，提供一种采用倒立结构的干式高压电子式电流互感器，这种高压电子式电流互感器的电容型主绝缘采用树脂浸渍纤维实现绝缘和支撑，绝缘树脂固化后自身能达到非常高的机械强度，可以同时担当承受电气绝缘和机械负荷双重任务。

本发明干式高压电子式电流互感器的罗氏线圈2或罗氏线圈2和LPCT3的引出线从中心管8穿出，接到二次接线盒14内的端子上，根据需要可以在二次接线盒内直接安装调理调制回路11，也可以将信号调理插件板外置安装。

信号调理调制回路11可以根据需要输出模拟量或数字量信号，其电源取用普通站用电源。

固定好的罗氏线圈2或罗氏线圈2和LPCT3和二次引线管8的表面用半导电材料进行包覆处理，用以消除毛刺尖角，处理过的表面构成地电屏。

地电屏外用高强度绝缘树脂浸渍纤维做成主绝缘，并在预先设计好的层数时制作均压用的导电膜层7（称为中间电屏），这些电容屏可以采用能与绝缘树脂牢固粘结的金属箔，也可以用可固化的导电树脂制作；电屏在高度方向上的位置是逐渐错开的，在保证径向均压的同时，轴向电压分布也是均匀的。

电容型主绝缘芯体的最末一层电屏（高压电屏）采用导电树脂制作，它将罗氏线圈2或罗氏线圈2和LPCT3上包裹的主绝缘全部包覆，并与一次绕组完整的胶结在一起。

互感器的头部高压电屏之外制作一层保护层5，用以保护头部的电容型主绝缘芯体。

根据外绝缘泄漏距离的要求，在电容型主绝缘芯体的尾部直接粘结硅橡胶伞裙10。

电容型主绝缘芯体尾部的下端胶装固定用法兰13，法兰下端固定一个安装用的底座12。

采用上述结构，由于电容型主绝缘采用高强度绝缘树脂制作，并且加入纤维增强材料，高机械强度高，硅橡胶伞裙直接粘结在电容型主绝缘外，结构简单，成品率高。

同时，采用倒立式结构，一次绕组上不缠绕主绝缘，且长度短，达到了提高动热稳定水平的目的。

由上述可知，本发明的新型干式高压电子式电流互感器由一次绕组1、二次绕组（罗氏线圈2或罗氏线圈2和LPCT3）、电容型主绝缘4、二次引线管8、硅橡胶伞裙10、信号传输屏蔽电缆9、调理调制回路11等组成。

其特点是:

电容型主绝缘采用树脂浸渍纤维实现绝缘和支撑，绝缘树脂固化后自身能达到非常高的机械强度，可以同时担当承受电气绝缘和机械负荷双重任务，硅橡胶伞裙直接粘结在电容型主绝缘外。

罗氏线圈或罗氏线圈和LPCT输出信号经过屏蔽电缆引出到互感器底座下方的调理调制回路中，供电和维护方便，解决了有源电子互感器的供电和维护难题。

作为本发明的更进一步改进，二次引线管可以做成喇叭口形。

采用这种结构后，二次引线管包裹好主绝缘后，电容型主绝缘尾部的外径上下一致，呈圆柱形，这样可以减少主绝缘材料的用量。

综上所述，本发明优点是:

电容型主绝缘机械强度高，可以同时担当承受电气绝缘和机械负荷双重任务，硅橡胶伞裙直接粘结在电容型主绝缘外，结构简单；采用倒立式结构，动热稳定性好；罗氏线圈或罗氏线圈和LPCT输出信号经过屏蔽电缆引出到互感器底座下方的调理调制回路中，供电和维护方便，解决了有源电子互感器的供电和维护问题。

附图说明

图1为本发明电子互感器示意图1，采用单罗氏线圈实现电流检测。

图2为本发明电子互感器示意图2，采用罗氏线圈和LPCT共同实现电流检测。

图3为本发明电子互感器进一步改进示意图。

具体实施方式

如图例1所示，本发明干式高压电子式电流互感器由一次绕组1、罗氏线圈2、主绝缘4、头部保护层5、末层电屏6、导电膜层7、二次引线管8、信号传输屏蔽电缆9、硅橡胶伞裙10、法兰13、底座12、调理调制回路11、二次接线盒14等组成。

一次绕组1可采用铜棒、铜管、铜排等导体制作，它从罗氏线圈2或罗氏线圈2和LPCT3的中心孔穿过，在制作完主绝缘后，该中心孔的表面是电容型主绝缘4的末层电屏6的一部分，一次绕组1在中心孔中与末层电屏6胶装在一起。

互感器头部高压电屏（即末层电屏6）之外制作一层头部保护层5，用以保护电容型主绝缘芯体4的头部。

保护层5可以是金属材料，也可以是耐气候好的高分子材料或其它非金属材料；可以用粘结、螺栓等方式固定，也可以直接采用喷刷、电镀等方法制作。

罗氏线圈2或罗氏线圈2和LPCT3的接地屏蔽层与二次引线管8牢固焊接，罗氏线圈2或罗氏线圈2和LPCT3与二次引线管8的表面及焊接部位用半导电材料进行光滑处理，此表面称为地电屏。

地电屏外用高强度绝缘树脂浸渍纤维在罗氏线圈2或罗氏线圈2和LPCT3及二次引线管8上逐层制作主绝缘3，并在预先设计好的层数时用金属箔或半导电薄膜或导电树脂制成中间电屏7，这些电屏沿高度方向的位置是逐渐错开的。

最末一层电屏（高压电屏6）将二次绕组上缠绕的主绝缘全部包覆，头部保护层5与末层电屏6紧密胶装。

硅橡胶伞裙10紧密粘接在电容型主绝缘芯体4的尾部，电容型主绝缘芯体4尾部的下端胶装法兰13。

硅橡胶伞裙10的上下两端分别与头部保护层5和法兰13紧密胶结、密封。

法兰13的下端固定一个安装用的底座12。

二次绕组（罗氏线圈2或罗氏线圈2和LPCT3）的引出线从二次引线管8内经屏蔽电缆9向下穿出，接到二次接线盒14内，调理调制回路11安装于二次接线盒内，信号调理调制回路根据需要可输出数字量和模拟量，其直接取用普通站用电源。

信号调理调制回路也可能安装与底座外部，经过屏蔽电缆与底座下的端子相连。

图2为本发明的另一种结构形式，其中二次线圈由罗氏线圈和LPCT共同构成。

如图3所示，作为本发明更进一步改进，二次引线管8可以做成喇叭口形，上小下大（如图2所示）。

采用这种结构后，二次引线管8包绕完主绝缘后，电容型主绝缘4的尾部的外径上下一致，呈圆柱形，这样可以减少主绝缘材料的用量。

说明书附图

图1

图2

图3

说明书摘要

本发明专利公开了一种倒立式结构的干式高压电子式电流互感器，它由一次绕组1、罗氏线圈2、主绝缘4、信号传输屏蔽电缆8、硅橡胶伞裙10、调理调制回路11等组成。

其特点是：

主绝缘采用高强度绝缘树脂浸渍纤维加导电膜层结构，机械支撑和电气绝缘性能良好；硅橡胶伞裙直接粘结在电容型主绝缘外，结构简单，成品率高；采用倒立式结构，动热稳定性好；罗氏线圈或罗氏线圈和LPCT输出信号经过屏蔽电缆引出到互感器底座下方，调理调制回路安装于互感器低电位侧，供电和维护方便，解决了高压有源电子式互感器的供电和维护难题。

摘要附图

专利申请人：

张克元周水斌田志国周丽娟马朝阳