CN1020018C - 高压电压互感器 - Google Patents

Abstract

一种改进的高压电压互感器，其中在距离金属屏蔽不超过5毫米的微小间隔A内与该金属屏蔽绝缘地设置一个同心地包围该金属屏蔽的漏电电极，该漏电电极通过一根或多根连接导线以电感最小的方式与屏蔽电极导电地相连接，该低压线圈具有一个附有槽的金属屏蔽，该金属屏蔽同样以电感最小的方式与该屏蔽电极导电地相连接。

Description

本发明涉及一种高压电压互感器，特别是涉及一种端头结构的组合式高压电流和电压互感器。

这样类型的高压电压互感器是众所周知的。对于端头结构的组合式电流和电压互感器，通常是把由芯子及高压和低压线圈组成的有效部分安装在一个绝缘的支柱上并用一个端罩包围该有效部分。该绝缘支柱固定在一个底座上，该底座有一个带有该互感器引出导线接线板的接线盒。因此从该互感器的端罩到接线板的次级引出导线是比较长的。尤其是，申请人的较老的未公开的专利申请P3608390.9涉及的组合式高压电流和电压互感器的结构方式就是这样，在这种情况下，电压转换器设置在电流转换器的上方。

由于该高压线圈的金属屏蔽与该低压线圈之间必需有固定该低压线圈的部件，使得其间的距离较大，因此两个线圈的金属屏蔽之间的电容比较小。

在这样类型装置的情况下已经证实，在瞬态过程特别是高频过程的情况下，主要是由于开关过程 而引起该电压互感器高压线圈的本来处于低压电位的金属屏蔽的电位可能被升高到几十千伏至100千伏或更高的电位。

其后果是，在由于高频瞬态过电压而使该高压线圈的金属屏蔽上出现高电位的情况下，随之发生这个高频电压耦合到该低压线圈中的现象。当该金属屏蔽与该低压线圈之间的绝缘被破坏时，甚至可能导致这种高压电压互感器的毁坏。

因此，本发明的任务是：如此改进在开头提到过的那种高压电压互感器特别是那种端头结构的组合式高压电流和电压互感器，使得不可能再发生在干扰环境下高电位特别是由于高频瞬态开关过程引起的高电位耦合到该互感器的付边特别是耦合到次级接线柱的现象。

本发明的任务是通过以下措施来完成的：将高压线圈的金属屏蔽与至少一个附加的在低压线圈的支架上的金属层导电地相接触，并借助引出导线与该高压线圈的接线柱相连接，在距离金属层（或金属屏蔽）的一个微小间隔内电气绝缘地设置至少一个同心地包围金属层（或金属屏蔽）的漏电电极，这些漏电电极通过一根或多根连接导线以最短的路径、由此是以电感最小的方式与屏蔽电极导电地相连接，上述低压线圈具有一个附加有槽的金属屏蔽，该金属屏蔽也以电感最小的方式与上述屏蔽电极导电地相连接。

本发明确保在高压线圈的金属屏蔽与该电压转换器的漏电电极之间形成一个很大的电容。该漏电电极以最短的路径和从而以电感极小的方式与外面的屏蔽电极实现电连接。从而可靠地防止了该高压线圈的金属屏蔽的电位升高到不允许的高值和防止了不允许的高的瞬态过电压耦合到该低压线圈中。

本发明的其他的有益的设置已在从属权利要求中给出并借助于附图中描述的各实施例依次详细地说明。

图1是一种端头结构的组合式高压电流和电压互感器的剖面图;

图2是一种高压电压互感器的，特别是按照图1的一种组合式互感器的部件的局部剖面图;

图3是按照图2的该高压电压互感器的一种变化形式;

图4和5是按照图3的实施例中所应用的屏蔽和漏电电极的示意图。

图1中展示出一种组合式高压电流和电压互感器。它由一个带有包含接线板2的接线盒3的底座1组成。紧挨在底座1上牢固地安置了一个绝缘体支架4，后者上面支承了一个金属端板5。在端板5上由有柱7、8和基座9固定U形初级导体6，其中一个柱8与该端板5导电地连接在一起，而另一个柱7是以电气绝缘的方式被引出来并可从外面与其接通。

该初级导体6的基底9被一个带有多个芯子的次级线圈10同心地包围。初级导体6和次级线圈10构成一个高压电流互感器，其次级引出导线被引到接线板2上。柱7、8的接头11处于高压电位，从而端板5也处于高压电位。

在该高压电流互感器6、10的上方设置了一个高压电压互感器12。这两个互感器之间的电连接是用一个例如连接件13来实现的，该电压互感器12的引出导线接在该连接件13中并随后如同该电流互感器6、10的次级引出导线那样引到接线板2上。

该电压互感器12是以众所周知的方式由一个用可磁化的材料制成的铁心15组成。具有圆筒形，梯级形或梯形线圈的高压线圈16叠绕在铁心柱上。该高压线圈被一个低压线圈17同心地包围。整个电压互感器12的作用部分被一个圆环形的或圆筒形的处于地电位的屏蔽电极18同心地包围。

在端板5上紧密而牢固地安装了一个罐形的由一个或几部分组成的外壳19，该外壳19把两个互感器6、10和12共同包围住而且处于高压电位。

图2中展示出按照图1的一种端头结构的组合式高压电流和电压互感器的电压互感器的一个剖面图。显然，这个电压互感器也可不与一个电流互感器组合在一起使用。包围铁心的两级高压线圈16的末端线圈或末端线圈层配备了一个沿该线圈长度延伸的开槽的金属屏蔽20。该金属屏蔽20由用良导电材料例如铜，银或锌制成的一个金属层组成，或者由金属箔形的或金属圆筒形的一个金属层组成。该金属屏蔽20以公知的方式沿线圈长轴W方向开有槽，以便防止出现短路电流。一引出导线21与该金属屏蔽20电气上相连，该引出导线21接到接线板2中的高压线圈16的接线柱X上。在距离该金属屏蔽20的微小间隔A内设置了 一个同心地包围该金属屏蔽的漏电电极22，该漏电电极22与该金属屏蔽20形成一个大电容。用一些绝缘带或绝缘箔部分地或全部地填满由于间隔A而存在的空隙，而这些绝缘带或绝缘箔用所涉及的气体或油绝缘的组合式高压电压和电流互感器的绝缘气体或一种液态绝缘介质加以浸渍。只要设置少量的绝缘层就足够了，例如当一个绝缘带或绝缘箔的厚度为40至60微米时，只要设置4至6个绝缘层就可产生160至360微米的总间隔A。然而也可设置更多的绝缘层直至达到一个约5毫米的最大间隔A。

同样，该漏电电极22沿线圈轴线方向W至少设有一槽，以便在该漏电电极22中也不感应出短路电流。该漏电电极22由一个导电层特别是金属层组成，也可由一个金属圆筒或一个金属箔或几部分金属箔组成。在应用多个金属圆筒或金属箔电极时，可把它们粘贴在一起和（或）用绷带包扎在一起，例如用一种绝缘绷带扎。

在该漏电电极22的上方相距一个较大的间隔B处安置了同轴的低压线圈17，这个间隔B的大小首先由必需的固定和支撑部件来决定。该低压线圈17设有一个接地的金属屏蔽25，该金属屏蔽25最好全面包围该降压线圈17，而其圆筒形部分也同样沿该低压线圈17的长轴W方向和沿切线方向设有槽，以防止短路电流。低压线圈17的该屏蔽25通过一个最好是多个在圆周上分布的连接弯形物26以电感最小的方式与处于地电位的屏蔽电极18导电地相连接。

而且，该漏电电极22是通过至少一个但最好是多个在圆周上分布的短的，尽可能宽的连接导线27也与该屏蔽电极18相连接。这种连接应尽可能使电感最小，因此这种连接必须尽可能地短。

该低压线圈17的次级引出导线28、29象金属屏蔽20的引出导线21那样接到接线板2。在引出导线管内保持3千伏的绝缘水平的条件下，可共同实现这种连接。通过本发明相应的各种措施有效地排除了在瞬态高频过程中由于高电位耦合到接线盒3中的接线柱上而导致击穿的危险。

在按照图3的实施例中展示了按照图2的高压电压互感器的一个变化形式，其与图2相同的各部分用如图2中相同的标引数字表示。

与图2中的高压电压互感器的不同在于，高压线圈16的金属屏蔽20通过沿该高压线圈16的圆周分布的导电的连接部件20b和金属底座24与低压线圈17的支架30上的至少一个附加的金属层20a实现电接触并借助于引出导线21与高压线圈16的接线柱Ⅹ相连接。与此有关的细节特用图4和图5给出。

在距离低压线圈17的支架30上的至少一个附加的金属层20a不超过5毫米的微小间隔A内电气上绝缘地安放了至少一个同心地包围这些附加金属层20a的漏电电极22a。该金属层20a与该漏电电极22a之间的电气绝缘与图2中所详细描述的优选实施形式相一致。而且，在按照图3的实施例中，该漏电电极或这些漏电电极22a通过一根或多根连接导线27a以最短的路径，从而是以电感最小的方式与屏蔽电极18导电地相连接。

按照图5使用了多金属涂敷层20a和相应的多漏电电极22a，从而具备了这些层或电极之间具有一个较大电容的优点。

Claims (9)

1、一种高压电压互感器，特别是一种端头结构的组合式高压电流和电压互感器，它有一个处于高电压的芯子，一个具有开槽金属屏蔽的高压线圈同轴地包围该芯子，该互感器还有一个也是同轴地包围该高压线圈的低压线圈以及一个包围该高压和低压线圈的处于地电位的同轴屏蔽电极，其特征是：

开槽金属屏蔽(20)借助引出导线(21)与高压线圈(16)的接线柱(X)相连接；

在距离该开槽金属屏蔽(20)不超过5毫米的微小间隔(A)内与该开槽金属屏蔽(20)绝缘地设置一个同心地包围该金属屏蔽的漏电电极(22)；

该漏电电极(22)通过一根或多根连接导线(27)以电感最小的方式与屏蔽电极(18)导电地相连接；

低压线圈(17)具有一个附加开槽金属屏蔽(25)，该金属屏蔽也是以电感最小的方式与该屏蔽电极(18)导电地相连接。

2、根据权利要求1的高压电压互感器，其特征是：该金属屏蔽（20）与该漏电电极（22）之间的间隔（A）由多层带形或箔形绝缘材料（23）构成。

3、根据权利要求1的高压电压互感器，其特征是：该金属屏蔽（20）与该漏电电极（22）之间的间隔（A）的一部分由多层带形或箔形绝缘材料（23）构成。

4、根据权利要求1或2的高压电压互感器，其特征是：该漏电电极（22）由涂敷在一个绝缘体上的沿线圈轴（W）方向分段的一个导电层组成。

5、根据权利要求1或2的高压电压互感器，其特征是：该漏电电极（22）由一个在该绝缘材料（23）上可滑动并沿线圈轴（W）方向设有开槽的金属圆筒组成。

6、根据权利要求5的高压电压互感器，其特征是：该金属圆筒贴在该绝缘材料（23）上和（或）用一个外部的绝缘绷带把该金属圆筒固定在该金属屏蔽（20）的绝缘材料（23）上。

7、根据权利要求1的高压电压互感器，其特征是：与外壳（19）绝缘的高压线圈（16）的接线柱（X）的引出线（21）和低压线圈（17）的引出导线（28、29）绝缘地引到一个公共接线板（2）上。

8、根据权利要求1的高压电压互感器，其特征是：它处于一种绝缘气体压力之下。

9、一种高压电压互感器，特别是一种端头结构的组合式高压电流和电压互感器，它有一个处于高电压的芯子，一个具有开槽金属屏蔽的高压线圈同轴地包围该芯子，该互感器还有一个也是同轴地包围该高压线圈的低压线圈以及一个包围该高压和低压线圈的处于地电位的同轴屏蔽电极，其特征是：

高压线圈（16）的开槽屏蔽（20）与至少一个附加的在低压线圈（17）的支架（30）上的金属层（20a）导电地相触，并借助引出导线（21）与该高压线圈（16）的接线柱（X）相连接;

在距离该低压线圈（17）上的至少一个附加金属是（20a）不超过5毫米的微小间隔（A）内电气上绝缘地设置至少一个同心地包围金属层（20a）的漏电电极（22a）;

该漏电电极（22a）通过一根或多根连接导线（27a）以最短的路径，由此是以电感最小的方式与屏蔽电极（18）导电地相连接。

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