一种大容量高电压三相共气室电流互感器结构
阅读说明：本技术 一种大容量高电压三相共气室电流互感器结构 (Large-capacity high-voltage three-phase common air chamber current transformer structure ) 是由 王福安 谢建华 闫东 王成坤 魏成亮 韩潇骥 李传阳 王玉玺 冯双喜 陈洪伟 朱 于 2021-01-04 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种大容量高电压三相共气室电流互感器结构,包括三相共箱壳体、支持内筒、电流互感器线圈、盆式绝缘子、触座、导体、接线盘、防护罩和第一紧固件,所述支持内筒位于三相共箱壳体的内部,电流互感器线圈位于支持内筒的中部,盆式绝缘子位于三相共箱壳体的内侧,触座位于三相共箱壳体的内侧,触座及盆式绝缘子利用第三紧固件连接,三相共箱壳体之间利用第二紧固件连接。本发明所述的一种大容量高电压三相共气室电流互感器结构,在电流互感器完成本结构的装配成型后,仅需要将两组个电流互感器组装到整个组合开关的结构中,非常的简单便捷,产品质量得到了很好的保证。(The invention provides a high-capacity high-voltage three-phase common-air-chamber current transformer structure which comprises a three-phase common-box shell, a supporting inner cylinder, a current transformer coil, a basin-type insulator, a contact seat, a conductor, a wiring board, a protective cover and a first fastener. According to the high-capacity high-voltage three-phase air chamber-sharing current transformer structure, after the current transformers are assembled and molded, only two groups of current transformers need to be assembled into the whole combined switch structure, and the high-capacity high-voltage three-phase air chamber-sharing current transformer structure is very simple and convenient and ensures the product quality well.)
技术领域
本发明属于高压开关技术领域，尤其是涉及一种大容量高电压三相共气室电流互感器结构。
背景技术
基于《国家电网公司变电站工程货物技术特性要求》中对产品额定电流的要求，由原来的3150A/4000A扩容到5000A。基于市场的需求种类增加，针对此项要求，现在市场上所使用的电流互感器结构额定电流均为3150A/4000A，原结构的额定电流最大为4000A，已不满足国网公司要求的额定电流增容的项目的要求，因此，我公司设计一种5000A电流互感器，具有电阻小，降低电能传导过程中的能量损失，减少产品的发热，产品散热快，产品运行过程中更加的安全可靠的特点，用于国网公司额定电流5000A的GIS配置。此种类型的设计结构合理、性能稳定、生产制造成本低、采购管理成本低、物料管理成本低、生产制造过程中安装使用便捷、运行安全可靠。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种大容量高电压三相共气室电流互感器结构，主要解决的技术问题是提供一种结构合理、性能稳定、生产制造成本低、生产制造过程中生产效率高、维护检修使用便捷的一种大容量高电压三相共气室电流互感器结构——额定电压252kV额定电流5000A三相共箱式电流互感器。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种大容量高电压三相共气室电流互感器结构，包括三相共箱壳体、支持内筒、电流互感器线圈、盆式绝缘子、触座、导体、接线盘、防护罩和第一紧固件，所述支持内筒位于三相共箱壳体的内部，电流互感器线圈位于支持内筒的中心，盆式绝缘子位于三相共箱壳体的内侧底部，触座位于三相共箱壳体的内侧底部四周，导体插接在三相共箱壳体的中间位置，接线盘位于三相共箱壳体的一侧，带有弹簧触指的触座通过第一紧固件紧固在盆式绝缘子上，触座及盆式绝缘子利用第三紧固件连接，三相共箱壳体之间利用第二紧固件连接，壳体采用三相共箱结构，三相之间间距的尺寸很重要，由机加工工艺直接保证，此中工艺增加了壳体尺寸的精确度，减少了产品装配工作量。保证了产品相间距对中，为下一结构对接提供了很好的尺寸基础。结构上经过了电场、强度、水压方面的仿真计算，电流互感器线圈高度预留国家电网各种电流互感器参数组合要求。三相共箱壳体用壳体机加工工序保证了尺寸，设有防护罩用来保护接线盘。所述电流互感器线圈与内筒壳体一体浇注工艺，取消传统结构的多种零部件装配形式，现有零部件种类大大减少，提高了产品质量，提高了生产效率。
进一步的，所述三相共箱壳体设有加强筋，三相共箱壳体的内壁上设有散热片，设计采用整体铸造结构。
进一步的，所述壳体支持内筒设计为焊接结构，加工工艺普遍，制造成本低。
进一步的，所述盆式绝缘子的材质为纯铜材质，盆式绝缘子的直径为130mm，盆式绝缘子在不改变外径和树脂部分沿面弧度的的前提下，嵌件增加直径，通过微调修改盆子模具，嵌件材质由原来的铝合金材质改为纯铜材质，从嵌件截面方面，增加了导体截面积，改变了材质，电导率降低，使产品的接触电阻大大降低。
进一步的，所述电流互感器线圈和支持内筒中间设有聚氨酯，电流互感器线圈和支持内筒用聚氨酯填充固定，结构的紧密型好。
进一步的，所述触座的底部设有凹槽，弹簧触指固定在凹槽内，弹簧触指的圈数是5圈，弹簧的圈数为11圈，弹簧触指由原来的2圈弹簧触指结构变为现在的5圈结构，弹簧触指本身的结构也进行了变更，弹簧由原来的85圈，变成现在的110圈，接触点增加到原来的1.3倍，从轴向和径向双维度增加接触点，使产品的接触电阻大大降低。大大降低了产品的电阻，即产品的电阻减小，同时了加了产品散热方面的设计当产品现场安装投入运行后即能够满足产品的额定电流的需求，又能安全可靠运行。
进一步的，所述导体的材质为铜材质导体，导体直径为130mm，导体上设有散热孔，导体的选材由原来的铝材质导体更改为铜材质导体，电阻率由原来的5.5降低到2.6，结构设计方面导体直径由原来的100mm增大至130mm。导体截面积增大，电阻相应降低。导体本身结构专门设置的圆孔增加了导电杆与空气的接触面积，从而增加了热量交换的载体，起到了很好的散热作用。
进一步的，所述接线盘上设有电流互感器接线端子，电流互感器接线端子设有27个接线柱，电流互感器接线端子由原来的18个接线柱增加到27个接线柱，能够满足国家电网公司用户所有电流互感器线圈的接线组合方式。
相对于现有技术，本发明所述的一种大容量高电压三相共气室电流互感器结构具有以下优势：
在电流互感器完成本结构的装配成型后，仅需要将两组个电流互感器组装到整个组合开关的结构中，非常的简单便捷。由于在壳体的机加工过程已经保证了产品的三相之间的尺寸和平面度的要求。产品质量得到了很好的保证。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的一种大容量高电压三相共气室电流互感器结构示意图；
图2为支持内筒示意图；
图3为支持内筒配合图；
图4为盆式绝缘子示意图；
图5为弹簧触指示意图；
图6为导体示意图；
图7为电流互感器接线端子示意图；
图8为结构整体示意图；
图9为共箱壳体的整体示意图；
图10为该方案应用整体图；
图11为现有技术中的整体示意图；
图12为现有技术中的俯视图；
图13为该方案的整体示意图；
图14为该方案的俯视图；
附图标记说明：
1-共箱壳体；1-1-加强筋；1-2-散热片；2-支持内筒；3-电流互感器线圈；4-盆式绝缘子；4-1-嵌件；4-2-树脂部分；5-触座；5-1-弹簧触指；6-导体；7-接线盘；8-防护罩；9-第一紧固件；10-第二紧固件；11-第三紧固件；12-防护罩盖板。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1-14所示，一种大容量高电压三相共气室电流互感器结构，包括三相共箱壳体1、支持内筒2、电流互感器线圈3、盆式绝缘子4、触座5、导体6、接线盘7、防护罩8和第一紧固件9，所述支持内筒2位于三相共箱壳体1的内部，电流互感器线圈3位于支持内筒2的四周，盆式绝缘子4位于三相共箱壳体1的内侧底部，触座5位于三相共箱壳体1的内侧底部中心，导体6插接在三相共箱壳体1的中间位置，接线盘7位于三相共箱壳体1的一侧，带有弹簧触指5-1的触座5通过第一紧固件9紧固在盆式绝缘子4上，触座5及盆式绝缘子4利用第三紧固件11连接，防护罩盖板12与防护罩8之间利用第二紧固件10连接，壳体采用三相共箱结构，三相之间间距的尺寸很重要，由机加工工艺直接保证，此中工艺增加了壳体尺寸的精确度，减少了产品装配工作量。保证了产品相间距对中，为下一结构对接提供了很好的尺寸基础。结构上经过了电场、强度、水压方面的仿真计算，电流互感器线圈高度预留国家电网各种电流互感器参数组合要求。三相共箱壳体1用壳体机加工工序保证了尺寸，设有防护罩8用来保护接线盘7。所述电流互感器线圈与内筒壳体一体浇注工艺，取消传统结构的多种零部件装配形式，现有零部件种类大大减少，提高了产品质量，提高了生产效率。
所述三相共箱壳体1设有加强筋1-1，三相共箱壳体1的内壁上设有散热片1-2，设计采用整体铸造结构。
所述壳体的支持内筒2设计为焊接结构，加工工艺普遍，制造成本低。
所述盆式绝缘子4的材质为纯铜材质，盆式绝缘子4的直径为130mm，盆式绝缘子4在不改变外径和树脂部分4-2沿面弧度的的前提下，嵌件4-1增加直径，通过微调修改盆子模具，嵌件材质由原来的铝合金材质改为纯铜材质，从嵌件截面方面，增加了导体截面积，改变了材质，电导率降低，使产品的接触电阻大大降低。
所述电流互感器线圈3和支持内筒2中间设有聚氨酯，电流互感器线圈3和支持内筒2用聚氨酯填充固定，结构的紧密型好。
所述触座5的底部设有凹槽，弹簧触指5-1固定在凹槽内，弹簧触指5-1的圈数是5圈，弹簧的圈数为110圈，弹簧触指5-1由原来的2圈弹簧触指结构变为现在的5圈结构，弹簧触指5-1本身的结构也进行了变更，弹簧由原来的85圈，变成现在的110圈，接触点增加到原来的1.3倍，从轴向和径向双维度增加接触点，使产品的接触电阻大大降低。大大降低了产品的电阻，即产品的电阻减小，同时了加了产品散热方面的设计当产品现场安装投入运行后即能够满足产品的额定电流的需求，又能安全可靠运行。
所述导体6的材质为铜材质导体，导体6直径为130mm，导体6上设有散热孔，导体6的选材由原来的铝材质导体更改为铜材质导体，电阻率由原来的5.5降低到2.6，结构设计方面导体6直径由原来的100mm增大至130mm。导体6截面积增大，电阻相应降低。导体6本身结构专门设置的圆孔增加了导电杆与空气的接触面积，从而增加了热量交换的载体，起到了很好的散热作用。
所述接线盘7上设有电流互感器接线端子，电流互感器接线端子设有27个接线柱，电流互感器接线端子由原来的18个接线柱增加到27个接线柱，能够满足国家电网公司用户所有电流互感器线圈的接线组合方式。
电流互感器线圈3与壳体内筒2进行一体浇注工艺，取消传统结构的多种零部件装配形式，现有零部件种类大大减少，提高了产品质量，提高了生产效率。触座5设有凹槽，弹簧触指5-1卡在凹槽里，带有弹簧触指5-1的触座5通过第一紧固件9紧固在盆式绝缘子4上，上放的盆式绝缘子4上面的触座5及弹簧触指5-1通过第三紧固件11进行紧固。壳体内筒2和电流互感器线圈3浇注一体与下端带有触座5及盆式绝缘子4利用第三紧固件11连接，数量为3套，三相共箱壳体1之间利用第二紧固件10连接在一起，连接部位为壳体内筒2的法兰。导体6作为独立的零部件，插接在触座5内，利用弹簧触指5-1将其抱紧，同样的道理，上端的盆式绝缘子4连带下端同样结构的触座5与电流互感器利用第三紧固件11连接在一起，连接到三相共箱壳体1的法兰上。电流互感器线圈3引出线连接在接线端子7上，接线端利用紧固件紧固在三相共箱壳体1上，最后有防护罩8将接线端子防护。
本设计旨在解决国家电网电力传输过程额定电流增容至5000A后，原有的设计为额定电流3150A/4000A已不满足需要，新设计出的结构，满足电流方面增容的要求。在制作过程，各个零部件的选用和设计均是围绕着电流增大后所产生的热量增加而带来的一系列问题进行应对。即，导体的选材、导体尺寸的改变，触座内弹簧的结构改进，盆子嵌件的尺寸调整，壳体内部散热片的增加，均是所采用的对策。通过实践证明，正确的选材确实能够解决电阻增大后热能增加的问题，一方面通过电阻减小控制热能的增加，另一方面对产生的能量能够快速的散热。顺利通相关的温升试验。
所示原有结构为单相电流互感器结构。在电流互感器完成本结构的装配成型后，需要将6个单独的电流互感器分别组装到整个组合开关的结构中，过程繁琐。在这个过程中，需要兼顾每个的空间位置，对接过程中产生的公差很难抵消。由于螺栓连接，尺寸的精准度控制的级别有限。改进后结构为三相共箱电流互感器结构。在电流互感器完成本结构的装配成型后，仅需要将两组个电流互感器组装到整个组合开关的结构中，非常的简单便捷。由于在壳体的机加工过程已经保证了产品的三相之间的尺寸和平面度的要求。产品质量得到了很好的保证。
从结构上来说，减少单相电流互感器逐个装配调整的工作量，装配单相电流互感器，对于一个间隔的高压开关组合电器来说，需要2人作业12小时，三相共箱机构的电流互感器，2人工作需要4个小时。对于年产值4个亿的生产制造企业来说，252产品2020年生产120个间隔，每个间隔节省2人8小时，即16工时，2020年共节省工时数为1920小时。此项目节约人力资源成本大大的降低了，减少了人力资源投入。对于安装后的尺寸，三相共箱结构得到了精确保证。为电流互感器上端接口同为三相共箱的其余产品结构对接提供了精密的尺寸基础。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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