CN106128866B - 一种内置电子式电压互感器的隔离断路器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内置电子式电压互感器的隔离断路器，其特征在于，包括：灭弧室套管、中间法兰、环氧树脂筒、膜纸电容分压器、支持套管、绝缘拉杆、支持套管壁内信号线、支持套管壁外信号线、支持套管底部法兰、密封端子、远端模块、光纤、合并单元，其中：灭弧室套管和支持套管分别连接于中间法兰两侧。绝缘拉杆设置在灭弧室套管和支持套管的轴心。支持套管与环氧树脂筒为同轴方向设置，内筒为环氧树脂筒，外筒为支持套管。膜纸电容分压器固定于支持套管与环氧树脂筒之间。膜纸电容分压器的输出信号利用支持套管壁内信号线通过密封端子输出，输出至远端模块。远端模块将膜纸电容分压器的输出信号转换为数字信号，并通过光纤传至合并单元。

Description

一种内置电子式电压互感器的隔离断路器

技术领域

本发明涉及智能电网开关设备，更具体地，涉及一种内置电子式电压互感器的隔离断路器。

背景技术

我国从2013年开始建设新一代智能变电站，集成式隔离断路器成为新一代站中重要的一次设备之一。截至目前，国内厂家陆续研制成功了126kV～363kV隔离断路器设备，并已在国家电网公司建设的新一代智能变电站中示范应用。但我国在第一期新一代智能变电站及扩大示范工程中示范应用的集成式隔离断路器仅集成了电子式电流互感器，尚未研制出集成电子式电压互感器的产品。随着变电站占地面积进一步减少，设备的集成度要求必然越来越高，有必要开展电子式电压互感器与隔离断路器的集成技术研究，为隔离断路器进一步智能化、体积小型化打下基础。

现有的户外高压开关设备中，高压隔离断路器与电压互感器通常分别制造为各自独立的产品，在安装时要在户外杆塔上安装各自的支架并分别进行接线，因此存在着电压互感器外置，占据更大的空间以及安装成本高、安装程序繁琐等缺陷。电压互感器外置，需要增加安装支架及连接线，使得高压线路保护的安全存在隐患并且影响电网线路系统的美观。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种内置电子式电压互感器的隔离断路器，其特征在于，包括：灭弧室套管、中间法兰、环氧树脂筒、膜纸电容分压器、支持套管、绝缘拉杆、支持套管壁内信号线、支持套管壁外信号线、支持套管底部法兰、密封端子、远端模块、光纤、合并单元，其中：

所述灭弧室套管和所述支持套管分别连接于所述中间法兰两侧；所述绝缘拉杆设置在所述灭弧室套管和所述支持套管的轴心；所述支持套管与所述环氧树脂筒为同轴方向设置，内筒为所述环氧树脂筒，外筒为所述支持套管；所述膜纸电容分压器固定于同轴的所述支持套管与环氧树脂筒之间；利用所述支持套管壁内信号线通过所述支持套管底部法兰上的所述密封端子输出所述膜纸电容分压器的输出信号，并且经由所述密封端子与所述远端模块之间建立的并联电路将所述输出信号传输到所述远端模块；所述远端模块经由所述光纤将所述膜纸电容分压器的输出信号传输至所述合并单元。

优选地，所述外筒的筒壁的内径根据所述膜纸电容分压器的体积进行调节。

优选地，所述膜纸电容分压器的电容值能够调节，所述膜纸电容分压器为4串，均匀且对称地分布于同轴的所述内筒与外筒之间。

优选地，同轴的所述内筒与外筒之间、以及所述内筒内充入相同压力的SF₆气体，所述SF₆气体压力与所述灭弧室套管内气体压力相同。

优选地，同轴的所述内筒与外筒之间通过气体管路连接，并在所述支持套管外配置SF₆密度表。

优选地，所述密封端子与所述远端模块通过所述支持套管壁外信号线建立并联电路。

优选地，所述支持套管壁内信号线与所述支持套管壁外信号线为屏蔽双绞线。

优选地，所述远端模块将接收到的模拟电压信号转换为数字信号，并将所述数字信号经由所述光纤传输至所述合并单元。

优选地，所述密封端子数量为4个，包括1个主密封端子，将其余3个密封端子分别与所述主密封端子连接；所述主密封端子与所述远端模块之间建立的并联电路，并经由所述并联电路将所述膜纸电容分压器的输出信号传输到所述远端模块。

根据本发明提出的一种内置电子式电压互感器的隔离断路器，本发明提出的实施方式将电子式电压互感器与隔离断路器两种一次设备集成，提高了设备集成化程度，节省设备的占地面积。并且本发明提出的电子式电压互感器与隔离断路器的集成结构，不改变原隔离断路器支持套管内部的绝缘结构，不影响内部电场分布。本发明方案中，电容量的大小决定了膜纸电容分压器的体积，支持套管的内径可根据膜纸电容的体积来调节设定。电子式电压互感器一般采用膜纸电容分压器并充油方案，本发明的实施方式在膜纸电容分压器布置空间充入SF₆气体，本发明的实施方式简化了设备的安装工艺，同时也避免了内部环氧树脂筒承受内外压差。

附图说明

通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：

图1为根据本发明实施方式的内置电压互感器的隔离断路器结构示意图；

图2为根据本发明实施方式的膜纸电容分压器布置结构示意图；

图3为根据本发明实施方式的密封端子与远端模块连接关系图。

具体实施方式

现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

图1为根据本发明实施方式的内置电压互感器的隔离断路器结构示意图。如图1所示，本发明实施方式的一种内置电子式电压互感器的隔离断路器100，包括：灭弧室套管101、中间法兰102、环氧树脂筒103、膜纸电容分压器104、支持套管109、绝缘拉杆108、支持套管壁内信号线105、支持套管底部法兰110、密封端子111、远端模块107、光纤112、合并单元113，其中：灭弧室套管101和支持套管109分别连接于中间法兰102两侧；绝缘拉杆108设置在灭弧室套管101和支持套管109的轴心；支持套管109与环氧树脂筒103为同轴方向设置，内筒为环氧树脂筒103，外筒为支持套管109。膜纸电容分压器104固定于同轴的支持套管109与环氧树脂筒103之间。膜纸电容分压器104的输出信号利用支持套管壁内信号线105通过支持套管109底部法兰110上的密封端子111输出，输出至密封端子111与远端模块107之间建立的并联电路。远端模块107经由光纤112传输膜纸电容分压器104的输出信号至合并单元113。

优选地，如图1所示，本发明所提出的隔离断路器100，外筒的筒壁的内径根据膜纸电容分压器104的体积进行调节。隔离断路器100的环氧树脂筒103的筒壁内径与原隔离断路器支持套管的筒壁内径相同，通过电场分析显示，隔离断路器100并未改变支持套管109内部的绝缘结构。支持套管109的筒壁内径根据膜纸电容分压器104的体积进行调节，最大限度的缩短隔离断路器100与膜纸电容分压器104的间距，减小了设备的占地面积。

优选地，如图1所示，本发明所提出的隔离断路器100，膜纸电容分压器104的电容值能够调节，膜纸电容分压器104为4串，均匀且对称地分布于同轴的内筒与外筒之间。优选地，4串膜纸电容器与密封端子的连接关系为(图1未示出，详见图3)：4串膜纸电容分压器经由支持套管壁内信号线105与支持套管109底部法兰110上的4个密封端子111相连接，将其中1个密封端子设置为主密封端子，并将其余3个密封端子分别连接到主密封端子。主密封端子与远端模块107之间建立并联电路。通过主密封端子将膜纸电容分压器104的输出信号传输到远端模块107。

优选地，如图1所示，本发明所提出的隔离断路器100，同轴的内筒与外筒之间、以及内筒内充入相同压力的SF₆气体，SF₆气体压力与灭弧室套管内气体压力相同。本发明提出的实施方式在膜纸电容分压器104所在的空间内充入SF₆气体，简化了设备的安装工艺，同时也避免了内筒环氧树脂筒103承受内外气体压差。

优选地，如图1所示，本发明所提出的隔离断路器100，同轴的内筒与外筒之间通过气体管路连接，并在支持套管109外配置SF₆密度表。由于SF₆断路器的绝缘和灭弧性能在很大程度上取决于SF₆气体的纯度和密度，所以，对SF₆气体的纯度检测和密度的监测非常重要。SF₆密度表是起监视作用和保护作用。

优选地，如图1所示，本发明所提出的隔离断路器100，密封端子111与远端模块107通过支持套管壁外信号线106建立并联电路。

优选地，如图1所示，本发明所提出的隔离断路器100，支持套管壁内信号线105与支持套管壁外信号线106为屏蔽双绞线。

优选地，如图1所示，本发明所提出的隔离断路器100，远端模块107将接收到的模拟电压信号转换为数字信号，并将数字信号经由光纤112传输至合并单元113。

图2为根据本发明实施方式的膜纸电容分压器布置结构示意图。如图2所示，本发明实施方式的隔离断路器的内置膜纸电容分压器202的电容值可以调节，膜纸电容分压器202为4串，均匀对称分布于支持套管201与环氧树脂筒203之间。

图3为根据本发明实施方式的密封端子与远端模块连接关系图。4串膜纸电容分压器经由支持套管壁内信号线与支持套管底部法兰上的4个密封端子相连接，将其中1个密封端子设置为主密封端子401，并将其余3个密封端子402、密封端子403、密封端子404连接到主密封端子401。主密封端子401与远端模块405之间建立并联电路406。通过主密封端子401经由并联电路406输出膜纸电容分压器的输出信号至远端模块405。

根据本发明提出的一种内置电子式电压互感器的隔离断路器，本发明提出的实施方式将电子式电压互感器与隔离断路器两种一次设备集成，提高了设备集成化程度，节省设备的占地面积。并且本发明提出的电子式电压互感器与隔离断路器的集成结构，不改变原隔离断路器支持套管内部的绝缘结构，不影响内部电场分布。本方案中，电容量的大小决定了膜纸电容分压器的体积，支持套管的内径可根据膜纸电容的体积来调节设定。电子式电压互感器一般采用膜纸电容分压器并充油方案，本发明的实施方式在膜纸电容分压器布置空间充入SF₆气体，本发明的实施方式简化了设备的安装工艺，同时也避免了内部环氧树脂筒承受内外压差。

已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。

通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。

Claims (9)

1.一种内置电子式电压互感器的隔离断路器，其特征在于，包括：灭弧室套管、中间法兰、环氧树脂筒、膜纸电容分压器、支持套管、绝缘拉杆、支持套管壁内信号线、支持套管壁外信号线、支持套管底部法兰、密封端子、远端模块、光纤、合并单元，其中：

所述灭弧室套管和所述支持套管分别连接于所述中间法兰两侧；所述绝缘拉杆设置在所述灭弧室套管和所述支持套管的轴心；所述支持套管与所述环氧树脂筒为同轴方向设置，内筒为所述环氧树脂筒，外筒为所述支持套管；所述膜纸电容分压器固定于同轴的所述支持套管与环氧树脂筒之间；利用所述支持套管壁内信号线通过所述支持套管底部法兰上的所述密封端子输出所述膜纸电容分压器的输出信号，并且经由所述密封端子与所述远端模块之间建立的并联电路将所述输出信号传输到所述远端模块；所述远端模块经由所述光纤将所述膜纸电容分压器的输出信号传输至所述合并单元。

2.根据权利要求1所述的隔离断路器，所述外筒的筒壁的内径根据所述膜纸电容分压器的体积进行调节。

3.根据权利要求1所述的隔离断路器，所述膜纸电容分压器的电容值能够调节，所述膜纸电容分压器为4串，均匀且对称地分布于同轴的所述内筒与外筒之间。

4.根据权利要求1所述的隔离断路器，同轴的所述内筒与外筒之间、以及所述内筒内充入相同压力的SF₆气体，所述SF₆气体压力与所述灭弧室套管内气体压力相同。

5.根据权利要求1所述的隔离断路器，同轴的所述内筒与外筒之间通过气体管路连接，并在所述支持套管外配置SF₆密度表。

6.根据权利要求1所述的隔离断路器，所述密封端子与所述远端模块通过所述支持套管壁外信号线建立并联电路。

7.根据权利要求1所述的隔离断路器，所述支持套管壁内信号线与所述支持套管壁外信号线为屏蔽双绞线。

8.根据权利要求1所述的隔离断路器，所述远端模块将接收到的模拟电压信号转换为数字信号，并将所述数字信号经由所述光纤传输至所述合并单元。

9.根据权利要求1所述的隔离断路器，所述密封端子数量为4个，包括1个主密封端子，将其余3个密封端子分别与所述主密封端子连接；所述主密封端子与所述远端模块之间建立的并联电路，并经由所述并联电路将所述膜纸电容分压器的输出信号传输到所述远端模块。