CN115656606A - 一种电压互感器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电压互感器，包括内部填充有绝缘介质的密封部件、置于所述密封部件内的高压臂、电压采集单元，所述高压臂包括电阻器，所述电阻器设有电阻部、低压端以及设于所述电阻部和所述低压端之间以绝缘隔开电阻部和所述低压端的绝缘隔离部，所述电阻部的一端为高压端，所述电阻部的另一端为信号输出端；所述电压采集单元与所述信号输出端相连。本发明不仅可以避免击穿的风险和发生短路故障造成对其它设备的损伤现象，而且在简化设计结构的同时，很好地对输出信号进行绝缘隔离，保证了输出信号的有效性。

Description

一种电压互感器

技术领域

本发明涉及一种电压互感器。

背景技术

目前，电压互感器是用来变换电压的仪器，电压互感器变换电压的目的，主要是用来给测量仪表和继电保护装置供电，用来测量线路的电压、功率和电能，或者用来在线路发生故障时保护线路中的贵重设备、电机和变压器。传统的电压互感器分为电磁式和电容式两种，电子式电压互感器是由连接到传输***和二次转换器的一个或多个电压或电流传感器组成的一种装置，用以传输正比于被测量的量，供给测量仪器、仪表和继电保护或控制装置。

现有技术中，这种结构的互感器在使用过程中的缺点是：电磁式电压互感器容量很小，一般都只有几伏安、几十伏安，最大也不超过一千伏安。传统电压互感器本身的阻抗很小，一旦发生短路，电流将急剧增长而烧毁线圈。电容式电压互感器内置有电容器，一般用于110kV及以上***，分压电容兼作耦合电容器，电容一旦故障击穿，在测量中间电位的情况下会对设备造成其它故障影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种电压互感器，它不仅可以避免击穿的风险和发生短路故障造成对其它设备的损伤现象，而且在简化设计结构的同时，很好地对输出信号进行绝缘隔离，保证了输出信号的有效性。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种电压互感器，包括：

内部填充有绝缘介质的密封部件；

置于所述密封部件内的高压臂，所述高压臂包括电阻器，所述电阻器设有电阻部、低压端以及设于所述电阻部和所述低压端之间以绝缘隔开电阻部和所述低压端的绝缘隔离部，所述电阻部的一端为高压端，所述电阻部的另一端为信号输出端；

电压采集单元，所述电压采集单元与所述信号输出端相连。

进一步，为了能够使得互感器连接低压侧，所述密封部件包括绝缘套管和安装在所述绝缘套管的一端部的安装组件，所述安装组件包括低压端转接法兰；

所述高压臂还包括安装在所述电阻器的低压端上的低压端法兰，所述低压端转接法兰与所述低压端法兰相连。

进一步，提供了一种电压采集单元与信号输出端之间的连接结构，所述电压采集单元通过采集组件与所述信号输出端相连，所述采集组件包括：

安装在所述低压端转接法兰上的接线柱，所述接线柱与所述低压端转接法兰绝缘隔离开，所述接线柱与所述信号输出端相连，所述接线柱与所述电压采集单元相连。

进一步，所述安装组件还包括低压端封板，所述低压端封板上设有锁紧接头，所述接线柱通过信号线与所述电压采集单元相连，所述信号线穿过所述锁紧接头。

进一步，所述高压臂还包括安装在所述电阻器的高压端上的高压端法兰。

进一步，为了在绝缘套管内支撑高压臂，所述高压臂还包括环氧支撑件，所述环氧支撑件装配在高压端法兰上，所述环氧支撑件的内孔套在所述电阻器上，所述环氧支撑件支撑在所述绝缘套管的内壁上。

进一步，所述环氧支撑件的内孔与所述电阻器的外壁之间和/或所述环氧支撑件的外壁与所述绝缘套管的内壁之间设有装配间隙。

进一步，提供了一种电压采集单元的具体结构，所述电压采集单元包括低压臂、电阻盒和至少一个模数转换模块，所述低压臂的输入端与所述信号输出端相连，所述低压臂的输出端与所述电阻盒的输入端相连，所述电阻盒的相应输出端与相应的模数转换模块相连。

进一步，所述电压采集单元还包括等电位板，所述低压臂和所述电阻盒安装在所述等电位板上。

进一步，所述电压采集单元还包括安装板，所述等电位板和所述模数转换模块安装在安装板上。

进一步，所述密封部件还包括高压端封板，所述高压端封板与所述绝缘套管的相应端部相连。

采用了上述技术方案后，本发明具有以下有益效果：

1、本发明的高压臂包括电阻器，电阻器的低压端与电阻部之间设有绝缘隔离部，既能起到信号的绝缘隔离的作用，又能简化设计结构，不用单独设计绝缘垫板进行信号隔离，本发明在不增加绝缘隔离垫板的情况下，将绝缘隔离部设在电阻器上，使得结构更紧凑；

2、本发明的低压端转接法兰中间设有接线柱，测量信号通过接线柱引出，接线柱与低压端转接法兰之间设有绝缘隔离设计，本发明在不增加密封信号端子板的情况下，将接线柱与低压端转接法兰结合为一体，使得结构更紧凑；

3、本发明的高压臂通过电阻器进行电压测量，而电阻器失效模式为阻值增大或开路，仅影响测量准确性，不会产生测量元件故障绝缘击穿或短路的风险，安全性高，不会产生高温高热引起***和火灾的现象，本发明的高压臂额定电流为mA级别，在0~20kV电压测量范围内，发热量很小，该级别的直流或交流电压均可实现相对准确的测量，与现有同级别电压等级的电磁式和电容式电压互感器相比，安全性更高，不仅仅局限于测量交流电压，通用性更强；

4、本发明的测量的电压可以是端间的电压，也可以是端对地的电压。

附图说明

图1为本发明的电压互感器的结构示意图；

图2为本发明的电压互感器的结构剖视图；

图3为本发明的电压采集单元的结构示意图；

图4为本发明的低压端转接法兰和接线柱的连接示意图；

图5为本发明的电阻器的结构简图。

具体实施方式

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

如图1~5所示，一种电压互感器，包括：

内部填充有绝缘介质的密封部件；

置于密封部件内的高压臂1，高压臂1包括电阻器11，电阻器11设有电阻部11a、低压端11b以及设于电阻部11a和低压端11b之间以绝缘隔开电阻部11a和低压端11b的绝缘隔离部11c，电阻部11a的一端为高压端11d，电阻部11a的另一端为信号输出端11e；

电压采集单元2，电压采集单元2与信号输出端11e相连。

在本实施例中，高压臂1包括电阻器11，电阻器11的低压端11b与电阻部11a之间设有绝缘隔离部11c，既能起到信号的绝缘隔离的作用，又能简化设计结构，不用单独设计绝缘垫板进行信号隔离，本实施例在不增加绝缘隔离垫板的情况下，将绝缘隔离部11c设在电阻器11上，使得结构更紧凑。

在本实施例中，高压臂1通过电阻器11进行电压测量，而电阻器失效模式为阻值增大或开路，仅影响测量准确性，不会产生测量元件故障绝缘击穿或短路的风险，安全性高，不会产生高温高热引起***和火灾的现象，本发明的高压臂1额定电流为mA级别，在0~20kV电压测量范围内，发热量很小，该级别的直流或交流电压均可实现相对准确的测量，与现有同级别电压等级的电磁式和电容式电压互感器相比，安全性更高，不仅仅局限于测量交流电压，通用性更强；测量的电压可以是端间的电压，也可以是端对地的电压。

如图2所示， 密封部件包括绝缘套管3和安装在绝缘套管3的相应端部的安装组件，安装组件包括低压端转接法兰41；

高压臂1还包括安装在电阻器11的低压端11b上的低压端法兰5，低压端转接法兰41与低压端法兰5相连。

低压端转接法兰41上设有低压接线端，电压采集时低压接线端用于外接低压侧。

如图2所示，电压采集单元2通过采集组件与信号输出端11e相连，采集组件可以为如下结构，包括：

安装在低压端转接法兰41上的接线柱6，接线柱6与低压端转接法兰41绝缘隔离开，并且连接处做密封处理，接线柱6与信号输出端11e相连，接线柱6与电压采集单元2相连。

本实施例的低压端转接法兰41中间设有接线柱6，测量信号通过接线柱6引出，接线柱6与低压端转接法兰41之间设有绝缘隔离设计，本实施例在不增加密封信号端子板的情况下，将接线柱6与低压端转接法兰41结合为一体，使得结构更紧凑。

在本实施例中，具体地，如图5所示，信号输出端11e的外壁上设有信号接线部，信号接线部可通过信号线与接线柱6相连。

如图2所示，安装组件还包括低压端封板42，低压端封板42上设有锁紧接头42a，接线柱6通过信号线与电压采集单元2相连，信号线穿过锁紧接头42a。

如图2所示，密封部件还包括高压端封板7，高压端封板7与绝缘套管3的相应端部相连。

低压端封板42和高压端封板7上均可设有支架8，以横向安装电压互感器。

另外，高压端封板7上可安装防护器9，防护器9与高压端封板7之间可设置密封圈以实现密封。

在本实施例中，高压端封板7、绝缘套管3和低压端转接法兰41围成一密封腔，高压臂1安装在密封腔内。高压端封板7与绝缘套管3之间、低压端转接法兰41与绝缘套管3之间均设有密封圈以实现密封。

具体地，如图2所示，高压臂1还包括安装在电阻器11的高压端11d上的高压端法兰12。

在本实施例中，高压端封板7上设有高压接线端，高压接线端与电阻器11的高压端11d相连，高压接线端在电压测量时可外接高压侧。

如图2所示，高压臂1还包括环氧支撑件13，环氧支撑件13装配在高压端法兰12上，环氧支撑件13的内孔套在电阻器11上，环氧支撑件13支撑在绝缘套管3的内壁上。

环氧支撑件13的内孔与电阻器11的外壁之间和环氧支撑件13的外壁与绝缘套管3的内壁之间设有装配间隙。装配间隙控制在0~1mm范围内。

具体地，如图3所示，电压采集单元2包括低压臂21、电阻盒22和至少一个模数转换模块23，低压臂21的输入端与信号输出端11e相连，低压臂21的输出端与电阻盒22的输入端相连，电阻盒22的相应输出端通过同轴信号线10与相应的模数转换模块23相连。

在本实施例中，模数转换模块23可以设置多个，数量可不具体限定。

电压采集单元2还包括等电位板24，低压臂21和电阻盒22安装在等电位板24上。

电压采集单元2还包括安装板25，等电位板24和模数转换模块23安装在安装板25上。

在本实施例中，利用温度系数较小的电阻器11传感测量电压，通过低压臂21和电阻盒22组成低压分压板，低压分压板将输出的低压信号转换为多路信号给多个模数转换模块23进行处理。低压分压板的设计可使多个模数转换模块23的输入信号相对独立，一个模数转换模块23的故障（输入端短路或开路）不会影响其它模数转换模块23信号测量。电子式电压互感器可配置多个完全相同的模数转换模块23（模数转换模块23的数量可根据工程需求进行扩展），能够满足工程多重化冗余配置需求，保证电子式电压互感器具有较高的可靠性。

以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种电压互感器，其特征在于，包括：

内部填充有绝缘介质的密封部件；

置于所述密封部件内的高压臂（1），所述高压臂（1）包括电阻器（11），所述电阻器（11）设有电阻部（11a）、低压端（11b）以及设于所述电阻部（11a）和所述低压端（11b）之间以绝缘隔开电阻部（11a）和所述低压端（11b）的绝缘隔离部（11c），所述电阻部（11a）的一端为高压端（11d），所述电阻部（11a）的另一端为信号输出端（11e）；

电压采集单元（2），所述电压采集单元（2）与所述信号输出端（11e）相连。

2.根据权利要求1所述的电压互感器，其特征在于，

所述密封部件包括绝缘套管（3）和安装在所述绝缘套管（3）的相应端部的安装组件，所述安装组件包括低压端转接法兰（41）；

所述高压臂（1）还包括安装在所述电阻器（11）的低压端（11b）上的低压端法兰（5），所述低压端转接法兰（41）与所述低压端法兰（5）相连。

3.根据权利要求2所述的电压互感器，其特征在于，

所述电压采集单元（2）通过采集组件与所述信号输出端（11e）相连，所述采集组件包括：

安装在所述低压端转接法兰（41）上的接线柱（6），所述接线柱（6）与所述低压端转接法兰（41）绝缘隔离开，所述接线柱（6）与所述信号输出端（11e）相连，所述接线柱（6）与所述电压采集单元（2）相连。

4.根据权利要求3所述的电压互感器，其特征在于，

所述安装组件还包括低压端封板（42），所述低压端封板（42）上设有锁紧接头（42a），所述接线柱（6）通过信号线与所述电压采集单元（2）相连，所述信号线穿过所述锁紧接头（42a）。

5.根据权利要求2所述的电压互感器，其特征在于，

所述高压臂（1）还包括安装在所述电阻器（11）的高压端（11d）上的高压端法兰（12）。

6.根据权利要求5所述的电压互感器，其特征在于，

所述高压臂（1）还包括环氧支撑件（13），所述环氧支撑件（13）装配在高压端法兰（12）上，所述环氧支撑件（13）的内孔套在所述电阻器（11）上，所述环氧支撑件（13）支撑在所述绝缘套管（3）的内壁上。

7.根据权利要求6所述的电压互感器，其特征在于，

所述环氧支撑件（13）的内孔与所述电阻器（11）的外壁之间和/或所述环氧支撑件（13）的外壁与所述绝缘套管（3）的内壁之间设有装配间隙。

8.根据权利要求1所述的电压互感器，其特征在于，

所述电压采集单元（2）包括低压臂（21）、电阻盒（22）和至少一个模数转换模块（23），所述低压臂（21）的输入端与所述信号输出端（11e）相连，所述低压臂（21）的输出端与所述电阻盒（22）的输入端相连，所述电阻盒（22）的相应输出端与相应的模数转换模块（23）相连。

9.根据权利要求8所述的电压互感器，其特征在于，

所述电压采集单元（2）还包括等电位板（24），所述低压臂（21）和所述电阻盒（22）安装在所述等电位板（24）上。

10.根据权利要求9所述的电压互感器，其特征在于，

所述电压采集单元（2）还包括安装板（25），所述等电位板（24）和所述模数转换模块（23）安装在安装板（25）上。

11.根据权利要求1所述的电压互感器，其特征在于，

所述密封部件还包括高压端封板（7），所述高压端封板（7）与所述绝缘套管（3）的相应端部相连。

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