[实用新型]新型高压独立式电子式电流互感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种新型高压独立式电子式电流互感器，用于敞开式变电站高电压环境下的电流变换，供测量、保护及监测使用，该发明适用于110kV及以上高压电力系统。

背景技术

电子式电流互感器因其传感原理和传统铁心互感器完全不同，而具有明显的优势。

从测量原理分类，根据IEC标准，电子式电流互感器包含了光学电流互感器(又称为无源型)、空芯电流互感器(又称为Rogowski线圈、有源型)及低功率型电流互感器3种。

目前适用的高压独立式电子式电流互感器一般测量原理是：以空芯线圈为保护通道传感单元，低功率型铁芯线圈为测量通道传感单元，或者保护和测量通道均采用空芯线圈，低压侧的半导体激光器通过供能光纤给高压侧的调制电路供电，将高压侧的含有被测电流信息的电压信号转换成数字信号驱动发光二极管，通过信号传输光纤以光脉冲的形式传输至低压侧，也就是所谓光供电的有源式电子式电流互感器。这种测量结构的互感器的缺点是：高压侧的测量线圈和保护线圈输出的电信号需要通过高压侧工作的信号调制电路板变换成光脉冲信号从高压侧传输至低压侧，因此必须对高压侧工作的电路板提供电源。最初是采用悬浮式电源变换器的供电方式(简称小CT方式)从母线上取能量。但当母线电流很小，如低至额定电流的5％甚至1％以下时，电源变换器不足以维持正常的激励状态，无法供出能量，可能使电子式互感器无法正常工作。现在一般是采用低压侧的半导体激光器通过供能光纤给高压侧的调制电路供电，但目前存在的最关键问题是高压侧工作的调制电路的功耗过大。已经达到的最低功耗，国外大约在30mW左右。一般光电转换的效率为30％，这就要求半导体激光器光源的出纤功率至少达到100mW以上，而出纤功率在这种数量级的光源，其寿命较短，远远不能满足电力系统对互感器的寿命要求，互感器的寿命一般要求为30年，且其成本昂贵。此外，位于高压侧的光电转换器件长时间连续工作时，其转换效率严重衰减。

总之，目前该新型新型高压独立式电子式电流互感器主要问题是：需要采用光供电的方式对高压侧工作的信号调理调制电路板供电，可靠性差，价格昂贵。

发明内容

本实用新型提供一种新型高压独立式电子式电流互感器，完全克服上述电子式电流互感器的缺陷，电子式电流互感器采用倒立式气体绝缘电流互感器的绝缘结构，使得电流测量线圈和信号调制电路板均位于地电位，因而可以直接采用普通电源用电缆供电，不再需要光供电，大大提高了可靠性；此外，本实用新型在上述基础上，利用内层、外层电气连通的双层接地屏蔽筒作为电流互感器的屏蔽层，克服了外界环境因素的影响，测量精度高，稳定性好。

新型高压独立式电子式电流互感器，包括一个倒立式SF₆气体绝缘电流互感器、信号调理调制电路及直流电源，其特征在于：用空芯线圈或空芯线圈和低功率铁心线圈替代传统铁心线圈的倒立式SF₆气体绝缘电流互感器，空芯线圈或空芯线圈和低功率铁心线圈放置于双层接地屏蔽筒的内层和外层之间，其中，空芯线圈或低功率铁心线圈的电流二次绕组的输出引线与信号调理调制电路的信号输入端连接，直流电源与信号调理调制电路的电源输入端相连。低功率铁心线圈的功率为多少，IEC标准里没有明确规定，是大家默认的一种行业内提法。

本实用新型所述的该新型高压独立式电子式电流互感器包括一个用空芯线圈或低功率铁心线圈和空芯线圈替代传统铁心线圈的倒立式SF₆气体绝缘电流互感器和位于地电位的信号调理调制电路及直流电源。具体部件包括壳体、绝缘套管、引线屏蔽管、支持绝缘子或盆式绝缘子、一次导体、电流二次绕组、双层接地屏蔽筒、爆破片、底座及底座上的二次绕组接线端子、SF₆气体密度控制器、SF₆充气口及管道阀门、信号调理调制电路、直流电源，其特征在于：

1该高压独立式电子式电流互感器包括一次导体和位于双层接地屏蔽筒的内层和外层之间的二次绕组，这种特殊的双层接地屏蔽结构可以大大减小外界分布电容和杂散电容的影响。

2该高压独立式电子式电流互感器电流二次绕组采用空芯线圈替代二次铁心绕组或采用低功率的铁心线圈作为电流测量，空芯线圈用作保护，空芯线圈的输出或低功率的铁心线圈的输出为该电流互感器的二次输出信号，且电流二次绕组位于地电位。

3该高压独立式电子式电流互感器的二次信号输出在一个接地的引线屏蔽管中传输，可大大减小外界电磁干扰对传输线的影响。

4该高压独立式电子式电流互感器还包括位于地电位的信号调理调制电路和直流电源，并且直流电源用电缆直接给信号调理调制电路供电，不再采用光供电或CT供电。