一种全屏蔽高压隔离型电压互感器的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种全屏蔽高压隔离型电压互感器，该电压互感器包括同轴安装于环状一次高压屏蔽电极（2）中的管状二次低压屏蔽电极（1）、分别固定一次高压屏蔽电极（2）和二次低压屏蔽电极（1）的法兰；固定一次高压屏蔽电极（2）的法兰（12）和法兰（23）平行设于一次高压屏蔽电极（2）外侧；固定二次低压屏蔽电极（1）的法兰（3）和法兰（4）的轴线垂直相交于二次低压屏蔽电极（1）的轴线；一次高压屏蔽电极（2）和二次低压屏蔽电极（1）均采用铝合金制作；这种全屏蔽高压隔离型电压互感器提高了电压互感器的准确度，可以实现两台单级电压互感器串联时二次电压的叠加，推动电压串联加法向更高的电压等级进行量值传递。
【专利说明】一种全屏蔽高压隔离型电压互感器
【技术领域】:
[0001]本发明涉及一种互感器，具体涉及一种全屏蔽高压隔离型电压互感器，属于仪用电压互感器【技术领域】。
【背景技术】:
[0002]我国工频电压量值溯源体系中采用电压互感器串联加法进行电压比例的量值传递溯源，该方法在操作过程中将两台电压互感器的一、二次屏蔽电极直接串联，要求在校验过程中各屏蔽层电位变化时，不会对电压互感器的误差产生影响；但实际上，由于屏蔽不完善，当屏蔽电位发生变化时，泄漏电流流过励磁绕组，影响了电压互感器的误差，随着电压等级的升高，容性泄漏带来的影响更加明显。
[0003]从目前的研究来看，220kV电压等级以上的标准装置很难再使用电压串联加法进行量值的传递工作，因此为了使用电压串联加法向更高电压等级进行量值传递，就必须解决电压互感器二次电压串联的问题，同时减小一、二次绕组容性泄漏对测量误差造成的影响。
[0004]本发明提供的一种全屏蔽高压隔离型电压互感器实现了把两台250/^kV的电压互感器串联成500/力k V的串联式标准电压互感器。
【发明内容】
:
[0005]本发明提供一种全屏蔽高压隔离型电压互感器，其目的在于:根据电压互感器串联加法线路的要求，实现串联的两台电压互感器一、二次绕组的电压叠加，减少一、二次绕组间容性泄露对测量误差造成的影响，保证一、二次绕组在串联过程中各自的误差特性保持不变，使电压互感器串联加法在更高电压等级(220KV~1000KV)的工频电压比例标准中得到应用。
[0006]本发明采用的技术方案是:一种全屏蔽高压隔离型电压互感器，其特征在于:
[0007]所述电压互感器包括同轴安装于环状一次高压屏蔽电极(2)中的管状二次低压屏蔽电极(I)、分别固定所述一次高压屏蔽电极(2)和所述二次低压屏蔽电极(I)的法兰；
[0008]固定所述一次高压屏蔽电极(2 )的法兰(12 )和法兰(23 )平行设于所述一次高压屏蔽电极(2)外侧；
[0009]固定所述二次低压屏蔽电极(I)的法兰(3)和法兰(4)的轴线垂直相交于所述二次低压屏蔽电极(I)的轴线；
[0010]所述一次高压屏蔽电极(2)和所述二次低压屏蔽电极(I)均采用铝合金制作。
[0011]优选的，所述电压互感器安装于由圆柱壳体(16)、法兰(19)、法兰(20)、法兰
(14)、盆式绝缘子(15)、盆式绝缘子(21)以及壳体下端盖(18)组成的密封装置当中。
[0012]优选的，所述圆柱壳体(16)两端焊接有所述法兰(19)和所述法兰(20)，所述法兰(19)和所述法兰(14)之间固定所述盆式绝缘子(15)的边缘，所述法兰(20)固定盆式绝缘子(21)的边缘以及所述壳体下端盖(18)。
[0013]优选的，盆式绝缘子(15)与法兰(12)同轴固定；盆式绝缘子(21)与法兰(23)同轴固定。
[0014]优选的，圆柱壳体(16)的内侧壁对称设有两个固定块(17);所述两个固定块(17)将法兰(3)和法兰(4)固定。
[0015]优选的，所述壳体下端盖(18)为横截面等于圆柱壳体(16)横截面、高度小于圆柱壳体(16)的圆柱体结构，所述圆柱壳体(16)、所述法兰(19)、所述法兰(20)、所述法兰
(14)、所述盆式绝缘子(15)、所述盆式绝缘子(21)以及所述壳体下端盖(18)均同轴安装且轴线垂直相交于所述一次高压屏蔽电极(2)的轴线。
[0016]优选的，所述一次高压屏蔽电极(2)内外表面由圆弧面过渡连接，所有的连接处均做倒角和抛光处理，表面粗糙度优于3.2 μ m，使电极表面电场分布更加均匀。
[0017]优选的，所述一次高压屏蔽电极(2)内部设有与所述一次高压屏蔽电极(2)同轴安装的绝缘环氧管(7);所述绝缘环氧管(7)表面绕制与所述一次高压屏蔽电极(2)同轴的一次绕组(6);所述一次绕组(6)之间采用点胶聚酯薄膜(5)绝缘，所述一次绕组(6)和所述点胶聚酯薄膜(5)共同组成高压绕组。
[0018]优选的，所述一次绕组(6)匝数为325匝，所述一次绕组(6)选用直径为1.35mm的高强度漆包线分两层绕制组成，层间采用点胶聚酯薄膜(5)绝缘。
[0019]优选的，所述二次低压屏蔽电极(1)内部设有与所述二次低压屏蔽电极(1)同轴安装的圆柱体结构的坡莫合金铁芯(8);所述坡莫合金铁芯(8)表面绕制聚酯薄膜带(10)；所述聚酯薄膜带(10)表面绕制与所述二次低压屏蔽电极(1)同轴的二次绕组(9)。
[0020]优选的，所述二次绕组(9)的匝数为325匝，所述二次绕组(9)选用直径为1.0mm的高强度漆包线分两层绕制组成，层间采用聚酯薄膜带(10)绝缘。
[0021]优选的，所述坡莫合金铁芯(8)采用两个横截面为半圆形且大小相等的坡莫合金铁芯对拼组成，然后固定在法兰(3 )和法兰(4 )之间。
[0022]优选的，所述密封装置内充有SF6压缩气体，使所述一次高压屏蔽电极(2)与所述二次低压屏蔽电极(1)绝缘。
[0023]优选的，所述盆式绝缘子(15)和所述盆式绝缘子(21)的轴心分别设有直径与法兰(12)和法兰(23)的中心孔直径相等的圆孔(22)。
[0024]优选的，所述一次高压屏蔽电极(2)通过法兰(12)的中心孔以及盆式绝缘子(15)轴心的圆孔引出两条接线。
[0025]优选的，所述法兰(3)和所述法兰(4)之间设有一个圆孔(13)，圆孔(13)的轴线和二次低压屏蔽电极(1)的轴线重合，所述圆柱壳体(16)外侧设有接线盘；所述二次低压屏蔽电极(1)通过圆孔(13)引出两个接线，引出后连接至所述圆柱壳体(16)上的接线盘。
[0026]优选的，一次绕组(6)和二次绕组(9)分别与电位差为220KV?1000KV的端口连接。
[0027]优选的，所述一次绕组(6)的输入端串联一个性能稳定的电容器，与一次绕组(6)漏感抗形成谐振。
[0028]优选的，所述圆柱壳体(16)采用铝合金制作；所述盆式绝缘子(15)和所述盆式绝缘子(21)均采用二氧化硅和环氧材料浇注制成。[0029]与最接近的技术方案比，本发明的有益效果是:
[0030](I)本发明的全屏蔽高压隔离型电压互感器结构紧凑，在一次绕组的输入端串联一个性能稳定的电容器，与一次绕组漏感抗形成谐振，提高了电压互感器的准确度；
[0031](2) 一次绕组安装在一次高压屏蔽电极内部，二次绕组安装在二次低压屏蔽电极内部，使一次绕组的电位变化不改变对二次绕组的容性泄露电流，从而不对电压互感器的误差造成影响；
[0032](3) 一次高压屏蔽电极和二次低压屏蔽电极安装在充有SF6压缩气体的密封金属圆柱壳体内部，通过完善的屏蔽措施保证了两台电压互感器在串联加法线路测量过程中保持原有误差性能不变；
[0033](4) 一次绕组、二次绕组、一次高压屏蔽电极以及二次低压屏蔽电极同轴安装，一次高压屏蔽电极设计成环状，表面粗糙度优于3.2 μ m，使空间电场分布更加均匀，获得更好的绝缘性能；
[0034]( 5 ) 一次绕组与上级电压互感器连接；二次绕组与下级电压互感器连接，可以实现两台单级电压互感器串联时二次电压的叠加，推动电压串联加法向更高的电压等级进行量值传递。
【专利附图】
【附图说明】:
[0035]图1为本发明的外形结构示意图。
[0036]图2为本发明的局部剖面结构示意图。
[0037]图3为本发明的整体装置剖面图。
`[0038]图4为本发明的电压串联加法原理线路图。
[0039]图1中的标记说明:1_ 二次低压屏蔽电极；2_ —次高压屏蔽电极；3_固定二次低压屏蔽电极的法兰；4_固定二次低压屏蔽电极的法兰；12_固定一次高压屏蔽电极的法兰；13-二次绕线的引出圆孔。
[0040]图2中的标记说明:5_点胶聚酯薄膜；6_ —次绕组；7_绝缘环氧管；8_坡莫合金铁芯；9_ 二次绕组；10_聚酯薄膜带；11_ 一次高压屏蔽电极开口断面。
[0041]图3中的标记说明:12_固定一次高压屏蔽电极的法兰；14 一固定盆式绝缘子的法兰；19_圆柱壳体一端的法兰；22_—次绕线引出圆孔；15 —盆式绝缘子、16 —圆柱壳体、17—固定块、20-壳体另一端的法兰；18—壳体下端盖；21_盆式绝缘子；23_固定一次高压屏蔽电极的法兰。
[0042]图4中的标记说明:T1 —额定一次电压的上级电压互感器；T2 —
额定一次电压Sun=250/--<ν的下级电压互感器；Τ3 —额定一次电压为U m=50/#V的全屏蔽高压隔离型电压互感器。
【具体实施方式】:
[0043]为了更好的理解本发明，下面结合附图例进一步阐明本发明的内容。
[0044]如图1所示:
[0045]本发明提供一种全屏蔽高压隔离型电压互感器，其特征在于:[0046]电压互感器包括同轴安装于环状一次高压屏蔽电极(2)中的管状二次低压屏蔽电极(1)、分别固定一次高压屏蔽电极(2)和二次低压屏蔽电极(1)的法兰；
[0047]固定一次高压屏蔽电极(2)的法兰(12)和法兰(23)平行设于一次高压屏蔽电极
(2)外侧；
[0048]固定二次低压屏蔽电极(1)的法兰(3)和法兰(4)的轴线垂直相交于二次低压屏蔽电极(1)的轴线；
[0049]法兰(3)和法兰(4)之间设有一个圆孔(13)，圆孔(13)的轴线和二次低压屏蔽电极(1)的轴线重合；
[0050]一次高压屏蔽电极(2)和二次低压屏蔽电极(1)均采用铝合金制作。
[0051]如图2所示:
[0052]一次高压屏蔽电极(2)加工时是整体加工，焊接，后期人工切割出一个断口，将二次低压屏蔽电极(1)的坡莫合金铁芯(8)放置于一次高压屏蔽电极(2)的环内，再将该断口切下的部分(11)利用内部螺丝压接方式安装回去，构成一个整体；一次高压屏蔽电极(2)内外表面由圆弧面过渡连接，所有的连接处均做倒角和抛光处理，表面粗糙度优于
3.2 μ m，使电极表面电场分布更加均匀。
[0053]所述一次高压屏蔽电极(2)内部设有与所述一次高压屏蔽电极(2)同轴安装的绝缘环氧管(7);所述绝缘环氧管(7)表面绕制与所述一次高压屏蔽电极(2)同轴的一次绕组
(6);所述一次绕组(6)之间采用点胶聚酯薄膜(5)绝缘，所述一次绕组(6)和所述点胶聚酯薄膜(5)共同组成高压绕组。
[0054]一次绕组(6)完全屏蔽在环状的一次高压屏蔽电极(2)内，有效得防止了带高电位的一次绕组(6)对带低电位的二次绕组(9)产生泄露电流。
[0055]一次绕组(6)匝数为325匝，一次绕组(6)选用直径为1.35mm的高强度漆包线分两层绕制组成，层间采用点胶聚酯薄膜(5)绝缘。
[0056]二次低压屏蔽电极(1)内部设有与二次低压屏蔽电极(1)同轴安装的圆柱体结构的坡莫合金铁芯(8);坡莫合金铁芯(8)表面绕制聚酯薄膜带(10);聚酯薄膜带(10)表面绕制与二次低压屏蔽电极(1)同轴的二次绕组(9)，通过管状的二次低压屏蔽电极(1)对二次绕组(9)进行屏蔽。
[0057]二次绕组(9)的匝数为325匝，二次绕组(9)选用直径为1.0mm的高强度漆包线分两层绕制组成，层间采用聚酯薄膜带(10)绝缘。
[0058]坡莫合金铁芯采用两个横截面为半圆形且大小相等的坡莫合金铁芯对拼组成，然后固定在二次低压屏蔽电极的法兰之间。
[0059]一次绕组(6)与二次绕组(9)及其屏蔽电极均设计成同轴结构，使空间电场分布尽可能均匀化，获得更好的绝缘性能。
[0060]如图3所示:
[0061]电压互感器安装于由圆柱壳体(16)、法兰(19)、法兰(20)、法兰(14)、盆式绝缘子
(15)、盆式绝缘子(21)以及壳体下端盖(18)组成的密封装置当中，密封装置内充有SF6压缩气体，使所述一次高压屏蔽电极与所述二次低压屏蔽电极绝缘。
[0062]圆柱壳体(16 )两端焊接有法兰(19 )和法兰(20 )，法兰(19 )和法兰(14 )之间固定盆式绝缘子(15)的边缘，法兰(20)固定盆式绝缘子(21)的边缘以及壳体下端盖(18)。[0063]盆式绝缘子(15)与法兰(12)同轴固定；盆式绝缘子(21)与法兰(23)同轴固定。
[0064]圆柱壳体(16 )的内侧壁对称设有两个固定块(17 );两个固定块(17 )将法兰(3 )和法兰(4)固定。
[0065]壳体下端盖(18)为横截面等于圆柱壳体(16)横截面、高度小于圆柱壳体(16)的圆柱体结构，圆柱壳体(16)、法兰(19)、法兰(20)、法兰(14)、盆式绝缘子(15)、盆式绝缘子
(21)以及壳体下端盖(18)均同轴安装且轴线垂直相交于一次高压屏蔽电极(2)的轴线。
[0066]盆式绝缘子(15)和盆式绝缘子(21)的轴心分别设有直径与法兰(12)和法兰(23)的中心孔直径相等的圆孔(22)。
[0067]一次高压屏蔽电极(2)通过法兰(12)的中心孔以及盆式绝缘子(15)轴心的圆孔引出两条接线。
[0068]法兰(3)和法兰(4)之间设有一个圆孔(13)，圆孔(13)的轴线和二次低压屏蔽电极(I)的轴线重合，圆柱壳体(16)外侧设有接线盘；二次低压屏蔽电极(I)通过圆孔(13)引出两个接线，引出后连接至圆柱壳体(16)上的接线盘。
[0069]圆柱壳体采用铝合金制作形成；盆式绝缘子(15)和盆式绝缘子(21)均采用二氧化硅和环氧材料浇注制成。
[0070]如图4所示:T1 —额定一次电压为1^ = 250/VIkV的上级电压互感器；T2—额定一 次电压为U? = 250/#kV的下级电压互感器；T3 —额定一次电压为Um= 50/V^V的全屏蔽
高压隔离型电压互感器。
[0071]上级电压互感器T1的一次绕组A1N1与下级电压互感器T2的一次绕组A2N2串联，组成串联式互感器的一次绕组AX，电压1^=500/7^kV。
[0072]上级的二次绕组aini与全屏蔽高压隔离型电压互感器的一次绕组(6)并联，全屏蔽高压隔离型电压互感器的二次绕组(9)与下级电压互感器T2的二次绕组a2n2串联；由此上级的二次绕组B1Ii1通过全屏蔽高压隔离型电压互感器T3与下级的二次绕组a2n2串联，组
成串联式互感器的二次绕组ax，电压U2=H)()/V^V。实现两台单级电压互感器串联时二次电
压的叠加，从而推进电压串联加法向更高电压等级进行量值传递。
[0073]一次绕组(6)和二次绕组(9)分别与电位差为220KV~1000KV的端口连接。
[0074]实际电路中为了减小由于一、二次绕组之间的绝缘距离导致的大漏感量对电压互感器准确度的影响，在一次绕组(6)的输入端串联一个性能稳定的电容器，与一次绕组漏感抗形成谐振，进一步提高电压互感器的准确度。
[0075]以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。
【权利要求】
1.一种全屏蔽高压隔离型电压互感器，其特征在于: 所述电压互感器包括同轴安装于环状一次高压屏蔽电极(2 )中的管状二次低压屏蔽电极(1)、分别固定所述一次高压屏蔽电极(2)和所述二次低压屏蔽电极(1)的法兰； 固定所述一次高压屏蔽电极(2)的法兰(12)和法兰(23)平行设于所述一次高压屏蔽电极(2)外侧； 固定所述二次低压屏蔽电极(1)的法兰(3)和法兰(4)的轴线垂直相交于所述二次低压屏蔽电极(1)的轴线； 所述一次高压屏蔽电极(2 )和所述二次低压屏蔽电极(1)均采用铝合金制作。
2.如权利要求1所述的一种全屏蔽高压隔离型电压互感器，其特征在于: 所述电压互感器安装于由圆柱壳体(16)、法兰(19)、法兰(20)、法兰(14)、盆式绝缘子(15)、盆式绝缘子(21)以及壳体下端盖(18)组成的密封装置当中。
3.如权利要求2所述的一种全屏蔽高压隔离型电压互感器，其特征在于: 所述圆柱壳体(16)两端焊接有所述法兰(19)和所述法兰(20)，所述法兰(19)和所述法兰(14)之间固定所述盆式绝缘子(15)的边缘，所述法兰(20)固定盆式绝缘子(21)的边缘以及所述壳体下端盖(18)。
4.如权利要求3所述的一种全屏蔽高压隔离型电压互感器，其特征在于: 所述盆式绝缘子(15)与法兰(12)同轴固定；所述盆式绝缘子(21)与法兰(23)同轴固定。
5.如权利要求2所述的一种全屏蔽高压隔离型电压互感器，其特征在于: 圆柱壳体(16 )的内侧壁对称设有两个固定块(17 );所述两个固定块(17 )将法兰(3 )和法兰(4)固定。
6.如权利要求2所述的一种全屏蔽高压隔离型电压互感器，其特征在于: 所述壳体下端盖(18)为横截面等于圆柱壳体(16)横截面、高度小于圆柱壳体(16)的圆柱体结构，所述圆柱壳体(16)、所述法兰(19)、所述法兰(20)、所述法兰(14)、所述盆式绝缘子(15)、所述盆式绝缘子(21)以及所述壳体下端盖(18)均同轴安装且轴线垂直相交于所述一次高压屏蔽电极(2)的轴线。
7.如权利要求1所述的一种全屏蔽高压隔离型电压互感器，其特征在于: 所述一次高压屏蔽电极(2)内外表面由圆弧面过渡连接，所有的连接处均做倒角和抛光处理，表面粗糙度优于3.2μm，使电极表面电场分布更加均匀。
8.如权利要求1所述的一种全屏蔽高压隔离型电压互感器，其特征在于: 所述一次高压屏蔽电极(2)内部设有与所述一次高压屏蔽电极(2)同轴安装的绝缘环氧管(7);所述绝缘环氧管(7)表面绕制与所述一次高压屏蔽电极(2)同轴的一次绕组(6);所述一次绕组(6)之间采用点胶聚酯薄膜(5)绝缘，所述一次绕组(6)和所述点胶聚酯薄膜(5)共同组成高压绕组。
9.如权利要求8所述的一种全屏蔽高压隔离型电压互感器，其特征在于: 所述一次绕组(6)匝数为325匝，所述一次绕组(6)选用直径为1.35mm的高强度漆包线分两层绕制组成，层间采用点胶聚酯薄膜(5)绝缘。
10.如权利要求1所述的一种全屏蔽高压隔离型电压互感器，其特征在于: 所述二次低压屏蔽电极(1)内部设有与所述二次低压屏蔽电极(1)同轴安装的圆柱体结构的坡莫合金铁芯(8);所述坡莫合金铁芯(8)表面绕制聚酯薄膜带(10);所述聚酯薄膜带(10)表面绕制与所述二次低压屏蔽电极(1)同轴的二次绕组(9)。
11.如权利要求10所述的一种全屏蔽高压隔离型电压互感器，其特征在于:所述二次绕组(9)的匝数为325匝，所述二次绕组(9)选用直径为1.0mm的高强度漆包线分两层绕制组成，层间采用聚酯薄膜带(10)绝缘。
12.如权利要求10所述的一种全屏蔽高压隔离型电压互感器，其特征在于:所述坡莫合金铁芯(8)采用两个横截面为半圆形且大小相等的坡莫合金铁芯对拼组成，然后固定在法兰(3)和法兰(4)之间。
13.如权利要求2所述的一种全屏蔽高压隔离型电压互感器，其特征在于:所述密封装置内充有SF6压缩气体，使所述一次高压屏蔽电极(2)与所述二次低压屏蔽电极(1)绝缘。
14.如权利要求2所述的一种全屏蔽高压隔离型电压互感器，其特征在于:所述盆式绝缘子(15)和所述盆式绝缘子(21)的轴心分别设有直径与法兰(12)和法兰(23)的中心孔直径相等的圆孔(22)。
15.如权利要求14所述的一种全屏蔽高压隔离型电压互感器，其特征在于:所述一次高压屏蔽电极(2)`通过法兰(12)的中心孔以及盆式绝缘子(15)轴心的圆孔引出两条接线。
16.如权利要求2所述的一种全屏蔽高压隔离型电压互感器，其特征在于:所述法兰(3)和所述法兰(4)之间设有一个圆孔(13)，圆孔(13)的轴线和二次低压屏蔽电极(1)的轴线重合，所述圆柱壳体(16)外侧设有接线盘；所述二次低压屏蔽电极(1)通过圆孔(13)引出两条接线，引出后连接至所述圆柱壳体(16)上的接线盘。
17.如权利要求9、11所述的一种全屏蔽高压隔离型电压互感器，其特征在于:一次绕组(6)和二次绕组(9)分别与电位差为220KV~1000KV的端口连接。
18.如权利要求17所述的一种全屏蔽高压隔离型电压互感器，其特征在于:所述一次绕组(6)的输入端串联一个性能稳定的电容器，与一次绕组(6)漏感抗形成谐振。
19.如权利要求2所述的一种全屏蔽高压隔离型电压互感器，其特征在于:所述圆柱壳体(16)采用铝合金制作；所述盆式绝缘子(15)和所述盆式绝缘子(21)均采用二氧化硅和环氧材料浇注制成。
【文档编号】G01R15/18GK103730247SQ201310695456
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年12月17日 优先权日:2013年12月17日
【发明者】周峰, 袁建平, 姜春阳, 殷小东, 周利华 申请人:国家电网公司, 中国电力科学研究院, 国网安徽省电力公司电力科学研究院