高压柱式电流互感器的制作方法

本发明涉及一种高压柱式电流互感器(current transformer)，其包括柱式绝缘体和布置在其上的头部，由此头部限定体积并且包括布置在其中的初级绕组导体和具有次级绕组引线的次级绕组芯组件。本发明还涉及一种方法，包括高压柱式电流互感器，并且包括提供用于在高压电位下操作高压柱式电流互感器的绝缘系统的步骤。

背景技术：

1、高压柱式电流互感器是现有技术中已知的，并且通常包括柱式绝缘体和布置在其上的头部。这种气体绝缘的仪表电流互感器通常能够承受高达4,000a的电流，并且被设计用于高达800kv的ac电压。初级绕组和次级绕组位于电流互感器的上头部内部。然而，许多商业上可用的电流互感器在今天高达535kv的连续dc操作电压下不能承受介电应力，并且将来可能需要甚至更高的电压。

技术实现思路

1、因此，本发明的一个目的是提供一种高压柱式电流互感器，其能够承受在高达535kv或甚至更高电压的连续dc工作电压下的介电应力。

2、本发明的目的通过独立权利要求的特征来解决。在从属权利要求中详细描述了修改的实施方式。

3、因此，该目的通过一种高压柱式电流互感器来解决，该高压柱式电流互感器包括柱式绝缘体和布置在柱式绝缘体上的头部，由此

4、头部限定体积并且包括布置在其中的初级绕组导体、具有次级绕组引线的次级绕组芯组件和从基部到顶点逐渐变细的锥形绝缘体间隔件，在其间具有侧面，

5、锥形绝缘体间隔件布置成其基部在头部的面向柱式绝缘体的底部上，并且其顶点保持次级绕组芯组件远离头部的壁，

6、锥形绝缘体间隔件包括嵌入并围绕基部的至少一个环形电极和嵌入顶点并被顶点围绕的另一个扁平圆形电极，并且

7、锥形绝缘体间隔件包括在侧面中的至少一个开口。

8、所提出的高压柱式电流互感器允许在连续工作dc电压(例如>535kv dc应用)下承受介电应力。本发明的关键点是提供具有至少一个电极和/或至少一个开口的锥形绝缘体间隔件(也称为间隔件，绝缘系统的部件)。锥形绝缘体间隔件安装在头部的底部部分，这使得可以通过例如用所提出的锥形绝缘体间隔件更换现有技术的纤维塑料管来简化高压柱式电流互感器的绝缘。

9、通过将锥形绝缘体间隔件与头部的底部机械连接，优选地在底部处的至少一个电极可以承载机械和电气功能。因此，在基部处或在锥形绝缘体间隔件的底部处的电功能是在与头部相同的高电压电位下提供电极，用于在锥形绝缘体内部和周围，特别是在其三相点处提供有利的电场分布。锥形绝缘体间隔件的顶部部分处的顶点的电极分别可以传递由次级绕组芯组件引起的机械负载。电极应具有与次级绕组芯相同的接地电位，以在锥形绝缘体间隔件内部和周围，特别是在三相点处提供有利的电场分布。

10、锥形绝缘体间隔件的侧面处的至少一个开口可以提供内部流体绝缘气体体积之间的连接，内部流体绝缘气体体积特别地包括sf6、氮气或高压柱式电流互感器内的任何替代气体，捕获金属和污染颗粒和/或可以用于组装期间的视觉检查。因此，所提出的解决方案可以直接实施到现有技术的高压柱式电流互感器的现有头部中，而无需重新确定头部的尺寸。

11、柱式绝缘体和/或头部，也称为罐，可以以现有技术中已知的任何材料、尺寸和/或形状提供。初级绕组导体优选地连接到网络和/或是网络的一部分。此外，次级绕组芯组件可以如现有技术中已知的那样提供，例如包括具有相应次级绕组引线的环形线圈的形状。至少在头部内的内部绝缘体优选地包括绝缘气体。电流互感器及其部件优选地被设计用于高达4000a的电流和72.5至800kv或甚至更高的ac电压。

12、锥形绝缘间隔件优选地包括帽状形状和/或可以包括作为一件提供的三个部分。所述部分可以包括侧面，该侧面特别地设置成相对于两个其他部分倾斜。特别是仅径向延伸的另一底部部分可以被基部的电极围绕。另外的顶部部分可以特别地仅径向延伸，从而围绕顶点的电极。在基部处，底部部分可以以环形方式远离侧面向外径向延伸和/或可以轴向地围绕基部的电极。环形电极的内径向表面可以嵌入基部和/或被基部围绕。

13、因此，基部可以包括凹形外径向表面，例如设置为半圆形。环形电极可以包括对应的凸形内径向表面，例如设置为半圆形。圆形电极的外径向表面可以嵌入顶点和/或被顶点围绕。因此，顶点可以包括凹形内径向表面，例如设置为半圆形。圆形电极可以包括相应的凸形外径向表面，例如设置为半圆形。术语嵌入优选地意味着相应的电极至少部分地，例如一半被基部或顶点覆盖，例如，在截面图中，环形电极的圆周的一半特别地被顶点接触覆盖。此外，基部可以包括u形径向延伸开口，特别是接触覆盖圆形电极。

14、在截面图中，底部部分在其径向向外端部处可以包括圆形凹形形状，其在轴向上可以被基部的电极围绕。因此，所述电极还可以包括精确配合的圆形凸形形状。类似地，在顶点处，顶部部分可以从侧面径向环形地向内延伸和/或可以轴向地围绕顶点的电极。在截面图中，顶部部分在其径向向内端部处可以包括圆形凹形形状，该圆形凹形形状在轴向方向上可以被顶点的电极围绕，因此顶点的电极可以包括精确配合的圆形凸形形状。这样，两个电极可以被锥形绝缘体间隔件轴向地封装。

15、在这方面，顶点/或基部的电极可以与锥形绝缘体间隔件集成为一体，或者可以以配合的方式嵌入例如环氧树脂中。因此，嵌入不一定意味着但可以是集成的。顶点的电极可以是平坦的圆形件，而基部的电极可以是环形的。至少一个开口优选地仅存在于侧面中，即不存在于锥形绝缘体间隔件的底部部分和/或顶部部分中。优选地，锥形绝缘体间隔件以其基部与头部的底部机械地固定。远离头部尤其意味着不存在接触连接。电极优选地布置有彼此平行的、远离的接触表面。

16、在另一优选实施方式中，电极被设置为集成到锥形绝缘体间隔件中的模制金属凸缘。所述金属凸缘优选地集成到锥形绝缘体间隔件中和/或可以与锥形绝缘体间隔件一体地设置。取决于连续dc电压的电平，锥形绝缘体间隔件可以包括在侧面处高达65mm、在底部部分处高达80mm和/或在顶部部分处高达90mm的宽度。在俯视图中，锥形绝缘体间隔件优选地包括圆形形状，该圆形形状在顶点处具有高达365mm的直径并且在基部处具有高达1000mm的直径。其他尺寸也是可能的。

17、根据进一步优选的实施方式，锥形绝缘体间隔件包括环氧化物。在这方面，环氧化物优选意指环氧树脂，也称为例如聚环氧化物，作为一类包含环氧基团的反应性预聚物和聚合物。

18、在另一个优选实施方式中，高压柱式电流互感器包括设置在基部和头部的底部和/或顶点和次级绕组芯组件之间的o形环密封件。o形环密封件优选地包括具有圆形横截面的弹性体。凹槽可以设置在基部和/或顶点中，用于安置o形环。优选地，凹槽分别设置在电极中或凸缘中。

19、根据另一优选实施方式，高压柱式电流互感器包括顶点和次级绕组芯组件之间的螺栓连接。螺栓连接可以包括螺纹，由此顶点和次级绕组芯组件可以设置为相应的螺钉和螺母。由此，可以与顶部部分电极进行螺栓连接。这样，可以实现顶点和次级绕组芯组件的简单且永久的连接。

20、在另一个优选实施方式中，锥形绝缘体间隔件在侧面中包括两个、三个或四个开口。根据另一优选实施方式，开口相对于彼此以相等的距离布置。此外，大量开口是可能的。

21、根据另一优选实施方式，初级绕组导体穿过次级绕组芯组件装配，和/或次级绕组芯组件的次级绕组引线穿过柱体。次级绕组芯组件优选地设置为环形，初级绕组导体可以以非接触的方式穿过该环形装配。次级绕组芯组件的次级绕组引线可以穿过柱体，用于与布置在柱体另一端的端子连接。

22、该目的还通过一种用于操作高压柱式电流互感器的方法来实现，该方法包括如前所述的高压柱式电流互感器，并且包括在高达535kv的dc电压下操作高压柱式电流互感器的步骤。

23、这样，高压柱式电流互感器可以承受高达535kv dc连续工作电压的介电应力，使得高压柱式电流互感器不仅适用于hvac、高压ac应用，而且适用于hvdc、高压dc应用。

24、本领域技术人员根据如前所述的高压柱式电流互感器直接且明确地得出该方法的其他实施方式和优点。