高壓用多量程電流互感器的製作方法

2023-08-08 01:38:36

專利名稱：高壓用多量程電流互感器的製作方法
高壓用多量程電流互感器本發明的主題為一種高壓用的、特別是可用於組合高壓互感器中的高壓用的多量禾呈電互感器(multirange current instrument transformer)，其中組合高壓互感器由位於一個殼體中的電壓互感器和電流互感器構成。已知一些多量程電流互感器的設計，其中，初級繞組位於填充有絕緣/冷卻液體或氣體的金屬容器中，而用於提供電流、改變量程、以及導出電流的初級繞組的末端和始端經由位於容器殼體中的套管從容器中伸出到位於容器殼體上在容器的相對壁上的兩個相對接線條。電流量程通過對應於繞組電流的給定測量範圍用夾具連接線圈始端和線圈末端進行切換。該連接必須在兩個接線條上都進行，這一點由於夾具的數量及其組合而非常繁重並且容易被誤接。還已知一些多量程電流互感器的設計，例如在Pfiffner目錄中出現的EJOF 145 型互感器，其中，初級繞組經由套管伸出容器，並且容器的導電殼體被用作初級電流路徑的返迴繞組。用於提供電流、改變量程、以及導出電流的初級繞組的末端和始端以對應於給定電流測量範圍的方式經由連接至接線條或連接至接線條和容器殼體的夾具連接到接線條上。在這些設計中，傳導來自饋電線的初級電流的輸入和輸出端放在位於容器殼體內的套管中。對經過套管的電流端進行絕緣非常棘手，這是因為必須分別保持各套管的緊密性。此外，由於將容器的導電殼體用作初級電流路徑的返迴繞組，因此在確定關於電流路徑的屏蔽電位化的連接的位置時存在不確定性。在組合互感器中，這樣的設計是導致電壓線圈的不穩定連接點的原因，其取決於當前所選的互感器工作的電流量程。還已知一些單、雙和三量程電流互感器的設計，例如在ABB目錄中出現的JUK 123 型，其中電流繞組位於填充有絕緣/冷卻液體或氣體的金屬容器中，並且用於改變量程的電流初級繞組的適合端在金屬容器內部連接到各量程的端子上，各量程的端子分別在容器殼體外側的兩側上經由套管伸出以用於各電流量程。在該情況下，當電流量程改變時，可能出現的外側饋電線的誤接能夠被避免，但是電流量程的改變需要將外部饋電線切換到適於給定初級電流測量範圍的外部端子，而這要求必須將互感器從饋電線斷開。該操作是困難的，因為端子位於容器的不同部分，並且該切換通常要求造出另外的分段或更改外部饋電線的分段以完成該切換，特別是當連接採用所謂的非柔性連接、即通過扁條或連接管構成的連接的形式時。日本專利說明書JP8115836記載了一種已知的三量程電流互感器，其中初級和次級繞組位於填充有絕緣/冷卻液體或氣體的金屬底部容器中。初級繞組的末端和始端連接至互感器的初級端子，位於互感器頂部容器的絕緣蓋上。連接至外部饋電線的兩個輸入和輸出端子等距離地排列在互感器頂部容器的絕緣蓋的周長上，並且其經由套管伸出互感器。在互感器內，互感器外部端子連接至整個初級繞組的最外端輸出引線。所有初級繞組的末端和始端均成對的經由上部容器的絕緣蓋進行標記並伸出互感器。互感器的電流量程通過經由夾具串聯、並聯或串並聯經過上部容器絕緣蓋伸出的繞組末端和始端進行切換， 從而允許設備分別工作在下述量程最高額定電流，中等電流或最低額定電流，互感器被設計用於這些量程。
專利說明書GB183480記載了一種已知的多量程電流互感器，其中初級繞組被提供有引出到連接設備的抽頭。根據該發明，一種開關設備位於封閉互感器殼體的部件上，採用該開關設備可以從一個位置來到另一位置而不會中斷電流。開關設備具有旋轉的大規模導電片，其為外部電流提供端和互感器電流路徑的抽頭端之間的電橋。該外部電流提供端具有具體可為圓形的板並且位於與抽頭輸出端完全相反的圓周側上。互感器量程的改變通過轉動旋轉導電片實現，通過固定至旋轉導電片的外部絕緣手輪轉動旋轉導電片。在轉動中，旋轉導電片的一端在圓形端子上滑動，而第二端變換其位置並接觸抽頭的輸出端。該發明僅僅可用於低壓電流互感器，而一定不能用於高電壓電流互感器，這是由於明顯的個人安全原因初級電路的端子處於高電壓電位，並且測量量程只須隨著初級電路的斷電和適當接地而改變。當在電流提供端的圓形板上滑動開關設備時，觸頭發生氧化，此時還存在發生危險電弧的風險。根據本發明的互感器包括位於金屬殼體中的電流路徑，其由電氣互連並連接至外部電流提供端和外部電流輸出端的至少兩個電流電路構成。外部電流提供端為金屬板，任一電流路徑端子連接至該金屬板，每次用一個夾具連接該一個端子至該金屬板，並且該外部電流提供端位於緊密固定在互感器容器金屬殼體壁中的套管中。套管中具有至少兩個採用外部端子Kl，K2. . . Kn形式的金屬元件，其用於通過僅僅一個夾具將電流路徑的一端與外部電流提供端子電氣連接。用於將電流提供端子與任一端子(Kl，K2. . . Kn)連接的單個夾具在金屬殼體外部位於套管的外側上。電流路徑的另一端永久連接至內部端子，並且內部端子在互感器內部固定至金屬殼體的壁。與外部電流輸出端子接觸連接的該內部端子為互感器殼體的組成部分。優選地，電流提供端子為矩形金屬板，並且外部端子Kl和K2位於套管內，並且處於金屬電流提供端板的一個外側邊緣的附近，其與該邊緣的間距處於對夾具進行固定的螺栓的跨度內。優選地，電流提供端子為矩形金屬板，並且外部端子Kl和K2位於套管內，並且處於金屬電流提供端板的一個外側邊緣的附近，其與該邊緣的間距處於對夾具進行固定的螺栓的跨度內，端子K3位於套管內，並處於金屬電流提供端板的另一個外側邊緣的附近，其與該另一個外側邊緣的間距在對夾具進行固定的螺栓的跨度內。優選地，該夾具具有四角柱(quadratic prism)形狀。優選地，該夾具通過螺栓固定至外部端子(Kl. . . Kn)。可替換的地，該夾具通過螺釘固定至外部端子(Kl. . . Kn)。優選地，內部端子固定至互感器殼體的壁的與套管位置相對的側上。根據本發明的互感器相比於已知設備具有多個優點。·外部饋電線連接端子的位置固定不變，從而在改變互感器的電流量程時不需要斷開該饋電線。·實際操作中僅僅在互感器的一側上簡單切換測量量程，這消除了誤切換的可能性。·僅僅通過同一個夾具來完成測量量程的切換。·頂部容器中套管數量的限制降低了容器洩漏的風險。本發明的主題作為實施例在附圖中示出，其中


圖1示出了縱剖面上的組合式互感器，圖2-來自圖1互感器的分段，包括沿線A-A截取斷面的互感器頭部，圖3-套管的前視圖，圖4-電流互感器的初級電流路徑的接線圖，以及圖5-採用透視圖示出的夾具。頭部型(head-type)組合式互感器包括電流互感器1形式的電流部分和電壓互感器2形式的電壓部分。電流互感器1位於金屬殼體3內，金屬殼體3位於組合式互感器的上部中。殼體3是鑄鋁頂部容器，其為組合式互感器的頭部。電壓互感器2位於組合式互感器的底部中，並位於鑄鋁底部容器4中。金屬殼體3通過由陶瓷或矽樹脂製成的高壓絕緣體5與底部容器4電氣分離。殼體3和底部容器4以及絕緣體5的內部填充有絕緣和冷卻液體6。電流互感器1的次級繞組7和電壓互感器2的次級繞組8的輸出引線伸出到接線盒9的端子，接線盒9的端子連接至底部容器4外部。電壓互感器2初級繞組的一端直接連接至金屬殼體3的壁，而該互感器初級繞組的另一端經由接線盒9連接至接地電極端 10，接地電極端10連接至底部容器4。電流互感器1的電流路徑11由串聯互連的初級繞組構成，並且電流路徑11的始端連接外部電流提供端P1，末端連接外部電流輸出端P2，外部電流輸出端P2在外部連接至殼體3的導電壁，內部端子12在容器的內側附著於殼體3的導電壁。將內部端子12放置在殼體3內部不需要開封容器，這是因為其不需要使用額外的套管來將電流路徑引線引出互感器。內部端子12經由殼體3電氣連接外部電流輸出端P2， 外部饋電線連接至輸出端P2。來自饋電線的電流經由外部電流提供端Pl和外部端子K1，K2，K3提供給電流互感器1的電流路徑11。電流提供端Pl是金屬板，其位於套管14的空心13內，套管14由樹脂製成並牢固固定在頂部容器2的壁中。端子Pl的金屬板密封在套管14中，並且其具有七個螺紋孔，其中四個孔15居中地排列在端子Pl板上並且其用於連接外部饋電線。其他螺紋孔16用於將單個夾具17連接到其中一個外部端子Kl，Κ2和Κ3，夾具17用於改變電流量程。外部端子Κ1，Κ2，Κ3是具有螺紋孔18的金屬元件。外部端子Κ1，Κ2，Κ3可製成例如含有螺紋孔18的鋁製四角柱或圓柱。這些端子可製成金屬管的螺紋分段並且其還可具有圖中未示出的其他形狀。外部端子Kl，Κ2和Κ3像埠狀放置在套管14中，其放置方式使得這些元件中的任何一個均不接觸其自身或金屬板端子Pl，從而在這些元件之間沒有電接觸。對於每一對端子Κ1-Ρ1，Κ2-Ρ2和Κ3-Ρ1，端子Κ1，Κ2，Κ3的孔18和端子板Pl的孔16之間的距離相等。夾具17為具有兩個孔19的金屬板，這兩個孔19以相應於各對端子Κ1-Ρ1， Κ2-Ρ2和Κ3-Ρ1的孔距的距離「L」排列在該板的表面。通過夾具17，具有特定額定電流量程的電流路徑的繞組被連接。根據本發明的互感器適於操作在三個額定電流量程，其值之間的相互關係為1 2 4。對於各端子Kl，Κ2和Κ3，使其輸出分別為Li，L2和L3，得到下述電流路徑a)量程1內的電流路徑-Pl (Kl-Ll) P2，b)量程 1 2 內的電流路徑-P1(K2_L2) (K1-L1)P2，c)量程 1 4 內的電流路徑-P1(K3-L;3) (K2-L2) (K1_L1)P2，通過擰下兩個緊固螺栓20，將夾具17切換到另一位置並重新擰上這兩個緊固螺栓，可以簡單地改變互感器的測量量程，而不需要斷開外部饋電線。
對於兩量程互感器不使用端子K3。為了獲得大於1 2 4的量程，在套管14中安裝更多的外部端子Κ4...ΚΠ，其未在圖中示出，這些端子連接到所需各電流路徑繞組的末端以獲得給定的電流量程。夾具17 通過緊固螺栓20或螺釘固定至外部端子Kl. . . Kn，其未在圖中示出。
權利要求
1.一種高壓用多量程電流互感器，包括位於金屬殼體(3)中電流路徑(11)，所述電流路徑(11)由連接外部電流提供端子(PI)和外部電流輸出端子(P》的至少兩個電氣互連的電流電路構成，其中外部電流提供端子(Pi)為金屬板，電流路徑(11)的任一端子連接至該金屬板，一次用一個夾具(17)連接該電流路徑(11)的一個端子，並且所述外部電流提供端子(Pl)位於緊密固定在金屬殼體(3)的壁中的套管(14)中，其中在套管(14)中放置有至少兩個採用外部端子(Kl，K2. . . Kn)形式的金屬元件，其用於通過僅僅一個夾具(17)將電流路徑(11)的一端與外部電流提供端子(Pl)電氣連接，電流路徑(11)的另一端永久連接至內部端子(12)，該內部端子(1 為與外部電流輸出端子(P》連接的觸頭，其特徵在於，用於將電流提供端子(Pl)與任一端子(Kl，K2. . . Kn)連接的單個夾具(17)設置在金屬殼體C3)外位於套管(14)的外側上，並且內部端子(1 在互感器內部固定至金屬殼體 (3)的壁，外部電流輸出端子(P》為互感器殼體(3)的組成部分。
2.根據權利要求1所述的互感器，其特徵在於，電流提供端子(Pl)為矩形金屬板，並且外部端子(Kl)和(K2)位於套管(14)內，並且處於電流提供端子(Pl)的金屬板的一個外側邊緣的附近，其與該邊緣的間距處於對夾具(17)進行固定的螺栓的跨度內。
3.根據權利要求1所述的互感器，其特徵在於，電流提供端子(Pl)為矩形金屬板，並且外部端子(Kl)和(K2)位於套管(14)內，並且處於電流提供端子(Pl)的金屬板的一個外側邊緣的附近，其與該邊緣的間距處於對夾具(17)進行固定的螺栓的跨度內，以及端子 (K3)位於套管(15)內，並處於電流提供端子(Pl)的金屬板的另一個外側邊緣的附近，其與該另一個外側邊緣的間距在對夾具(17)進行固定的螺栓的跨度內。
4.根據前述任一權利要求所述的互感器，其特徵在於，夾具(17)為四角柱形。
5.根據前述任一權利要求所述的互感器，其特徵在於，夾具(17)通過螺栓固定至外部端子(Kl. . . Kn)。
6.根據權利要求1-4任一項所述的互感器，其特徵在於，夾具(17)通過螺釘固定至外部端子(K1. · · Kn)。
7.根據權利要求1所述的互感器，其特徵在於，內部端子(1 固定至殼體(3)的相對於套管(14)側的壁上。
全文摘要
本發明涉及一種多量程電流互感器，其特別可用於包括位於一個殼體中的電流互感器(1)和電壓互感器(2)的高壓組合式互感器中。根據本發明的互感器包括位於金屬殼體(3)中並由電氣互連並連接外部電流提供端子(P1)和外部電流輸出端子(P2)的至少兩個電流電路構成的電流路徑(11)。外部電流提供端子(P1)為金屬板，電流路徑(11)的端子連接至該金屬板並且其位於牢固固定在金屬殼體(3)的壁中的套管(14)中。該互感器的特徵在於，在套管(14)中放置有至少兩個外部端子(K1，K2...Kn)形式的金屬元件，其用於通過一個外部夾具(17)將電流路徑(11)的一端與外部電流提供端子(P1)電氣連接。電流路徑(11)的另一端永久連接至內部端子(12)，該內部端子(12)在互感器內部固定至金屬殼體(3)的壁上。內部端子(12)為與外部電流輸出端子(P2)連接的觸頭，外部電流輸出端子(P2)為互感器殼體(3)的組成部分。
文檔編號H01F27/04GK102379014SQ201080015235
公開日2012年3月14日 申請日期2010年3月22日 優先權日2009年4月6日
發明者B·萊萬多夫斯基, J·杜茨多夫斯基, P·德布斯基, Z·維索洛夫斯基 申請人:Abb技術有限公司