專(zhuān)利名稱(chēng)：用于金屬外殼全封閉式氣體絕緣高壓裝置的電流互感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于金屬外殼全封閉式氣體絕緣高壓裝置的電流互感器。
與本發(fā)明相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)例如體現(xiàn)在文獻(xiàn)EP-A2-0522303所公開(kāi)的內(nèi)容中。那里所描述的組合或測(cè)量互感器是用于金屬外殼全封閉式氣體絕緣高壓裝置的。它具有一個(gè)電流及電壓傳感器及一個(gè)與該電流及電壓傳感器串連的信號(hào)處理裝置。采用一個(gè)耦合感應(yīng)線(xiàn)圈(羅果夫斯基線(xiàn)圈)作為電流傳感器，它被繞在一個(gè)環(huán)形的、由主要為各向同性的均質(zhì)的非鐵磁材料作的芯體上。采用一個(gè)圓柱中空構(gòu)型的測(cè)量電極作為電壓傳感器。在將電流及電壓傳感器裝入金屬外殼中后，該線(xiàn)圈及測(cè)量電極將同心地圍繞著氣體絕緣開(kāi)關(guān)裝置的一個(gè)載流體。
所述耦合感應(yīng)線(xiàn)圈被埋放在一位于一環(huán)形室中的環(huán)形絕緣體中。該室的壁是由導(dǎo)電材料、最好由一種鋁合金構(gòu)成。該絕緣體固定在該室中。該室在它朝著電流導(dǎo)體的殼面上由一個(gè)平面的、環(huán)狀屏蔽電極限界。該屏蔽電極的一個(gè)端面以導(dǎo)電方式與環(huán)形室一側(cè)的壁相連接，而與其對(duì)立的端面以電絕緣方式與環(huán)形室另一側(cè)的壁相連接。這里作為絕緣連接的是設(shè)置一個(gè)相對(duì)狹窄的完全塞滿(mǎn)絕緣材料的縫。環(huán)形室的壁與屏蔽電極構(gòu)成了一個(gè)導(dǎo)電的屏蔽罩。該屏蔽罩保護(hù)環(huán)形室免于遭受干擾電場(chǎng)的影響。因此在運(yùn)行中在高壓裝置內(nèi)測(cè)量時(shí)，由耦合感應(yīng)線(xiàn)圈輸出的信號(hào)與干擾電場(chǎng)影響無(wú)關(guān)。該耦合線(xiàn)圈將提供與氣體絕緣開(kāi)關(guān)裝置的電流導(dǎo)體中流通的電流的幅值及隨時(shí)間的變化量成正比的信號(hào)，該信號(hào)由于設(shè)置得合適的屏蔽罩而幾乎是與外來(lái)電場(chǎng)的影響無(wú)關(guān)的。對(duì)于許多實(shí)際應(yīng)用這種結(jié)構(gòu)的電流互感器是完全能滿(mǎn)足要求的。
但是，在圍繞著羅果夫斯基耦合線(xiàn)圈的屏蔽罩中塞滿(mǎn)絕緣材料的縫將引起快速瞬變的和突變的電干擾，干擾的頻率范圍大約在大于1MHz至若干GHz，不會(huì)不接近到羅果夫斯基耦合線(xiàn)圈。這種干擾使測(cè)量信號(hào)畸變；并且可能引起在信號(hào)處理裝置輸入端一直存在的過(guò)壓保護(hù)產(chǎn)生過(guò)載。
本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種用于金屬殼全封閉的氣體絕緣高壓裝置的電流互感器，它對(duì)于高頻的電干擾不敏感，能降低制造成本，并具有尺寸小和高測(cè)量精度的特點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的電流互感器，其特點(diǎn)是具有防止高頻干擾的保護(hù)。該電流互感器具有一個(gè)環(huán)形構(gòu)型的、包圍著一個(gè)電流導(dǎo)體的電流傳感器及一個(gè)與之串連的信號(hào)處理裝置。它還具有一個(gè)包圍電流傳感器的、由屏蔽罩封閉的環(huán)形腔室，該腔室中填充了一種物質(zhì)。該屏蔽罩組成至少一個(gè)導(dǎo)電或半導(dǎo)電的至少一層的箔。這種尤其是用于金屬外殼全封閉式氣體絕緣高壓裝置的電流互感器的特點(diǎn)在于，較少?gòu)?qiáng)烈的高頻干擾，它成本低廉因而特別便于生產(chǎn)，特別便于裝入設(shè)備，同時(shí)體積很小。
以下將借助于附圖對(duì)本發(fā)明、其進(jìn)一步構(gòu)型及由此達(dá)到的優(yōu)點(diǎn)作詳細(xì)說(shuō)明，附圖中僅描述了一個(gè)可能實(shí)施的途徑。附圖為

圖1一個(gè)概要描繪的已有的電流互感器的截面圖，和圖2根據(jù)本發(fā)明電流互感器的概要描繪的實(shí)施形式的一個(gè)截面圖。
在該兩附圖中，具有相同功能的部件標(biāo)有相同的標(biāo)號(hào)。所有對(duì)于直接理解本發(fā)明不需要的部件沒(méi)有在圖中示出。
圖1表示一個(gè)概要描繪的已有的環(huán)形結(jié)構(gòu)電流互感器1的截面圖，這個(gè)電流互感器1同心地圍繞著金屬殼全封閉氣體絕緣開(kāi)關(guān)裝置的一個(gè)載流體，對(duì)該導(dǎo)體僅示出其中心軸2，該中心軸在單相金屬殼全封閉氣體絕緣開(kāi)關(guān)裝置情況下，同時(shí)也就是金屬殼的中心軸。這里用一個(gè)羅果夫斯基耦合線(xiàn)圈(Rogowskispule)3作為電流傳感器，它被繞在一個(gè)未示出的、環(huán)形的由主要為各向同性的非鐵磁材料作的芯體上。然而也可以在此位置上使用其它的環(huán)形結(jié)構(gòu)的電流傳感器。從羅果夫斯基線(xiàn)圈3接到一個(gè)未示出的信號(hào)處理裝置的信號(hào)導(dǎo)線(xiàn)同樣也未示出。該羅果夫斯基線(xiàn)圈3被設(shè)置在一個(gè)矩橫截面的其中填充了電絕緣物質(zhì)4的環(huán)形腔室中。該腔室的邊界是由起屏蔽作用的導(dǎo)電壁5、6、7、8形成的，它們用較粗的線(xiàn)條表示。構(gòu)成壁5、6、7、8的部件的結(jié)構(gòu)這里將不再贅述。這些部件例如可用與文獻(xiàn)EP-A2-0522303中所述部件類(lèi)似的部件構(gòu)成。如果在金屬殼全封閉氣體絕緣開(kāi)關(guān)裝置中設(shè)有多于一個(gè)的導(dǎo)體，則電流互感器及有時(shí)與它相連接的電壓互感器雖然各圍繞著配置的導(dǎo)體，但不再具有與金屬殼相同的中心軸。
在該電流互感器1的實(shí)施例中，壁8與壁5之間留有一個(gè)相對(duì)狹窄的縫9，它環(huán)繞在該電流互感器1的整個(gè)環(huán)周上。這個(gè)縫9也同樣被填充了絕緣物質(zhì)4。利用縫9可以避免感應(yīng)的雜散電流能流過(guò)屏蔽罩，否則由此會(huì)使穿過(guò)羅果夫斯線(xiàn)圈3的磁場(chǎng)畸變，這將導(dǎo)致電流互感器測(cè)量精確度變劣。當(dāng)屏蔽罩與氣體絕緣開(kāi)關(guān)裝置的金屬殼形成導(dǎo)電連接時(shí)，該縫9將同時(shí)避免了通過(guò)氣體絕緣開(kāi)關(guān)裝置的金屬殼流通的殼電流的一部分經(jīng)過(guò)壁8流通，否則同樣會(huì)引起電流互感器測(cè)量精確度變劣。并且縫9用金屬壁可避免干擾電場(chǎng)進(jìn)入到羅果夫斯線(xiàn)圈3本身的區(qū)域中。電磁干擾大約在大于1MHz至若干GHz的頻率范圍中瞬變和突變，因而由此不會(huì)不影響羅果夫斯基線(xiàn)圈。
圖2表示根據(jù)本發(fā)明電流互感器1示意描繪的一個(gè)實(shí)施形式的截面圖。在這個(gè)電流互感器1中，羅果夫斯基線(xiàn)圈3由填充滿(mǎn)絕緣物質(zhì)4的環(huán)形腔室所包圍。這種絕緣物質(zhì)4的外側(cè)完全被由蛇形線(xiàn)所表示的導(dǎo)電金屬箔12所覆蓋，此處并沒(méi)有設(shè)置縫隙。金屬箔12的厚度根據(jù)對(duì)其使用的材料的導(dǎo)電性來(lái)確定，對(duì)于良導(dǎo)電金屬例如Ag,Cu或Al及以這些金屬為基的合金，其厚度值為約3.5μm，對(duì)于Ti或康銅其值為約80μm，而對(duì)于鉻鎳合金80/20其值為約180μm。該厚度取決于高頻電流侵入相應(yīng)金屬的深度。這種電流互感器在裝入到金屬殼全封閉的氣體絕緣開(kāi)關(guān)裝置中時(shí)不用與金屬殼絕緣，因?yàn)闃?gòu)成電流互感器1內(nèi)表面13的金屬箔12具有如此小的橫截面及由此形成的如此小的載流能力，以致在常規(guī)工作中由通過(guò)它流過(guò)的電流不能引起被羅果夫基線(xiàn)圈3取得的測(cè)量任何值得提及的變化。這種電流互感器1可以很方便及低成本地進(jìn)行制造，并且在每種金屬殼全封閉式氣體絕緣開(kāi)關(guān)裝置中不用安裝昂貴的安裝附件。
在開(kāi)關(guān)裝置的常規(guī)工作中，薄的金屬箔12并不防范對(duì)羅果夫斯基線(xiàn)圈3有影響的電場(chǎng)，因?yàn)樵谶@種情況下其導(dǎo)電能力是微不足道的，因此可完成正確的電流測(cè)量。如果此開(kāi)關(guān)裝置及相關(guān)的羅果夫斯基線(xiàn)圈3都受到高頻干擾，那末相應(yīng)大小的金屬箔就保護(hù)羅果夫斯基線(xiàn)圈3，以使干擾不致影響電流測(cè)量。
然而也可用由相應(yīng)塑料作的導(dǎo)電或半導(dǎo)電薄膜來(lái)取代金屬箔。這種薄膜可以作成單層的或多層的，其中在多層實(shí)施的情況下，各個(gè)層可以不同地被組合在一起。通過(guò)這些可能的措施就能使屏蔽罩的作用最佳地適配于對(duì)電流互感器提出的工作要求，尤其是對(duì)在相應(yīng)的金屬殼全封閉氣體絕緣開(kāi)關(guān)裝置中所預(yù)料的高頻干擾能最佳地適配，使得可忽略由此干擾而導(dǎo)致的對(duì)其測(cè)量精度的影響。
根據(jù)這里所述原理構(gòu)成的電流互感器可作相應(yīng)的改動(dòng)，也可應(yīng)用在設(shè)計(jì)于高及特高工作電壓的無(wú)封閉開(kāi)關(guān)裝置及中等電壓裝置中，尤其是也可用在以相當(dāng)大的電流工作的開(kāi)關(guān)裝置中，此外，這種電流互感器也可以相對(duì)小的成本與電容性電壓互感器相結(jié)合，以便構(gòu)成一種既簡(jiǎn)單又適于制造的組合式電流和電壓感器。這種組合式電流和電壓互感器特別適用于金屬殼全封閉式氣體絕緣高壓開(kāi)關(guān)裝置，因?yàn)樗哂邢鄬?duì)小的尺寸。
附圖標(biāo)號(hào)名稱(chēng)表CPEL9951005D1 電流互感器2 中軸線(xiàn)3 羅果夫斯基線(xiàn)圈4 物質(zhì)5、6、7、8壁9 縫11半導(dǎo)電物質(zhì)12金屬箔13內(nèi)表面
權(quán)利要求
1．用于金屬外殼全封閉式氣體絕緣高壓裝置的電流互感器，具有環(huán)狀構(gòu)型的包圍著一載流體的電流傳感器、及一個(gè)與之串聯(lián)的信號(hào)處理裝置、一個(gè)包圍著電流傳感器的并由一個(gè)屏蔽罩封閉的環(huán)形腔室，該環(huán)形腔室填充了一種物質(zhì)(4)，其特征在于，-該屏蔽罩設(shè)計(jì)為至少一個(gè)導(dǎo)電或半導(dǎo)電的至少一層的箔。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的電流互感器，其特征在于，-該至少一個(gè)的導(dǎo)電或半導(dǎo)電箔由一種金屬或一種金屬合金或一種相應(yīng)加添加劑的塑料組成。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2的電流互感器，其特征在于，-至少一個(gè)羅果夫斯基線(xiàn)圈設(shè)置為電流傳感器。
全文摘要
一種尤其是用于金屬外殼全封閉式氣體絕緣高壓裝置的電流互感器。它具有一個(gè)環(huán)形構(gòu)型的、包圍著一個(gè)載流體的電流傳感器以及一個(gè)與之串聯(lián)的信號(hào)處理裝置。該電流傳感器由一個(gè)屏蔽罩包圍著,屏蔽罩封閉著一個(gè)環(huán)形的、填充了物質(zhì)(4)的腔室。該用于金屬外殼全封閉式氣體絕緣高壓裝置的電流互感器對(duì)于高頻電干擾不敏感、成本低、尺寸小、精度高。它是這樣實(shí)現(xiàn)的,該屏蔽罩組成為至少一個(gè)導(dǎo)電或半導(dǎo)電的至少一層的箔,不受來(lái)自電流傳感器的高頻干擾。
文檔編號(hào)H01F38/30GK1235359SQ99106730
公開(kāi)日1999年11月17日 申請(qǐng)日期1999年5月10日 優(yōu)先權(quán)日1994年8月24日
發(fā)明者A·卡茲科沃斯基 申請(qǐng)人:亞瑞亞·勃朗勃威力有限公司