一种电子式电流互感器与断路器的集成系统的制作方法

本发明涉及高压断路器领域，具体为一种电子式电流互感器与断路器的集成系统。

背景技术：

为了减少变电站的占地空间，高压电器设备的小型化、集成化已成为其主要的发展方向。如实用新型专利(授权号：cn203367765u)公开了一种电子式电流互感器与断路器的连接结构，将电子式电流互感器嵌入了断路器内部，减少了占地空间，但在断路器旁边增加了外罩和光纤绝缘子，节省的空间有限，依然采用多个绝缘子。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种电子式电流互感器与断路器的集成系统，将电子式电流互感器完全与断路器集成为一体式结构，减少了变电站的占地空间，且符合高压电器小型化、集成化发展趋势，结构简单，设计合理，集成度高，零部件少。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种电子式电流互感器与断路器的集成系统，包括依次设置的断路器的灭弧室、线圈箱体和断路器的支撑部分，以及设置在线圈箱体一侧的采集单元箱体；

所述的线圈箱体包括第一连接法兰、第二连接法兰、线圈和绝缘环；第一连接法兰和第二连接法兰同轴连接后，中心设置形成通孔，相邻面的内侧接触导流，相邻面的外侧通过绝缘环绝缘连接，相邻面的中部形成环形槽，线圈设置在环形槽中；用于断路器分合闸操作的拉杆贯穿线圈箱体中心的通孔设置；

所述的采集单元箱体内设置采集单元，采集单元的采集端与线圈连接，输出端通过光纤将信号引出。

优选的，在第一连接法兰和第二连接法兰的相邻面上，第一连接法兰上的外侧圆环面和第二连接法兰上的外侧圆环面之间呈间歇设置形成环状空间，绝缘环以间隙配合的方式填充环状空间。

优选的，绝缘环的一端设置有绝缘环的第一凸起，另一端设置有绝缘环上的第二凹槽；第一连接法兰上设置有第一连接法兰的第一凹槽，第二连接法兰上设置有第二连接法兰的第二凸起；绝缘环的第一凸起与第一连接法兰的第一凹槽、第二连接法兰的第二凸起与绝缘环上的第二凹槽配合安装。

优选的，所述绝缘环与第一连接法兰和第二连接法兰的接缝处外侧均匀涂抹防水胶。

优选的，断路器的灭弧室通过灭弧室法兰与第一连接法兰的顶面密封连接，第一连接法兰的底面与第二连接法兰的顶面密封连接，第二连接法兰的底面与断路器的支撑部分的支柱绝缘子的顶面密封连接，第二连接法兰的侧面与采集单元箱体的一侧密封连接。

优选的，第一连接法兰以通孔中心为轴，对称设置有若干沉头孔，第二连接法兰上以通孔中心为轴，对称设置有若干螺纹孔，第一螺栓组穿过沉头孔并拧入螺纹孔，用于第一连接法兰与第二连接法兰的紧固连接，紧固位置位于第一紧固连接面上。

优选的，所述第一连接法兰与第二连接法兰之间的第一紧固连接面上设置有第一密封槽，用以安置第一密封圈；

所述第一连接法兰与灭弧室法兰之间的第二紧固连接面上设置有第二密封槽，用以安置第二密封圈；

所述第二连接法兰与支柱绝缘子之间的第三紧固连接面上设置有第三密封槽，用以安置第三密封圈；

所述第二连接法兰与采集单元箱体之间的第四紧固连接面上设置有第四密封槽，用以安置第四密封圈。

进一步的，所述第一密封槽与第二密封槽，都位于线圈箱体的中心线与第一紧固接触面的紧固位置之间。

优选的，所述采集单元箱体还包括配合设置的盒盖和盒子，以及固定在盒子里的支柱；采集单元固定在支柱上；线圈上的信号线经线圈箱体上的孔进入采集单元箱体，与采集单元的采集端连接；采集单元输出端通过光纤将信号引出进入合并单元。

优选的，设置在环状槽内的线圈通过环氧胶采用点胶方式固定在第二连接法兰上。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明一种电子式电流互感器与断路器的集成系统，断路器的灭弧室与支撑部分之间通过设置的线圈箱体和采集单元箱体实现集成连接。线圈箱体采用中间连接通流、四周绝缘的结构，第一连接法兰与第二连接法兰之间的第一紧固连接面位于线圈的内侧，用于导通电流；四周通过设置的绝缘环实现绝缘，导流通道位于线圈内部，因此能够实现电子式电流互感器的作用；采集箱体直接固定在线圈箱体上，无需额外支撑，结构合理，设计巧妙，集成度高，便于布置安装。

进一步的，第一紧固连接面的紧固位置位于该面上以确保该面紧固力的均匀，为此在第一连接法兰上设置了沉头孔结构。

进一步的，绝缘环位于线圈的外侧，且恰好置于一个环状空间内用于隔绝电流。

附图说明

图1为本发明电子式电流互感器与断路器集成系统的整体布局结构图。

图2为本发明实例中所述绝缘环的结构示意图。

图3为本发明实例中所述线圈箱体的结构示意图。

图中：1为断路器的灭弧室，2为线圈箱体，2-1为第一连接法兰，2-1-1为第一连接法兰的第一凹槽，2-2为第二连接法兰，2-2-1为第二连接法兰的第二凸起，2-3为绝缘环，2-3-1为绝缘环的第一凸起，2-3-2为绝缘环上的第二凹槽，3为断路器的支撑部分，3-1为支柱绝缘子，4为采集单元箱体，4-1为盖子，4-2为支柱，4-3为盒子，5为采集单元，6为接地线，7为线圈，8为光纤，8-1为光纤埋入绝缘子部分，8-2为光纤上端露出部分，8-3为光纤下端露头部分，9为拉杆，10-1为第一螺栓组，10-2为第二螺栓组，10-3为第三螺栓组，10-4为第四螺栓组，11-1为第一紧固连接面，11-2为第二紧固连接面，11-3为第三紧固连接面，11-4为第四紧固连接面，12-1为第一密封槽，12-2为第二密封槽，12-3为第三密封槽，12-4为第四密封槽，13-1为第一密封圈，13-2为第二密封圈，13-3为第三密封圈，13-4为第四密封圈，14为沉头孔，15为螺纹孔，16为通孔，17为合并单元，18-1为第一外侧圆环面，18-2为第二外侧圆环面，19为环状空间，20为环形槽，21为孔，22为防水胶，23为环氧胶。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

本发明一种电子式电流互感器与断路器的集成系统，如图1所示，断路器的灭弧室1和断路器的支撑部分3之间设置有线圈箱体2和采集单元箱体4，线圈箱体2的中心设置有通孔16，拉杆9通过该通孔贯穿该线圈箱体2的中心，操动拉杆9实现断路器的分合闸操作；所述线圈箱体2内包括第一连接法兰2-1、第二连接法兰2-2、线圈7以及绝缘环2-3；所述绝缘环2-3位于线圈7的外侧，第一连接法兰2-1与第二连接法兰2-2之间的第一紧固连接面11-1位于线圈7的内侧，所述第一紧固连接面11-1的紧固位置位于该面上；所述线圈箱体2顶部与灭弧室法兰1-2连接，实现与断路器的灭弧室1集成，线圈箱体2底部与支柱绝缘子3-1连接，实现与断路器的支撑部分3集成。所述采集单元箱体4与线圈箱体2相连，包含采集单元5、盒子4-3、盒盖4-1、支柱4-2，所述线圈7信号线经线圈箱体2孔21进入采集单元箱体4，与采集单元5连接。所述采集单元5通过光纤8将信号引出进入合并单元17。所述光纤8的中间部分8-1埋入支柱绝缘子3-1环氧玻璃钢筒和伞裙之间，光纤8的上端露出部分经金属软管进入采集单元箱体4，与采集单元5连接，光纤8的下端露头部分8-3与合并单元17连接。

本发明中，如图2和图3所示，第一连接法兰2-1的外侧圆环面18-1和第二连接法兰2-2的外侧圆环面18-2之间有环状空间19；绝缘环2-3上设置有第一凸起2-3-1与第二凹槽2-3-2，第一连接法兰2-1上设置有第一凹槽2-1-1，第二连接法兰2-2上设置有第二凸起2-2-1，第二凹槽2-3-2的外径比第二凸起2-2-1的外径略小，绝缘环2-3预热后，第一凸起2-3-1与第一凹槽2-1-1、第二凹槽2-3-2与第二凸起2-2-1恰能配合安装，绝缘环2-3恰好能以间隙配合的方式填充环状空间19；这种结构一方面可以实现防止绝缘环2-3的窜动，另一方面可以防止雨水进入箱体的环形槽20内。

如图1所示，灭弧室法兰1-2与第一连接法兰2-1的顶面密封连接，第一连接法兰2-1的底面与第二连接法兰2-2的顶面密封连接，第二连接法兰2-2的底面与支柱绝缘子3-1的顶面密封连接。第一连接法兰2-1以通孔16中心为轴，对称设置有若干沉头孔14，第二连接法兰2-2上以通孔16中心为轴，对称设置有若干螺纹孔15，第一螺栓组10-1穿过沉头孔14并拧入螺纹孔15，实现第一连接法兰2-1与第二连接法兰2-2的紧固连接，紧固位置位于第一紧固连接面11-1上，以确保第一紧固连接面11-1贴合受力均匀、导电通畅。

线圈7通过点胶方式固定在线圈箱体2中的环形槽20内。

所述第一连接法兰2-1与第二连接法兰2-2之间的第一紧固连接面11-1上设置有第一密封槽12-1，用以安置第一密封圈13-1；所述第一连接法兰2-1与灭弧室法兰1-2之间的第二紧固连接面11-2上设置有第二密封槽12-2，用以安置第二密封圈13-2；所述第二连接法兰2-2与支柱绝缘子3-1之间的第三紧固连接面11-3上设置有第三密封槽12-3，用以安置第三密封圈13-3；所述第二连接法兰2-2与盒子4-3之间的第四紧固连接面11-4上设置有第四密封槽12-4，用以安置第四密封圈13-4；所述第一密封槽12-1与第二密封槽12-2，都位于线圈箱体2的中心线与第一螺栓组15-1之间。

所述绝缘环2-3与第一连接法兰2-1、第二连接法兰2-2的接缝处外侧均匀涂抹防水胶22。

所述采集单元5固定在支柱4-2上，支柱4-2固定在盒子4-3里，支柱4-2可以为导体，也可以为绝缘体，采集单元5外壳通过接地线6与盒子4-3导通。

具体的设置和配合如下所述。

第一，在不影响断路器基本功能的前提下，实现电子式电流互感器与断路器的整体结构集成：在断路器的灭弧室1和断路器的支撑部分3之间设置一个线圈箱体2，线圈箱体2的中心设置有通孔16，拉杆9通过该通孔贯穿该箱体的中心，操动拉杆9实现断路器的分合闸操作。线圈箱体2包括第一连接法兰2-1、第二连接法兰2-2、线圈7以及绝缘环2-3。线圈箱体2顶部与灭弧室法兰1-2连接，实现与断路器的灭弧室1集成一体，线圈箱体2底部与支柱绝缘子3-1连接，实现与断路器的支撑部分3集成一体。

第二，在整体结构集成的基础上，实现电子式电流互感器的功能：线圈箱体2内的绝缘环2-3位于线圈7的外侧，第一连接法兰2-1与第二连接法兰2-2之间的第一紧固连接面11-1位于线圈7的内侧，用于导通电流。由于导通电流的第一紧固连接面11-1在线圈7的内侧，线圈7可以有效实时地监测其电流数据。光纤8的中间部分8-2埋入支柱绝缘子3-1内部，上部露出部分8-1通过金属软管与采集单元5相连，下部露头部分8-3与合并单元17相连，实现采集数据的传输及处理。

第三，在整体结构与功能集成的基础上，考虑集成后的可靠性：

1)第一连接法兰2-1以通孔16中心为轴，对称设置有若干沉头孔14，第二连接法兰2-2上以通孔16中心为轴，对称设置有若干螺纹孔15，第一螺栓组10-1穿过沉头孔14并拧入螺纹孔15，实现第一连接法兰2-1与第二连接法兰2-2的紧固连接，其中紧固位置位于第一紧固连接面11-1上，以确保第一紧固连接面11-1贴合受力均匀、导电通畅。

2)第一连接法兰2-1的外侧圆环面18-1和第二连接法兰2-2的外侧圆环面18-2之间有环状空间19，绝缘环2-3恰好能以间隙配合的方式填充该环状空间；绝缘环2-3上设置有绝缘环的第一凸起2-3-1，第一连接法兰2-1上设置有第一连接法兰的第一凹槽2-1-1，绝缘环2-3上设置有绝缘环上的第二凹槽2-3-2，第二连接法兰2-2上设置有第二连接法兰的第二凸起2-2-1，绝缘环的第一凸起2-3-1与第一连接法兰的第一凹槽2-1-1、第二连接法兰的第二凸起2-2-1与绝缘环上的第二凹槽2-3-2恰能配合安装。该方式一方面可以实现防止绝缘环的窜动，另一方面可以防止雨水进入环形槽20。

3)线圈7通过环氧胶23采用点胶方式固定在形成环形槽20的第二连接法兰2-2上；

4)灭弧室法兰1-2与第一连接法兰2-1的顶面密封连接，第一连接法兰2-1的底面与第二连接法兰2-2的顶面密封连接，第二连接法兰2-2的底面与支柱绝缘子3-1的顶面密封连接，第二连接法兰2-2的侧面与盒子4-3的侧面密封连接。其中采用密封槽加密封圈的结构实现上述密封，具体方式为：第一连接法兰2-1与第二连接法兰2-2之间的第一紧固连接面11-1上设置有第一密封槽12-1，用以安置第一密封圈13-1；所述第一连接法兰2-1与灭弧室法兰1-2之间的第二紧固连接面11-2上设置有第二密封槽12-2，用以安置第二密封圈13-2；所述第二连接法兰2-2与支柱绝缘子3-1之间的第三紧固连接面11-3上设置有第三密封槽12-3，用以安置第三密封圈13-3；所述第二连接法兰2-2与盒子4-3之间的第四紧固连接面11-4上设置有第四密封槽12-4，用以安置第四密封圈13-4。上述第一密封槽与第二密封槽，都位于线圈箱体2的通孔16与第一螺栓组10-1之间。

5)绝缘环2-3与第一连接法兰2-1、第二连接法兰2-2的接缝处外侧均匀涂抹防水胶22，以防止雨水渗入。

最后，在上述三方面的基础上，考虑其安装顺序：

1)将光纤2的中间部分2-2预埋在支柱绝缘子3-1内；

2)将线圈7采用点胶方式固定在第二连接法兰2-2环状槽20内；

3)将第二连接法兰2-2与支柱绝缘子3-1通过第三螺栓组10-3紧固连接；

4)将绝缘环2-3预热，通过绝缘环上的第二凹槽2-3-2套在第二连接法兰2-2上，冷却后绝缘环2-3与第二连接法兰2-2紧密连接；

5)通过第四螺栓组10-4将盒子4-3紧固连接在第二连接法兰2-2上；

6)将采集单元5安装在盒子4-3内，将线圈7信号线和光纤2的上部露头部分2-1分别拉进盒子4-3内，与采集单元5连接，将盒盖4-1与盒子4-3连接；

7)通过第一螺栓组10-1将第二连接法兰2-2与第一连接法兰2-1紧固连接；

8)将组装好的包括灭弧室法兰1-2和灭弧室套管6的灭弧室1通过第二螺栓组10-2与第一连接法兰2-1紧固连接，最后均匀涂抹防水胶22，完成电子式电流互感器与断路器的集成安装。