一種高電壓三電位絕緣隔離電流傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電流傳感器領(lǐng)域，特涉及一種高電壓三電位絕緣隔離電流傳感器。本發(fā)明的鐵心呈環(huán)形，二次繞組均勻地繞制在鐵心上，二次繞組屏蔽層繞制在二次繞組上；地電位均壓層套在高電壓絕緣層上，鐵心套在地電位均壓層上。本發(fā)明的地電位均壓層為兩個(gè)小直徑口端相連的喇叭狀圓柱管構(gòu)成，兩個(gè)大口徑端朝外。本發(fā)明通過電場均勻技術(shù)，將高電壓端子電位與二次端子電位隔離，并將安裝座處電位與高電壓端子電位、二次端子電位通過絕緣設(shè)計(jì)完成隔離，而達(dá)到滿足高壓端子電位、安裝點(diǎn)電位，二次端子電位三電位相互隔離，并滿足絕緣要求之目的。
【專利說明】
-種高電壓H電位絕緣隔離電流傳感器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電流傳感器領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種工作在=個(gè)不同電位，并要求=個(gè)電 位相互絕緣隔離場合下的電流傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002] 高電壓電流傳感器是將高電位的大電流轉(zhuǎn)換成一個(gè)低電位的小電流信號(hào)的一種 電器。但在高電壓電器智能化的過程中，常常會(huì)出現(xiàn)要求電流傳感器安裝于與高電壓端子 電位不同的另一個(gè)高電位部位的狀況。
[0003] 常用的電流傳感器二次出線端子是安裝于安裝底座上，底座通常處于地電位，二 次出線端子與安裝底座間的絕緣隔離能力很弱。由于只有高電壓端子電位與二次端子電位 隔離的功能，因此，無法應(yīng)用于安裝點(diǎn)是高電位場合。
[0004] 目前的高電壓電流傳感器是將高電壓端子的高電位（Cp 1)通過絕緣將其與地電位 隔離，高電壓電流傳感器的安裝底座一般安裝在地電位(巧0)上，而高電壓電流傳感器的二 次端子安裝于地電位的端子箱內(nèi)。雖二次端子與地電位是隔離的，但一般絕緣的耐受水平 只是3kV/lmin。運(yùn)種絕緣結(jié)構(gòu)足W滿足將高電位的大電流轉(zhuǎn)化成小電流信號(hào)，并供保護(hù)及 測控使用。但當(dāng)高電壓電流傳感器要求安裝于某個(gè)高電位(帶2)點(diǎn)時(shí)，運(yùn)種電流傳感器就無 法使用了。因?yàn)槎味俗邮且氡Ｗo(hù)和測控系統(tǒng)的，運(yùn)個(gè)系統(tǒng)通常電壓很低，電位為低電位 (巧3)，基本接近地電位（巧。）。若電流傳感器安裝到高電位(f 2)處，則因運(yùn)種電流傳感器 的安裝底座電位與二次電位只做低電壓隔離，難W承受安裝點(diǎn)的高電位的作用，將發(fā)生安 裝點(diǎn)的高電位（9 2)對(duì)二次端子間的擊穿，其后果是高電位（(P 2)沿二次端子及連線竄入 保護(hù)及測控二次系統(tǒng)，運(yùn)將會(huì)導(dǎo)致二次系統(tǒng)的破壞和人員的電擊傷害。因此，普通的高電壓 電流傳感器是不能用于安裝點(diǎn)為高電位處的。如果要安裝，通常是在二次出線端子處再安 裝與安裝點(diǎn)同一電壓級(jí)別絕緣水平的隔離變壓器，將二次信號(hào)由隔離變壓器將高電位轉(zhuǎn)換 到低電位處，而避免發(fā)生高電位沿二次連線竄入二次系統(tǒng)，損壞設(shè)備和電擊人員。但運(yùn)個(gè)方 法一者使接線變得復(fù)雜，二者由于電流傳感器帶負(fù)載能力都很弱，外界加隔離變后二次信 號(hào)的準(zhǔn)確性常受到很大影響。因此，該辦法不常用，常只作為特殊的應(yīng)急方法使用。但隨著 電力系統(tǒng)智能化的展開，運(yùn)種高電壓系統(tǒng)使用的傳感器常常會(huì)出現(xiàn)需安裝于高電位點(diǎn)處的 情況，運(yùn)種安裝方式通?？墒顾鶞y量到的信號(hào)更直觀、更靈敏、更可靠。但為滿足運(yùn)種安裝 方式，就必須解決好=個(gè)不同電位點(diǎn)間的絕緣措施，W達(dá)到=電位點(diǎn)間的絕緣水平要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種高電壓=電位絕緣隔離電流傳感器。本 發(fā)明的鐵屯、呈環(huán)形，二次繞組均勻地繞制在鐵屯、上，二次繞組屏蔽層繞制在二次繞組上;地 電位均壓層套在高電壓絕緣層上，鐵屯、套在地電位均壓層上。本發(fā)明的地電位均壓層為兩 個(gè)小直徑口端相連的卿趴狀圓柱管構(gòu)成，兩個(gè)大口徑端朝外。本發(fā)明通過電場均勻技術(shù)，將 高電壓端子電位與二次端子電位隔離，并將安裝座處電位與高電壓端子電位、二次端子電 位通過絕緣設(shè)計(jì)完成隔離，而達(dá)到滿足高壓端子電位、安裝點(diǎn)電位，二次端子電位=電位相 互隔離，并滿足絕緣要求之目的。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種高電壓=電位絕緣隔離電流傳感器，包括高電壓一次 繞組、高電壓絕緣層、地電位均壓層、二次繞組、二次繞組屏蔽層、鐵屯、，其中高電壓一次繞 組設(shè)置在中間，高電壓絕緣層緊緊地包繞在高電壓一次繞組上;其特征在于:所述的鐵屯、呈 環(huán)形，二次繞組均勻地繞制在鐵屯、上，二次繞組屏蔽層繞制在二次繞組上;所述的地電位均 壓層套在高電壓絕緣層上，所述的鐵屯、套在地電位均壓層上。
[0007] 根據(jù)如上所述的高電壓=電位絕緣隔離電流傳感器，其特征在于:所述的由導(dǎo)電 體或半導(dǎo)電體制成的地電位均壓層為兩個(gè)小直徑口端相連的卿趴狀圓柱管構(gòu)成，兩個(gè)大口 徑端朝外。
[0008] 根據(jù)如上所述的高電壓=電位絕緣隔離電流傳感器，其特征在于:所述的高電壓 =電位絕緣隔離電流傳感器還包括安裝底座、二次出線端子、誘注絕緣層、接地端子、連接 線、外殼，所述的二次繞組的輸出用連接線接到二次出線端子上，高電壓=電位絕緣隔離電 流傳感器外層設(shè)置外殼，安裝底座設(shè)置在外殼上，外殼內(nèi)誘滿誘注絕緣層。
[0009] 根據(jù)如上所述的高電壓=電位絕緣隔離電流傳感器，其特征在于:所述的二次出 線端子和接地端子與安裝底座的空間位置互差180%也可根據(jù)需要按其它角度設(shè)置。
[0010] 根據(jù)如上所述的高電壓=電位絕緣隔離電流傳感器，其特征在于:所述的高電壓 絕緣層、安裝底座和誘注絕緣層一次誘注而成。
【附圖說明】
[0011] 圖1為本發(fā)明的S電位絕緣隔離電流傳感器剖視圖；
[0012] 圖2為地電位均壓層的立體圖。
[0013] 附圖標(biāo)記說明：一次繞組1、高電壓絕緣層2、地電位均壓層3、安裝底座4、二次繞組 5、二次繞組屏蔽層6、二次出線端子7、誘注絕緣層8、接地端子9、鐵屯、10、連接線11、外殼12。
【具體實(shí)施方式】
[0014] W下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0015] 如圖1所示，本發(fā)明的高電壓=電位絕緣隔離電流傳感器包括高電壓一次繞組1、 高電壓絕緣層2、地電位均壓層3、安裝底座4、二次繞組5、二次繞組屏蔽層6、二次出線端子 7、誘注絕緣層8、接地端子9、鐵屯、10、連接線11、外殼12。其中高電壓一次繞組1設(shè)置在中間， 高電壓絕緣層2緊緊地包繞在高電壓一次繞組1上。鐵屯、10呈環(huán)形，其二次繞組5均勻地繞制 在鐵屯、10上，二次繞組屏蔽層6均勻地繞制在二次繞組5上;然后將地電位均壓層3套在高電 壓絕緣層2上，運(yùn)個(gè)地電位均壓層3可W是導(dǎo)電的，也可是半導(dǎo)電的。再將繞制有二次繞組5 和二次繞組屏蔽層6的鐵屯、10套在地電位均壓層3上，將二次繞組5的輸出用連接線11接到 二次出線端子7上，扣上外殼12,裝上安裝底座4,將殼體誘滿誘注絕緣層8,本發(fā)明=電位絕 緣隔離電流傳感器完成。
[0016] 本發(fā)明中，高電壓絕緣層2緊貼著高電壓一次繞組1，其厚度根據(jù)高電壓一次繞組1 的運(yùn)行電壓Ul確定，如Ul為IOkV時(shí)，高電壓絕緣層2的厚度一般在2mm至6mm，如Ul電壓更高 時(shí)，高電壓絕緣層2的厚度應(yīng)適當(dāng)增厚。
[0017] 如圖2所示，本發(fā)明的地電位均壓層3為兩個(gè)小直徑口端相連的卿趴狀圓柱管構(gòu) 成，兩個(gè)大口徑端朝外，緊密套裝在絕緣層2上，地電位均壓層3可由導(dǎo)電材料做成，也可由 半導(dǎo)電材料做成，套裝到絕緣層2上后，地電位均壓層3在絕緣層2上構(gòu)成一個(gè)地電位，對(duì)高 壓一次繞組1對(duì)地的電場分布進(jìn)行均勻，而達(dá)到均勻電流傳感器的電場分布的作用，有效地 減小高電壓絕緣層2的厚度及長度，而且在高壓絕緣的最外側(cè)形成一個(gè)地電位層，地電位的 構(gòu)成可使低電壓的二次繞組與其他附件處于地電位上，而避免受到高電位的影響或破壞。 地電位均壓層3作為一種均壓電場的措施，它不是唯一的，它還可用多層電容層構(gòu)成的電容 錐及其它均勻電場措施來實(shí)現(xiàn)，但在本發(fā)明中采用地地電位均壓層3是最簡單有效的。
[0018] 如圖1所示，本發(fā)明的二次繞組5繞包在環(huán)形鐵屯、10，二次繞組5外層包繞二次繞組 屏蔽層6,該設(shè)置可提高二次繞組5與安裝點(diǎn)的高電位的絕緣隔離能力，且二次繞組屏蔽層6 直接接地端子9,二次出線端子7通過連接線11與二次繞組5相連，使二次繞組可向外輸出信 號(hào)。二次繞組屏蔽層6使二次繞組5的外側(cè)平整、無凸處，從而避免電場應(yīng)力集中，同時(shí)使地 電位面與安裝底座4的高電位面形成一個(gè)平板對(duì)平板電場，使電場較均勻。同時(shí)，二次繞組 屏蔽層6直接接地端子9,起到萬一高電位破壞了絕緣層2時(shí)，高電位將被二次繞組屏蔽層6 經(jīng)接地端子9直接接地，而避免高電位竄入二次繞組5,而起到保護(hù)二次系統(tǒng)的作用。
[0019] 為使高電壓絕緣層2、二次繞組5、二次繞組屏蔽層6、二次出線端子7可W固定，將 其全部包裹于誘注絕緣層8中，安裝座4設(shè)置于誘注絕緣層8的一側(cè)，二次出線端子7和接地 端子9設(shè)置于誘注絕緣的另一側(cè)，運(yùn)樣安裝座4的高電位(<p 2)與高電壓一次繞組1的高電位 ((p 1)、二次繞組5的低電位（<p 起到良好的隔離；高電壓一次繞組1的高電位Ccp 1)與二 次繞組5的低電位（巧3)也完成了隔離，從而達(dá)到運(yùn)種傳感器可安裝于高電位處之目的。
[0020] 如圖1所示，本發(fā)明二次出線端子7和接地端子9與安裝底座4的空間位置互差 180°，運(yùn)樣能進(jìn)一步提高二次繞組出線端子7和接地端子9與安裝底座4的高電位沖2的隔離 能力。當(dāng)然運(yùn)不是唯一的，只要能滿足=電位的相互隔離條件，其它位置布置都是可W。
[0021] 本發(fā)明的高電壓絕緣層2、安裝底座4和誘注絕緣層8可W-次誘注而成，3個(gè)部件 也可W獨(dú)立的誘注，最后組裝而成。
[0022] 誘注絕緣層8可W是一次誘注而成的可固化材料，如環(huán)氧樹脂;也可W是其它絕緣 材料構(gòu)成液態(tài)的、氣態(tài)的、可固化、不可固化的材料。其過程是將高電壓一次繞組1、地電位 均壓層3、二次繞組5、二次繞組屏蔽層6及連接線11密封在外殼12內(nèi)，二次出線端子7、接地 端子9、安裝底座4等安裝于外殼12上，然后在外殼12內(nèi)部填充液態(tài)或氣態(tài)的或膠質(zhì)物質(zhì)或 固態(tài)絕緣材料即成。從而即滿足一、二次繞組及其他部件的固定，又滿足=個(gè)不同電位間的 相互絕緣隔離。
[0023] 本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明通過地電位均壓層3或其他電場均勻技術(shù)的應(yīng)用，使 高電壓絕緣層2的厚度及長度達(dá)到最小化，為傳感器尺寸最小化奠定了基礎(chǔ)。通過二次出線 端子7與接地端子9的安裝位置同安裝底座4空間上互差180°，最大限度地利用誘注絕緣層8 的絕緣爬距，使傳感器尺寸達(dá)最小化成為可能。采用二次繞組屏蔽層6即均勻了電場，又有 效防護(hù)高電位擊穿時(shí)高電位竄入二次繞組5而達(dá)到=電位相互隔離的同時(shí)，又達(dá)到了在高 電位發(fā)生擊穿破壞條件下仍能保護(hù)了二次繞組5不受高電位的侵害，大大提高了傳感器的 安全可靠性。從而實(shí)現(xiàn)了安裝點(diǎn)是高電位條件下的可靠安全應(yīng)用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高電壓三電位絕緣隔離電流傳感器，包括高電壓一次繞組（1)、高電壓絕緣層 (2)、地電位均壓層(3)、二次繞組(5)、二次繞組屏蔽層(6)、鐵心（10)，其中高電壓一次繞組 (1)設(shè)置在中間，高電壓絕緣層(2)緊緊地包繞在高電壓一次繞組（1)上;其特征在于:所述 的鐵心（10)呈環(huán)形，二次繞組(5)均勻地繞制在鐵心（10)上，二次繞組屏蔽層(6)繞制在二 次繞組(5)上;所述的地電位均壓層(3)套在高電壓絕緣層(2)上，所述的鐵心（10)套在地電 位均壓層(3)上。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高電壓三電位絕緣隔離電流傳感器，其特征在于:所述的由導(dǎo) 電體或半導(dǎo)電體制成的地電位均壓層(3)為兩個(gè)小直徑口端相連的喇叭狀圓柱管構(gòu)成，兩 個(gè)大口徑端朝外。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高電壓三電位絕緣隔離電流傳感器，其特征在于:所述的 高電壓三電位絕緣隔離電流傳感器還包括安裝底座（4)、二次出線端子（7)、澆注絕緣層 (8)、接地端子(9)、連接線（11)、外殼（12)，所述的二次繞組(5)的輸出用連接線（11)接到二 次出線端子(7)上，高電壓三電位絕緣隔離電流傳感器外層設(shè)置外殼（12)，安裝底座(4)設(shè) 置在外殼(12)上，外殼(12)內(nèi)澆滿澆注絕緣層(8)。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高電壓三電位絕緣隔離電流傳感器，其特征在于:所述的二次 出線端子(7)和接地端子(9)與安裝底座(4)的空間位置互差180°。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高電壓三電位絕緣隔離電流傳感器，其特征在于:所述的高電 壓絕緣層(2)、安裝底座(4)和澆注絕緣層(8) -次澆注而成。
【文檔編號(hào)】G01R15/14GK105988037SQ201610534027
【公開日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2016年7月8日
【發(fā)明人】劉瑞云, 倪明玨, 林弘杰, 劉常穎, 劉海洋
【申請(qǐng)人】武漢電聯(lián)電力電氣技術(shù)有限公司