专利名称：新型高压电流互感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种新型高压电流互感器，用于对高电压环境下的电流变换，供测量和保护使用，该发明适用于高压(主要是110kV及以上)，尤其是500kV及以上的电流互感器。
背景技术：
目前，国际市场上110kV及以上的电流互感器，常见的是干式绝缘电容式，油浸纸绝缘电容式结构和充气式结构。当电压等级提高时，其体积重量等按照几何级数增长，工艺难度也大幅增加。
油浸纸绝缘电容式结构的电流互感器应用非常广泛，但是由于电力系统无油化的趋势，目前是处于待淘汰产品，其35kV及以下电压等级的产品已经被干式绝缘电容式产品和环氧整体浇铸式产品等替代。而其66kV～220kV电压等级的产品也在逐渐被干式绝缘电容式产品和充SF6气体式产品所替代。330kV及以上电压等级的产品中充气式互感器市场份额增长也很快。
充SF6气体式互感器的应用很广，但其仍然存在着爆炸，污染环境等危险。用户近年来对其大量使用也越来越慎重。
第二申请人在1997年投资研究开发的新型干式电容形电流互感器，顺应电力改革需要，用户也很欢迎，其为典型的U型结构，二次线圈置于U型结构的底侧。当电压等级提高时，需用材料成几何级数增加，工艺难度也增加很快，以至于如果将110kV、220kV产品的结构与工艺进行简单放大，用于制作330kV、500kV电流互感器时，其安全可靠性是受到怀疑的，如果贸然推向市场，是对用户的极端不负责任。
目前的110kV及以上电压等级的电流互感器主绝缘结构方式主要有两种1、在一次导流体上，或在一次导流体外的过渡层上制作电容式主绝缘，将一次导流体引入接地部位，二次线圈套装于一次导流体的主绝缘外侧的接地部位。2、另一种是倒立式的，其是将二次线圈置于高压侧，测量引线在导管中引至接地部位，二次线圈、测量引线等与高压部位要进行可靠的绝缘隔离。
这两种结构的电流互感器都是在电压等级提高到220kV及以上时，工艺要求、产品高度、产品成本等都会大幅度增加，不但给运输造成困难，也使得产品的安全可靠性受到影响。
还有一种目前很少采用的链型绝缘，曾经在63kV及以下电压等级中采用，该结构是在环状的二次线圈上包扎一部分绝缘，然后在二次线圈上绕制一次导流体，再在导流体上包扎剩余主绝缘，结构呈现“8”字形。该型结构由于工艺复杂，电场分布比较复杂等原因，目前在市场上已经很少见到。
2004年还有人作过一种串级式的高压电流互感器，其原理是采用2个独立的电容式电流互感器上下组合而成，其中上部互感器的二次线圈只有一个，其电容式绝缘的末屏、外壳与下部电流互感器的高压侧等电位，另外上部互感器的二次输出引线绕制多匝后作为下部电流互感器的一次导流体，下部互感器的二次线圈按照系统要求制作。该型互感器结构很新颖，但是没有实用性。
该串级式高压电流互感器，首先，这种电磁式互感器的二次线圈输出容量很小，一般都不能满足用户需求，如果作为试验室用还是可以接受的；其次，对于220kV及以上电压等级的互感器，大多要求带有TPY级暂态线圈，或其它TP级暂态线圈，而该串级式高压电流互感器可能无法实现暂态保护的要求。该串级式互感器由于上部互感器的二次线圈在短路状态下存在暂态饱和的问题，然后其输出再驱动下部互感器的二次线圈，因此其暂态保护要求可能是无法实现的，或者是实现难度非常大。如果其上部互感器的二次线圈采用大气隙铁心制作，或许可以实现上部二次线圈的线性输出，但其输出容量很小，在其驱动下，下部互感器测量线圈的二次输出容量更小，下部互感器的暂态线圈照样无法实现。
发明内容
本发明提供一种新型高压电流互感器，克服上述各种结构高压电流互感器的缺陷，并且是容易实现的，工艺要求也不高，制作简单，安全可靠性也高，如果采用特殊处理后，对于330kV及以上的产品也是可以正常运输的。
本发明所述的新型高压电流互感器，由一个没有一次导流体的倒立式电流互感器和带有独立绝缘的一次导流体组成，其没有一次导流体的倒立式电流互感器处于下部位置，其底部为地电位，带有独立绝缘的一次导流体穿过倒立式互感器的中心孔并位于上部位置，带有独立绝缘的一次导流体固定于倒立式电流互感器的中心孔中，其绝缘外层电极与倒立式互感器的高压电极形成导体连接。
该新型高压电流互感器，其一次导流体有独立的主绝缘、外绝缘。
该新型高压电流互感器，其带有独立绝缘的一次导流体的两侧绝缘臂分别与水平方向的夹角为0度至150度。
该新型高压电流互感器，其一次导流体两侧绝缘臂顶部可以不连接，通过绝缘连接板连接或通过内有多匝一次导流体的连接盒连接。
该新型高压电流互感器，其一次导流体的主绝缘直接制作在导流体上或制作在导流体外的过渡层上。
该新型高压电流互感器，其一次导流体的主绝缘为电容式，充气式，应力锥式或整体浇铸式。
该新型高压电流互感器，其没有一次导流体的倒立式电流互感器高压侧具有可穿过带有绝缘的一次导流体的中心孔。
该新型高压电流互感器，其没有一次导流体的倒立式电流互感器的主绝缘为电容式，充气式，应力锥式或整体浇铸式。
该新型高压电流互感器，其是没有一次导流体的倒立式电流互感器的主绝缘和一次导流体的主绝缘分别进行密封，或采用同一密封系统。
本发明是将一台高压电流互感器的二次线圈去掉，利用其接地部位将其固定于另一个倒立式电流互感器(去掉其一次导流体)的高压侧中心孔中，形成新的电流互感器。
新型高压电流互感器相当于两台较低电压等级的电流互感器串联运行，大大降低产品成本，工艺难度也大幅度降低，如果在设计时，考虑将其上部带有绝缘的一次导流体以下部倒立式互感器高压侧中心孔轴线为轴转动，在运输时，将一次导流体转至朝向下方以降低高度，而在实际安装时，将其复位即可正常运行。另外，如果下部倒立式互感器高压侧中心孔直径足够大，上下两部分也可以分开运输。
本发明所指上部一次导流体的主绝缘和下部倒立式电流互感器的主绝缘结构可以分别采用电容式、充气式、应力锥式或整体浇铸式，以及可能的其它方式。
中罗列的仅仅是部分结构。
图1是本发明的一次导流体绝缘结构的几种参考形式。
图2是本发明的倒立式电流互感器的几种参考形式。
图3是本发明的第一种实施例(一次导流体的绝缘和倒立式互感器的绝缘分别进行密封)图4是本发明的第二种实施例(一次导流体的绝缘和倒立式互感器的绝缘采用同一密封)图5是本发明的一次导流体外形的几种参考形式。
图6是本发明的一次导流体可以采用的三种顶部连接方式。
图7是本发明实施例可以采用的在降低高度后的运输状态。
图1是本发明的一次导流体绝缘结构的几种参考形式，一次导流体采用U形结构。
A图中主绝缘采用的电容式结构2，直接绕制在一次导流体1上，或者绕制在包裹一次导流体1的支撑管上，外绝缘3可采用硅橡胶，或电瓷，或环氧树脂，或者其他绝缘材料；B图中主绝缘采用的应力锥式结构2，直接套装在带有绝缘的一次导流体1上，外绝缘3可采用硅橡胶，或电瓷，或环氧树脂，或者其他绝缘材料，该带有绝缘的一次导流体1也可以直接采用去掉外皮及外半导电层的电缆，该结构中主绝缘也可采用电缆终端中的电容式结构；C图中外绝缘3套装在一次导流体1之上，底部外壳可采用金属密封材料，中间空腔部位可充SF6气体，或其它绝缘气体，或绝缘油，或绝缘油膏，或灌注的固体绝缘材料，或绕制的固体绝缘材料等材料。
图2是本发明的倒立式电流互感器的几种参考形式。
A图主绝缘为充气式结构，其装有二次线圈1的盒体通过中心导管4固定在底座上，高压盒体2的中心孔3直径较大，且两侧呈现喇叭口状更好一些，高压盒体2通过带有外绝缘5的套管固定在底座上，中间空腔部位可充SF6气体，或其它绝缘气体，或绝缘油，或绝缘油膏，或灌注的固体绝缘材料，或绕制的固体绝缘材料等材料；B图主绝缘为吊环形电容式结构，其装有二次线圈1的盒体通过中心导管4固定在底座上，高压盒体2的中心孔3直径较大，且两侧呈现喇叭口状更好一些，高压盒体2通过带有外绝缘5的套管固定在底座上，电容屏6绕制在中心导管和二次线圈盒体上，中间空腔部位可充SF6气体，或其它绝缘气体，或绝缘油，或绝缘油膏，或灌注的固体绝缘材料，或绕制的固体绝缘材料等材料。
图3是本发明的第一种实施例(一次导流体的绝缘和倒立式互感器的绝缘分别进行密封)将图1中所述的一次导流体及其绝缘制作完成，并将图2中的倒立式电流互感器制作完成，各自独立完成密封后，装配在一起形成。
例图中是将图1中的A穿过图2中B的中心孔，并可靠固定，同时将A的绝缘外层电极与B的高压电极进行可靠的导体连接。
图4是本发明的第二种实施例(一次导流体的绝缘和倒立式互感器的绝缘采用同一密封)将图1中所述的一次导流体及其绝缘制作完成，并将图2中的倒立式电流互感器制作完成，装配在一起后，再进行统一密封。
例图中是将图1中的C穿过图2中A的中心孔，并可靠固定，完成密封后，在中间空腔中SF6气体，或其它绝缘材料。
图5是本发明的一次导流体外形的几种参考形式。
A图是其两臂由一字形到U字形的变化，双臂与水平轴线的夹角可相等，也可不相等，其夹角也可大于90度；B图是类似于传统的瓷外套油浸纸电容式电流互感器，其绝缘双臂在一次瓷套之中。
图6是本发明的一次导流体可以采用的三种顶部连接方式。
A图是表示一次导流体两臂顶部可以没有任何连接，例如当处于图5中A中的一字形时就可以不作任何连接；B图是表示一次导流体两臂顶部可以直接以连接板进行机械固定，其两臂顶端的高压部分应相互绝缘隔离。
C图是表示一次导流体两臂顶部通过接线盒进行机械固定，并可以在接线盒内完成一次绕组的倒匝操作，其两臂顶端的高压部分应相互绝缘隔离。
图7是本发明实施例可以采用的在降低高度后的运输状态。
A图为运输时的正视图，B图为运输时的侧视图。就是在运输时，将上部一次导流体以下部倒立式电流互感器的中心孔的对称线为轴进行旋转至图示状态，这样在运输时产品的高度会大大降低。运抵现场后，再将上部一次导流体复位即可正常安装运行。
当然，运输时也可将两部分分别运输，运抵现场后再进行装配。
具体实施例方式1、选定具体的结构方式，确定上下部分各自的结构形式，在此我们以图3所示为例进行说明；
2、根据额定电流的要求选择一次绕组，同时根据额定电压及一次绕组应耐受电压的要求确定其外径，也就是确定下部互感器中心孔的内径；3、根据二次线圈的要求及耐受电压的要求，确定下部倒立式互感器的有关尺寸等；4、对上下部分分别进行详细计算，校合电压分布是否合理，同时可以对有关尺寸进行调整以达到最合理的绝缘利用；5、制作并装配、试验；6、运输时，可以分别运输，运抵现场后再进行组装，或采用图7所示方式进行运输。
权利要求
1.新型高压电流互感器，由一个没有一次导流体的倒立式电流互感器和带有独立绝缘的一次导流体组成，其特征在于没有一次导流体的倒立式电流互感器处于下部位置，其底部为地电位，带有独立绝缘的一次导流体穿过倒立式互感器的中心孔并位于上部位置，带有独立绝缘的一次导流体固定于倒立式电流互感器的中心孔中，其绝缘外层电极与倒立式互感器的高压电极形成导体连接。
2.根据权利要求1所述的新型高压电流互感器，其特征是一次导流体有独立的主绝缘、外绝缘。
3.根据权利要求1所述的新型高压电流互感器，其特征是带有独立绝缘的一次导流体的两侧绝缘臂分别与水平方向的夹角为0度至150度。
4.根据权利要求1所述的新型高压电流互感器，其特征是一次导流体两侧绝缘臂顶部可以不连接，通过绝缘连接板连接或通过内有多匝一次导流体的连接盒连接。
5.根据权利要求1所述的新型高压电流互感器，其特征是一次导流体的主绝缘直接制作在导流体上或制作在导流体外的过渡层上。
6.根据权利要求1所述的新型高压电流互感器，其特征是一次导流体的主绝缘为电容式，充气式，应力锥式或整体浇铸式。
7.根据权利要求1所述的新型高压电流互感器，其特征是没有一次导流体的倒立式电流互感器高压侧具有可穿过带有绝缘的一次导流体的中心孔。
8.根据权利要求1所述的新型高压电流互感器，其特征是没有一次导流体的倒立式电流互感器的主绝缘为电容式，充气式，应力锥式或整体浇铸式。
9.根据权利要求1所述的新型高压电流互感器，其特征是没有一次导流体的倒立式电流互感器的主绝缘和一次导流体的主绝缘分别进行密封，或采用同一密封系统。
全文摘要
新型高压电流互感器，由一个没有一次导流体的倒立式电流互感器和带有独立主绝缘的一次导流体组成，带有独立主绝缘的一次导流体固定于倒立式电流互感器的中心孔中，其绝缘外层电极与倒立式互感器的高压电极形成导体连接。其一次导流体和倒立式电流互感器的主绝缘可以分别为电容式、应力锥式、充气式或整体浇铸式结构。其特点是提高运行安全性，降低产品成本，安装与运输方便。
文档编号H01F38/28GK1873858SQ20051007332
公开日2006年12月6日 申请日期2005年6月2日 优先权日2005年6月2日
发明者王钰 申请人:王钰, 北京国电四维电力技术有限公司