CN204360906U - 一种智能型干式变压器套管 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能型干式变压器套管，包括接线板、导电杆、外绝缘层、电容芯体、电子式互感器传感组件、信号处理单元、法兰盘和均压球；其中，电子式互感器传感组件同轴设在电容芯体的外周，为电压、电流双重互感器，信号处理单元安装于电子式互感器传感组件外周一侧，电子式互感器传感组件感应的电压、电流二次信号传送给所述信号处理单元。该智能型干式变压器套管集成套管、电子式电压互感器、电子式电流互感器于一体，不仅节约设计物料成本，结构简单紧凑，还提高变压器装配效率和准确度，有效减免了人工操作失误而造成损毁现象；通过电压信号和电流信号同时测量，还提高了测量的准确性，为变压器运行的可靠性提高了保障。

Description

一种智能型干式变压器套管

技术领域

本实用新型涉及一种干式变压器套管，适用于当前智能电网中的变压器的应用。

背景技术

变压器套管是变压器箱外的主要绝缘装置，变压器绕组的引出线必须穿过绝缘套管，使引出线之间、引出线与变压器外壳之间、以及引出线与地之间绝缘，同时担负着固定引出线的作用。套管一般由带电部分和绝缘部分组成；常见的套管按照其构成分为胶纸电容式、油纸电容式和干式套管，其中干式套管由电容芯体、瓷套(或硅橡胶外套)、法兰盘、导电杆、均压球等组成，干式套管的电容芯体作为主绝缘有玻璃纤维浸渍环氧树脂交替包绕电容屏制成或者绝缘纸交替包绕电容屏后浸渍环氧树脂制成，具有机械强度高、电气性能好、体积小、运行维护方便等的优点。

为实现对变压器运行状态实时监控保护，常需在套管上安装电流互感器用于电流测量，如公开号为CN103887052A的中国专利中公开的就是这样一种套管式电流互感器；相比于早先安装于变压器油箱内的高压电流互感器，这种套管式电流互感器具有更换方便、装配效率高、结构简单的优点。

不过，随着智能化变电站的发展，工业应用上对变压器套管尺寸紧凑性、功能多元化、智能化等方面都提出了新的要求。因此，现有的带有电流检测功能的变压器套管存在以下缺点：

一、变压器套管与电流互感器是分别安装，不仅增加施工过程难度，而且增大安装过程中损坏套管的可能性，造成绝缘、稳固性能的下降；

二、对套管的尺寸要求大，对应的变压器整个空间也相应地要求增大；

三、仅能实现单一电流检测功能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中变压器套管安装使用过程中存在的缺陷，提供一种可适应新型智能电网配电变压器等的应用需求的智能型干式变压器套管。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是设计一种智能型干式变压器套管，包括接线板、导电杆、外绝缘层、电容芯体、电子式互感器传感组件、信号处理单元、法兰盘和均压球；其中，电子式互感器传感组件同轴设在电容芯体的外周，为电压、电流双重互感器，信号处理单元安装于电子式互感器传感组件外周一侧，所述电子式互感器传感组件感应的电压、电流二次信号传送给所述信号处理单元。

与现有的干式变压器套管相比，本实用新型的智能型干式变压器套管集成套管、电子式电压互感器、电子式电流互感器于一体，不仅节约设计物料成本，使结构简单紧凑，而且还提高了变压器的装配的效率和准确度，有效减免了人工操作失误而造成的损毁现象；与此同时，通过电压信号和电流信号的同时测量，提高了测量的准确性，为变压器运行的可靠性提高了保障。

为了提高测量精度、使结构紧凑，优选地，所述电子式互感器传感组件包括电流传感器、传感器护壳以及环形的电压测量电极；其中，传感器护壳设有同心的中心通孔和环形空腔，所述电容芯体穿过中心通孔，电压测量电极经绝缘件隔离后嵌至中心通孔的圆周壁上，电流传感器放置于环形空腔中并经灌封密封胶成一体；所述电压测量电极的电压二次出线、以及所述电流传感器二次出线从所述传感器护壳的外周一侧出线孔引出，与安装于所述传感器护壳外的出线孔处的所述信号处理单元电连接。

这里，导电杆、电压测量电极以及传感器护壳形成同轴电容串联分压，并作为电子式互感器传感组件中的电压传感的传感元，该全机械结构电容具有频率响应宽、测量精度高的特点，从而实现了该电子式互感器精准测量，进而提高了变压器运行的可靠性。

为了提高电流传感器在传感器护壳的环形空腔内同轴固定的稳定性，避免灌封过程中发生移动，提高测量精度，优选地，所述电子式互感器传感组件还包括放置于所述传感器护壳的环形空腔内的环形护套；所述电流传感器套设于环形护套的外周，电流传感器、环形护套和传感器护壳灌封成一体。

电流传感器可以采用LPCT线圈和罗氏线圈及光学器件等作为电子式互感器传感组件中的电流传感元。这些器件具有体积小、质量轻的特点，便于与套管组合安装，而且具有测量精度高、测量范围大、频率响应宽、暂态特性好等特点。优选地，所述电流传感器包括LPCT线圈和罗氏线圈电流传感元，罗氏及LPCT线圈同轴重叠放置于所述环形空腔中。

为了提高电压测量电极与传感器护壳的连接牢固性，优选地，所述传感器护壳的中心通孔的圆周壁预留有通孔，通过螺栓将被绝缘件隔离后的所述电压测量电极固定于所述传感器护壳。

优选地，所述电子式互感器传感组件与所述电容芯体之间胶装在一起。通过胶装，电子式互感器传感组件和法兰盘与电容芯体之间不存在油或气体，且无需维护，还具有结构紧密、机械强度高、重量轻的特点。特别是，电子式互感器传感组件与电容芯体之间的胶装在一起，还有助于使电气特性稳定，轴、径向电场均匀，提高起晕电压。在此基础上，最好是在所述电压测量电极上设置若干通孔。这样在胶装电子式互感器传感组件与电容芯体时，灌封胶可以进入电压测量电极的通孔，提高电压测量电极与电容芯体同轴固定的牢固性及电容介质的匀称性，进而提高测量精度。

为了进一步提高机械强度、提高同轴性定位的稳定性，优选地，所述电子式互感器传感组件靠近所述法兰盘上端面，所述法兰盘与所述电容芯体之间、所述电子式互感器传感组件与所述法兰盘之间均胶装在一起。

为了使外绝缘层和电容芯体之间可靠固定，优选地，所述外绝缘层胶粘在所述电容芯体的上端到所述电子式互感器组件处、以及所述电容芯体的下端到所述法兰盘处表面。这里，所述外绝缘层的外轮廓沿所述导电杆的轴线呈现依次间隔排列的大伞群和小伞群。

为了提高信号处理单元数据传输的稳定性，优选地，所述信号处理单元至后台终端的引出线为光纤。通过采用光纤传输，可以使信号处理单元数据传输不受电磁干扰，便于后续网络化连接和智能化处理，适应了智能化变电站技术发展的要求。

为了提高电容芯体的结构紧密性、杜绝滑屏，优选地，所述导电杆在制作电容芯体的过程与之固化为一体；所述电容芯体由具有不同内、外径的若干电容管同心套装于所述导电杆而成，且各电容管之间通过抽真空工艺整体灌封密封胶并固化定型。进一步优选地，电容芯体为外层涂有低阻半导体漆或包有半导电带的具有不同内、外径的若干环氧电容单元。

本实用新型的优点和有益效果在于：本实用新型智能型干式变压器套管集成套管、电子式电压互感器、电子式电流互感器于一体，测量精度高，同时还节约设计物料成本，结构简单紧凑，提高了变压器的装配的效率和准确度，有效减免了人工操作失误而造成的损毁现象。此外，本实用新型智能型干式变压器套管采用一体式浇注工艺，结构紧密不存在油或气体，不需维护，具有重量轻、电气特性稳定，轴、径向电场均匀、起晕电压高、机械强度高的优点。

附图说明

图1是本实用新型智能型干式变压器套管的结构示意图，其中电流传感器采用LPCT线圈及罗氏线圈组合方式；

图2是图1的局剖示意图；

图3是图2中局剖部分的放大图。

图中：1、接线板；2、导电杆；3、外绝缘层；4、电容芯体；5、信号处理单元；6、电子式互感器传感组件；7、法兰盘；8、均压球，9、LPCT线圈；10、电压测量电极；11、罗氏线圈；12、传感器护壳；13、环形护套；14、螺栓；101、通孔。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

本实用新型是一种智能型干式变压器套管。如图1至图3所示，智能型干式变压器套管包括接线板1、导电杆2、外绝缘层3、电容芯体4、电子式互感器传感组件6、信号处理单元5、法兰盘7和均压球8。

电容芯体4上端接接线板1，下端安装均压球8，接线板1和均压球8与固定于电容芯体4内的导电杆2连接，法兰盘7及电子式互感器传感组件6套设在电容芯体4的外周，电子式互感器传感组件6位于法兰盘7上端，电子式互感器传感组件6靠近法兰盘7上端面，外绝缘层3胶粘在电容芯体4的上端到电子式互感器组件6处、以及电容芯体4的下端到法兰盘7处的外周表面。外绝缘层3的外轮廓沿导电杆2的轴线呈现依次间隔排列的大伞群和小伞群。

其中，电子式互感器传感组件6为电压、电流双重互感器，信号处理单元5安装于电子式互感器传感组件6外周出线孔处，电子式互感器传感组件6感应的电压、电流二次信号传送给信号处理单元5。

如图2所示，这里的电子式互感器传感组件6包括电流传感器、传感器护壳12以及环形的电压测量电极10；信号处理单元5安装于传感器护壳12外周一侧。传感器护壳12设有同心的中心通孔和环形空腔；电压测量电极10经绝缘件隔离后嵌至中心通孔的圆周壁上，这里，导电杆2、电压测量电极10以及传感器护壳12形成同轴电容串联分压，并作为电子式互感器传感组件6中的电压传感的传感元；电流传感器采用LPCT线圈及罗氏线圈组合方式实现，通过罗氏线圈11及LPCT线圈9同轴重叠放置于环形空腔中并经环氧密封胶灌封成一体形成，电子式互感器传感组件6的电流传感器通过LPCT线圈9和罗氏线圈11传感一次电流信号用作计量和保护。当然，这里电流传感器还可以是其他器件，如光学器件、单独的LPCT线圈、或单独的罗氏线圈等等。

电压测量电极10的电压二次出线、以及罗氏线圈11及LPCT线圈9的电流二次出线从传感器护壳12的外周一侧出线孔引出，经同轴电缆与信号处理单元5电连接。信号处理单元5将一次信号传感器输出二模拟次信号就近数字化，通过光纤将数据信号发送后台终端。这样采用光纤传输，可以不受电磁干扰，便于后续网络化连接和智能化处理。

在传感器护壳12的环形空腔内安装罗氏线圈11和LPCT线圈9时，可以在传感器护壳12的环形空腔内先放置一环形护套13，再将罗氏线圈11和LPCT线圈9同轴重叠套设于环形护套13的外周，罗氏线圈11、LPCT线圈9、环形护套13与传感器护壳12经环氧密封胶灌封成一体。通过设置环形护套13，可以提高罗氏线圈11和LPCT线圈9在传感器护壳12的环形空腔内固定的稳定性，保证更好的同轴性。

在传感器护壳12在中心通孔的圆周壁固定电压测量电极10时，可以先在传感器护壳12的中心通孔的圆周壁预留若干通孔，通过螺栓14将被绝缘件隔离后的电压测量电极10固定于传感器护壳12；提高电压测量电极固定的同轴性。

该干式套管整体采用一体式浇注工艺，电子式互感器传感组件6和法兰盘7与电容芯体4之间胶装在一起；电子式互感器传感组件6与法兰之间也胶装在一起。这样可以使结构紧密，内部不存在油或气体，且不需维护，具有重量轻、电气特性稳定、轴径向电场均匀、起晕电压高、机械强度高的特点。此外，还可以在电压测量电极10上设置若干通孔101；在胶装电子式互感器传感组件6与电容芯体4时，灌封胶可以进入电压测量电极10的通孔101，提高电压测量电极10与电容芯体4同轴固定的牢固性。

另外，导电杆2在制作电容芯体4的过程与电容芯体4固化为一体；电容芯体4由外层涂有低阻半导体漆的不同内、外径环氧管、同心套装于导电杆2而成，各环氧管之间通过抽真空工艺整体灌封环氧密封胶并固化定型。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种智能型干式变压器套管，其特征在于，包括接线板、导电杆、外绝缘层、电容芯体、电子式互感器传感组件、信号处理单元、法兰盘和均压球；其中，电子式互感器传感组件同轴设在电容芯体的外周，为电压、电流双重互感器，信号处理单元安装于电子式互感器传感组件外周一侧，所述电子式互感器传感组件感应的电压、电流二次信号传送给所述信号处理单元。

2.如权利要求1所述的智能型干式变压器套管，其特征在于，所述电子式互感器传感组件包括电流传感器、传感器护壳以及环形的电压测量电极；其中，传感器护壳设有同心的中心通孔和环形空腔，所述电容芯体穿过中心通孔，电压测量电极经绝缘件隔离后嵌至中心通孔的圆周壁上，电流传感器放置于环形空腔中并经灌封密封胶成一体；所述电压测量电极的电压二次出线、以及所述电流传感器二次出线从所述传感器护壳的外周一侧出线孔引出，经同轴电缆与安装于所述传感器护壳外的出线孔处的所述信号处理单元电连接。

3.如权利要求2所述的智能型干式变压器套管，其特征在于，所述电子式互感器传感组件还包括放置于所述传感器护壳的环形空腔内的环形护套；所述电流传感器套设于环形护套的外周，电流传感器、环形护套和传感器护壳灌封成一体。

4.如权利要求2所述的智能型干式变压器套管，其特征在于，所述电流传感器包括LPCT线圈和罗氏线圈电流传感元，罗氏及LPCT线圈同轴重叠放置于所述环形空腔中。

5.如权利要求2所述的智能型干式变压器套管，其特征在于，所述传感器护壳的中心通孔的圆周壁预留有通孔，通过螺栓将被绝缘件隔离后的所述电压测量电极固定于所述传感器护壳。

6.如权利要求2所述的智能型干式变压器套管，其特征在于，所述电子式互感器传感组件与所述电容芯体之间胶装在一起；所述电压测量电极上设置若干通孔。

7.如权利要求6所述的智能型干式变压器套管，其特征在于，所述电子式互感器传感组件靠近所述法兰盘上端面，所述法兰盘与所述电容芯体之间、所述电子式互感器传感组件与所述法兰盘之间均胶装在一起；所述外绝缘层胶粘在所述电容芯体的上端到所述电子式互感器组件处、以及所述电容芯体的下端到所述法兰盘处表面。

8.如权利要求1至7任意一项所述的智能型干式变压器套管，其特征在于，所述信号处理单元至后台终端的引出线为光纤。

9.如权利要求1至7任意一项所述的智能型干式变压器套管，其特征在于，所述导电杆在制作电容芯体的过程与之固化为一体；所述电容芯体由具有不同内、外径的若干电容管同心套装于所述导电杆而成，且各电容管之间通过抽真空工艺整体灌封密封胶并固化定型。

10.如权利要求9所述的智能型干式变压器套管，其特征在于，所述电容芯体为外层涂有低阻半导体漆或包有半导电带的具有不同内、外径的若干环氧电容单元。