一种环形电容器的固封极柱的制作方法

1.本发明属于电力设备技术领域，具体是涉及一种一二次深度融合的环形电容器的固封极柱。


背景技术：

2.智能配电网用断路器是新一代电网的关键设备，其中zw32型柱上断路器以其简洁的构造、不需要维护的特点受到广泛应用。基于zw32型一二次融合技术的智能断路器研制及设计近年来受到广泛关注，一二次融合逐渐从功能融合向设备融合演进。将一次开断设备(真空断路器)、电流传感器(lpct，等)、电压传感器(电容分压、电阻分压，等)、取能设备等包含在一体化浇注的固封极柱，以替代常规体积重量庞大的电磁式互感器、电磁取电pt，是实现一二次融合的关键技术，在工程应用、成本控制、可靠性等均具有巨大的优势。本发明提出一种基于环形结构的电流传感器、电压传感器的深度融合全功能固封极柱。
3.公开号为cn106298313b的专利公开了一种常规非融合的柱上断路器。可以看出，一二次深度设备融合的制约条件为柱上开关的结构与需要融合的传感器数量较多、形状不匹配之间的矛盾。例如，为实现智能化的要求，单相柱上开关融合设备至少应包含2组取能设备、一组电流测量设备、2组电压测量设备；这对体积本已经很紧凑的柱上断路器来说，难度不言而喻，公开号为cn210091973u的专利公开了一种融合的柱上断路器，其采用长条形的薄膜电容，通过优化设计成功将电流传感器、一体浇筑的电压传感器、两个取电电容器，仍然难以满足全部传感器的需求，虽然可以通过增加电容进一步提高融合度，但是，过多的传感器将使极柱的体积重量庞大、制造及施工难度大幅增加，失去融合的意义，还可能造成浇注成型成品率及可靠性下降。公开专利号为cn 110136958 a也公开了一种高压电容器，其在面对配置多组传感器的深度融合情况时也存在类似问题。


技术实现要素：

4.针对上述现有技术中的不足，本发明根据柱上断路器一次回路的l型圆柱体构造，提出提供一种环形电容器的固封极柱，其结构简单、设计合理且外形尺寸小，易于浇注在固封极柱内部，并充分利用了柱上断路器的圆柱形构造，从而能够有效利用空间，且其绝缘可靠性高，一二次融合度高。
5.为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
6.一种环形电容器的固封极柱，包括固封极柱环氧浇注体、软连接结构、封闭在浇注体中的传感器组件；
7.所述的环氧浇注体柱包括一体成型的环氧外壳、真空断路器和下出线导体，真空断路器的动触头通过软连接结构与下出线导体连接；
8.所述的传感器组件包含环形的上取能电容、环形的上相序测量电容、环形的下相序测量电容、环形的零序测量电容、环形的下取能电容和环形的电流测量线圈；上取能电容同心布置于真空断路器外，且位于静触头区域；上相序测量电容同心布置于真空断路器外，
且位于静触头区域、且在上取能电容下方；下相序测量电容同心布置于真空断路器外，且位于动触头区域；零序测量电容同心布置于真空断路器外，且位于动触头区域、且在下相序测量电容下方；下取能电容和电流测量线圈均同心布置于下出线导体外，且电流测量线圈位于下取能电容外。
9.进一步：所述的上取能电容为具有环形结构的陶瓷电容，且其内圆柱面和外圆柱面镀金属膜作为电极，；上取能电容的内径大于真空断路器的外径，上取能电容的下端面高于真空断路器静触头的下端面。
10.进一步：所述的上、下相序测量电容均为具有环形结构的陶瓷电容，且其内圆柱面和外圆柱面镀金属膜作为电极；上、下相序测量电容的内径均大于真空断路器的外径，其中，上相序测量电容的下端面高于真空断路器静触头的下端面，下相序测量电容的上端面低于真空断路器动触头的上端面。
11.进一步：所述的下取能电容为具有环形结构的陶瓷电容，且其内圆柱面和外圆柱面镀银作为电极；下取能电容的内径大于电流测量线圈的外径。
12.进一步：所述的电流测量线圈为环形结构，其在浇注绝缘极柱内与下取能电容及出线导体呈同轴型式布置；电流测量线圈的内径大于下出线导体的外径。
13.进一步：所述的零序测量电容具有环形结构的陶瓷电容，且其内圆柱面和外圆柱面镀银作为电极；零序测量电容的内径大于真空断路器的外径，其上端面低于真空断路器动触头的上端面。
14.进一步：所述的固封极柱环氧浇注体采用户外环氧一次浇注成型，下出线导体处的环氧材料呈锥形的台阶结构，固封极柱环氧浇注体表面设置有增加爬电距离的一体化伞裙。
15.有益效果
16.本发明根据柱上断路器固封极柱的l型两端圆柱体结构重新设计待融合的部件，充分利用有效空间提高集成度，并兼顾性能要求。相容的圆柱状外形及布置方式有效缩减环氧浇注的固封极柱尺寸，并使其形状趋于规则，有利于浇注成型。同轴结构使得固封极柱内电场结构更加均压，获得更加优异的绝缘耐受能力，提高断路器运行的安全裕度。圆环形电容采用高压陶瓷电容材料高温烧结而成，具有良好的温度适用能力，不含油、气等容易燃烧及爆炸的材料。
附图说明
17.图1是本发明的结构示意图；
18.图2是本发明缺省配置了上相序测量电容器、仅保留下相序测量电容器的结构示意图；
19.图3是本发明缺省配置了下相序测量电容器、仅保留上相序测量电容器的结构示意图；
20.其中：
21.1为固封极柱环氧浇注外壳、2为上取能电容、3为上相序测量电容、4为下相序测量电容、5为零序测量电容、6为下取能电容、7为电流测量线圈、801为软连接结构、802为下出线导体、9为真空断路器、901为真空断路器静触头、902为真空断路器动触头、10为动导体绝
缘拉杆。
具体实施方式
22.以下将结合附图，对本发明的技术方案及有益效果进行详细说明。
23.本发明一种环形电容器的固封极柱，将上取能电容器、上相序测量电容器采用陶瓷电容，并设计为具有相同内外径的环形，以同轴方式浇注在真空断路器的外围，且放置在真空断路器静触头的位置，使其高压电极与真空断路器静触头具有相同的电位。
24.将下相序测量电容器、零序测量电容器设计为具有相同内外径的环形，以同轴方式浇注在真空断路器的外围，且放置在真空断路器动触头的位置，使其高压电极与真空断路器动触头具有相同的电位；下取能电容为具有环形结构的陶瓷电容，且其内圆柱面和外圆柱面为电极。
25.将电流测量线圈设计为环形结构，在浇注绝缘极柱内与下取能电容及下出线导体呈同轴型式布置，并嵌套布置于下取能电容的外围区域。
26.同轴布置的环形电容，使得固封极柱的空间得到更加有效的利用，不增加高度方向的尺寸，实现小型化、集成化。电容环为陶瓷电容，其高度、内外径将根据电容量的需求设计。
27.进一步，根据一二次融合的供能需求，对传感器配置的数量和位置进行优化配置，具体来说，图1-图3给出了本发明的典型配置情况，其中图1所示，配置了全部电流及电压互感器、上下取能电容器；图2缺省配置了上相序测量电容器，仅保留下相序测量电容器；图3 缺省配置了下相序测量电容器，仅保留上相序测量电容器。环形电容的设计方案使不同配置方案得以在一套固封极柱的模具上实现，有利地降低成本及浇注的工艺难度。
28.上述各类传感器以一体化化环氧浇注的方式固定在固封极柱内，所述环形电容的外表面、真空断路器外表面包覆缓冲层，用以抵消浇注过程及使用过程中的温度应力、线性膨胀应力。
29.固封极柱的外表面及内部空腔表面，包括真空断路器圆柱面、出线导体横向圆柱面增设伞裙以提高爬电距离，提高外绝缘防护能力。
30.有利地，固封极柱的上下出线端面设计为t型台阶结构，进一步增加环氧层的厚度，提高绝缘强度和机械强度。
31.以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。