ИСПЫТАТЕЛЬНЫЙ КОНТАКТНЫЙ ВЫВОД ДЛЯ ТРАНСФОРМАТОРА ТОКА Российский патент 2015 года по МПК H01R4/64 

Изобретение относится к испытательному контактному выводу для проверки трансформатора тока, в частности трансформатора тока распределительного устройства с газовой изоляцией с измерительными сердечниками снаружи газового пространства, называемого в последующем лежащим снаружи трансформатором тока.

Из уровня техники известны распределительные устройства с газовой изоляцией, в которых конструктивные элементы панели распределительного щита с первичным проводом расположены внутри закрытого непроницаемо для газа напорного резервуара. Для электрической изоляции конструктивные элементы и первичный провод окружены изолирующим газом, в частности SF₆.

Обычно в таких распределительных устройствах с газовой изоляцией предусмотрены трансформаторы тока, которые служат для измерения проходящего через первичный провод электрического тока. Такие трансформаторы тока обычно выполнены в виде трансформаторов тока с кольцевым сердечником, которые имеют кольцеобразный измерительный сердечник из материала с высокой магнитной проницаемостью и расположены снаружи пропускающего первичный провод напорного резервуара. Вокруг окружности измерительного сердечника проходит по меньшей мере частично обмотка из электрического проводника, которая является частью измерительной схемы, так что обеспечивается возможность индуктивного измерения силы проходящего в первичном проводе тока. Такую же конструкцию имеют устройства измерения тока с использованием другой технологии, которые имеют, в частности, оптические датчики тока, катушки Роговского или датчики Холла, которые устанавливаются дополнительно к отдельным измерительным сердечникам или вместо индуктивных измерительных сердечников трансформатора тока.

Эти измерительные сердечники и датчики трансформатора тока необходимо проверять на работоспособность. В соответствии с правилами безопасности для установок высокого напряжения к положению, выполнению и коммутационному состоянию заземляющих и разъединительных выключателей предъявляются определенные требования при проверке работоспособности трансформаторов тока.

Из JP 8033134 известен трансформатор тока для распределительного устройства с газовой изоляцией и способ проверки работоспособности трансформатора тока, который выполняется без заземляющего разъединителя. Для этого на несущей кольцеобразные измерительные сердечники трансформатора тока металлической опорной трубе предусмотрены контактные выводы и соединены с ней в виде единого целого, при этом контактные выводы, при рассматривании со стороны измерительных сердечников, расположены на обеих сторонах опорной трубы. Кольцеобразные измерительные сердечники должны быть выполнены с таким большим диаметром, что их можно при монтаже надвигать над контактными выводами. При проверке работоспособности трансформатора тока ток пропускается через опорную трубу, которая тем самым выполняет функцию первичного провода.

Исходя из этого уровня техники задачей данного изобретения является создание улучшенного испытательного контактного вывода для проверки трансформатора тока, в частности распределительного устройства с газовой изоляцией, которое обеспечивает простую, экономичную и надежную проверку трансформатора тока.

Задача решена согласно изобретению с помощью испытательного контактного вывода для трансформатора тока с отличительными признаками пункта 1 формулы изобретения.

Предпочтительные варианты выполнения изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.

Трансформатор тока содержит трубчатый опорный элемент, внутри которого расположен первичный провод и расположенный по окружности трубчатого опорного элемента кольцеобразный измерительный сердечник, который по меньшей мере частично обмотан обмоткой. Испытательный контактный вывод для трансформатора тока содержит электрически соединенные с опорным элементом контактные элементы. Согласно изобретению первый контактный элемент соединен с опорным элементом посредством силового замыкания.

Первый контактный элемент можно особенно быстрым и простым образом закреплять на трубчатом опорном элементе. В частности, обеспечивается возможность закрепления первого контактного элемента на опорном элементе после монтажа измерительных сердечников. Исключаются трудоемкие стадии способа, такие как, в частности, сварка или пайка, для создания электрически проводящего соединения между опорным элементом и контактным элементом.

Кроме того, нет необходимости в увеличении внутреннего диаметра кольцеобразных измерительных сердечников трансформатора тока. Тем самым можно почти полностью использовать имеющийся в распоряжении для установки сердечников конструктивный объем, несмотря на установленный испытательный контактный вывод.

Предпочтительно, первый контактный элемент выполнен дугообразным, при этом кривизна дугообразного первого контактного элемента соответствует кривизне трубчатого опорного элемента. При соединении с силовым замыканием между опорным элементом и первым контактным элементом контактный элемент плоско прилегает и проходит по окружности участка трубчатого опорного элемента, за счет чего обеспечивается хорошее электрически проводящее контактирование для ввода испытательного тока в опорный элемент. Первый контактный элемент представляет часть испытательного контактного вывода, который установлен неподвижно на опорном элементе. Таким образом, используемая для установки измерительного сердечника опорная высота сердечника уменьшается лишь немного за счет установки испытательного контактного вывода.

Первый и/или второй контактный элемент предпочтительно изготовлены из металла, в частности из алюминиевого материала.

Предпочтительно, трубчатый опорный элемент предназначен для нагрузки внутренним давлением и образует участок окружающего панель распределительного щита и первичный провод непроницаемого для газа напорного резервуара. Трубчатый опорный элемент заполнен изолирующим газом, в частности SF₆. За счет крепления с силовым замыканием первого контактного элемента с помощью натяжной ленты отпадает необходимость в трудоемкой сварке на опорном элементе, которая требует последующего дополнительного испытания материала. При соединении с силовым замыканием отпадает необходимость в повторении механического испытания опорного элемента после монтажа испытательного контактного вывода. В частности, установка испытательного контактного вывода не оказывает отрицательного влияния на стойкость относительно давления газа нагружаемого давлением опорного элемента. Тем самым отпадает необходимость в особой проверке напорного резервуара.

Согласно одному предпочтительно варианту выполнения изобретения первый контактный элемент закреплен с силовым замыканием на опорном элементе с помощью натяжной ленты, которая охватывает трубчатый опорный элемент. Применение натяжной ленты для закрепления с силовым замыканием первого контактного элемента обеспечивает возможность последующего монтажа испытательного контактного вывода на уже смонтированном распределительном устройстве с помощью особенно простых и дешевых средств.

Натяжная лента плотно прилегает к наружной стороне опорного элемента и состоит предпочтительно из электрически проводящего материала, в частности из металла. За счет этого особенно предпочтительно увеличивается контактная поверхность для передачи испытательного тока и минимизируются контактные сопротивления. Это повышает, в частности, эффективную мощность испытательного контактного вывода.

Предпочтительно, первый контактный элемент имеет средства для электрически проводящего соединения по меньшей мере с одним пальцеобразным передаточным элементом. Пальцеобразный передаточный элемент служит для ввода испытательного тока. Пальцеобразный передаточный элемент или пальцеобразные передаточные элементы предназначены для разъемного соединения с первым контактным элементом, при вводе тока контур тока замыкается через трубчатый опорный элемент, и второй контактный элемент представляет контакт для возврата испытательного тока. Разъемное соединение между первым контактным элементом и передаточным элементом обеспечивает возможность удаления не требуемых составляющих частей испытательного контактного вывода после проверки работоспособности трансформатора тока. Таким образом, не оказывается или оказывается минимальное отрицательное влияние на работу устройства.

Согласно другому предпочтительному варианту выполнения изобретения средство для электрически проводящего соединения между передаточным элементом и первым контактным элементом содержит по меньшей мере одну винтовую резьбу или штекерный разъем. Испытательный контактный вывод выполнен так, что выполнение остальных конструктивных элементов лежащего снаружи трансформатора тока может оставаться неизменным. Кроме того, использование максимально стандартных конструктивных элементов для ввода испытательного тока обеспечивает возможность простого электрически проводящего соединения с первым контактным элементом. Передаточный элемент обеспечивает возможность простого и быстрого монтажа для проверки работоспособности трансформатора тока и его можно снова демонтировать после окончания проверки.

Согласно другому предпочтительному варианту выполнения изобретения первый контактный элемент предназначен для соединения с несколькими передаточными элементами, при этом передаточные элементы через опорный элемент и через соединительную пластину соединены электрически проводящим образом. Кроме того, соединительная пластина образует соединительные контактные поверхности для контакта с внешним источником тока, соответственно напряжения, и обеспечивает равномерное распределение испытательного тока в отдельных передаточных элементах.

Предпочтительно, предусмотрено несколько первых контактных элементов, которые соединены с силовым замыканием с опорным элементом. Отдельные первые контактные элементы предназначены для включения электрически параллельно и/или последовательно друг с другом, так что в соответствии с требованиями к трансформатору тока обеспечивается возможность ввода в опорный элемент испытательных токов соответствующей величины.

Согласно другому предпочтительному варианту выполнения изобретения второй контактный элемент выполнен дугообразным и закреплен на опорном элементе с силовым и геометрическим замыканием, в частности с помощью винтового соединения. Второй контактный элемент служит для возврата вводимого в опорный элемент испытательного тока. Для проведения проверки работоспособности трансформатора тока нет необходимости в приведении в действие первичного контура тока устройства. Испытательный ток можно создавать и вводить с помощью внешнего источника тока. Таким образом отпадают требования к положению и выполнению заземляющих разъединителей и обеспечивается возможность быстрой и простой проверки работоспособности измерительных сердечников трансформатора тока перед вводом в действие устройства.

Ниже приводится более подробное пояснение изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:

фиг.1 - лежащий снаружи трансформатор тока с испытательным контактным выводом, в изометрической проекции;

фиг.2 - разрез лежащего снаружи трансформатора тока с испытательным контактным выводом.

Соответствующие друг другу части обозначены на всех чертежах одинаковыми позициями.

На фиг.1 и 2 показан в изометрической проекции и в разрезе лежащий снаружи трансформатор 1 тока для распределительного устройства с газовой изоляцией. Трансформатор 1 тока содержит трубчатый опорный элемент 2, который выполнен непроницаемым для газа и с возможностью нагрузки внутренним давлением. Внутри опорного элемента 2 расположен не изображенный пропускающий высокий ток первичный провод распределительного устройства, который окружен электрически изолирующим инертным газом.

Два кольцеобразных измерительных сердечника 3 из материала с высокой магнитной проницаемостью, такого как железо, охватывают по окружности трубчатый опорный элемент. Каждый из измерительных сердечников 3 имеет по меньшей мере на некоторых участках одну неизображенную обмотку из электрического проводника. Обмотка является частью измерительной схемы для индуктивного измерения проходящего через первичный провод тока. Проходящий через первичный провод ток индуцирует в обмотке по существу пропорциональный силе первичного тока вторичный ток.

На фиг.1 и 2 показаны два расположенных параллельно друг другу дугообразных первых контактных элемента 4 испытательного контактного вывода, которые с помощью силового замыкания закреплены на наружной боковой поверхности трубчатого опорного элемента 2. В качестве альтернативного решения, на опорном элементе 2 может быть также расположен с силовым замыканием лишь один первый контактный элемент 4.

Каждый из обоих первых контактных элементов 4 с помощью соответствующей натяжной ленты 5, которая охватывает опорный элемент 2, затянут с силовым замыканием на наружной боковой поверхности опорного элемента 2. Каждый первый контактный элемент 1 плоско прилегает к наружной боковой поверхности опорного элемента 2, так что обеспечивается хорошая электрическая проводимость между опорным элементом 2 и первыми контактными элементами 4.

Каждый первый контактный элемент 4 изготовлен из алюминиевого материала. Натяжная лента 5 состоит из металлического материала, так что увеличивается электрически проводящая поверхность испытательного контактного вывода.

Каждый первый контактный элемент 4 имеет средства для соединения с пальцеобразным, соответственно штифтообразным, и электрически проводящим передаточным элементом 6 в виде винтовой резьбы или штекерного разъема.

Для проверки работоспособности лежащего снаружи трансформатора 1 тока предусмотрена возможность ввода испытательного тока из внешнего источника тока с помощью передаточных элементов 6 и первых контактных элементов 4 в опорный элемент 2. Для этого предусмотрена возможность ввинчивания или вставления передаточных элементов 6 испытательного контактного вывода в соответствующие первые контактные элементы 4. Пропускную способность по току испытательного контактного вывода можно согласовывать со специальными требованиями к проверке работоспособности за счет количества применяемых передаточных элементов 6. В частности, возможна реализация ввода испытательного тока в несколько килоампер при соответствующем количестве передаточных элементов 6.

Отдельные передаточные элементы 6 соединены электрически проводящим образом друг с другом с помощью соединительной пластины 7 и опорного элемента 2. Соединительная пластина 7 предназначена для особенно простого соединения с внешним источником тока с помощью неизображенного подводящего кабеля. Кроме того, соединительная пластина 7 обеспечивает равномерное распределение вводимого испытательного тока по отдельным передаточным элементам 6.

Передаточные элементы 6 направляются с помощью изолирующей пластины 8, которая служит в качестве держателя передаточных элементов 6. Это обеспечивает возможность простого и быстрого контакта передаточных элементов 6 с соответствующими дугообразными первыми контактными элементами 4 для создания испытательного контактного вывода.

После завершения проверки работоспособности трансформатора 1 тока предусмотрена возможность отсоединения испытательной конструкции, содержащей соединительную пластину 7, изолирующую пластину 8 и несколько передаточных элементов 6 от соответствующих первых контактных элементов 4, так что во время работы устройства лишь первые контактные элементы остаются соединенными с опорным элементом 2 и тем самым максимально исключается отрицательное влияние на работу устройства. Одновременно при вводе испытательного тока изолирующая пластина 8 действует в качестве механической опоры для подводящего кабеля, который электрически соединяет соединительную пластину 7 с внешним источником тока.

В одном предпочтительном примере выполнения предусмотрено несколько первых контактных элементов 4, которые для ввода испытательного тока различной величины можно включать параллельно и/или последовательно друг с другом. Пропускную способность по току испытательного контактного вывода можно модульно согласовывать с требованиями к проверке работоспособности посредством предусмотрения соответствующего силе испытательного тока количества передаточных элементов 6, которые предназначены для электрического соединения с соответствующими первыми контактными элементами 4 посредством ввинчивания, соответственно вставления. В частности, проверку работоспособности трансформатора 1 тока можно проводить для обычно возникающих при работе устройства сил тока без приложения напряжения к первичному проводу уже во время проверки.

Опорный элемент 2 имеет фланец 9, на котором закреплен с силовым и геометрическим замыканием второй контактный элемент 10. В показанном на фиг.1 и 2 примере выполнения дугообразный второй контактный элемент 10 соединен с фланцем 9 с помощью винтов 11. Это соединение обеспечивает хорошую электрическую проводимость между вторым контактным элементом 10 и опорным элементом 2. Кроме того, соединение между вторым контактным элементом 10 и фланцем 9 является разъемным, так что второй контактный элемент 10 можно также удалять после завершения проверки работоспособности трансформатора 1 тока. Второй контактный элемент 10 изготовлен из алюминиевого материала с возможностью электрически проводящего контактирования и служит при проверке работоспособности для возврата вводимого в опорный элемент 2 испытательного тока.

В качестве альтернативного решения, второй контактный элемент 10 может быть также соединен неподвижно, например, с помощью сварного или заклепочного соединения с фланцем 9.

Испытательный контактный вывод для трансформатора тока распределительного устройства с газовой изоляцией содержит трубчатый опорный элемент (2), внутри которого расположен первичный провод и расположенный по окружности опорного элемента (2) кольцеобразный измерительный сердечник (3), по меньшей мере частично обмотанный обмоткой. Контактный вывод содержит по меньшей мере один электрически соединенный с опорным элементом (2) первый и второй контактные элементы (4, 10). Контактный элемент (4) соединен с опорным элементом (2) посредством силового замыкания. При этом контактные элементы выполнены с возможностью соединения друг с другом параллельно или последовательно. Технический результат - повышение точности и надежности проверки трансформатора. 12 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Испытательный контактный вывод для трансформатора (1) тока, который содержит трубчатый опорный элемент (2), внутри которого расположен первичный провод, и расположенный по окружности трубчатого опорного элемента (2) кольцеобразный измерительный сердечник (3), который по меньшей мере частично обмотан обмоткой, при этом опорный элемент (2) электрически соединен с контактными элементами (4, 10), отличающийся тем, что несколько первых контактных элементов (4) соединены с силовым замыканием с опорным элементом (2), при этом контактные элементы (4) выполнены с возможностью электрического соединения друг с другом параллельно и/или последовательно.

2. Испытательный контактный вывод по п. 1, отличающийся тем, что первый контактный элемент (4) выполнен дугообразным, при этом кривизна первого контактного элемента (4) соответствует кривизне трубчатого опорного элемента (2).

3. Испытательный контактный вывод по п. 1, отличающийся тем, что первый и/или второй контактный элемент (4, 10) изготовлен из металла.

4. Испытательный контактный вывод по п. 1, отличающийся тем, что первый контактный элемент (4) закреплен с силовым замыканием на опорном элементе (2) с помощью натяжной ленты (5), которая охватывает трубчатый опорный элемент (2).

5. Испытательный контактный вывод по п. 2, отличающийся тем, что первый контактный элемент (4) закреплен с силовым замыканием на опорном элементе (2) с помощью натяжной ленты (5), которая охватывает трубчатый опорный элемент (2).

6. Испытательный контактный вывод по п. 4, отличающийся тем, что натяжная лента (5) изготовлена из электрически проводящего материала, в частности из металла.

7. Испытательный контактный вывод по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что первый контактный элемент (4) имеет средства для электрически проводящего соединения по меньшей мере с одним пальцеобразным передаточным элементом (6).

8. Испытательный контактный вывод по п. 6, отличающийся тем, что средство для электрически проводящего соединения содержит по меньшей мере одну винтовую резьбу или штекерный разъем.

9. Испытательный контактный вывод по п. 7, отличающийся тем, что первый контактный элемент (4) выполнен с возможностью соединения с несколькими передаточными элементами (6), при этом передаточные элементы (6) соединены друг с другом электрически проводящим образом с помощью соединительной пластины (7).

10. Испытательный контактный вывод по п. 8, отличающийся тем, что первый контактный элемент (4) выполнен с возможностью соединения с несколькими передаточными элементами (6), при этом передаточные элементы (6) соединены друг с другом электрически проводящим образом с помощью соединительной пластины (7).

11. Испытательный контактный вывод по п. 3, отличающийся тем, что второй контактный элемент (10) выполнен дугообразным и закреплен на опорном элементе (2) посредством винтового соединения, или сварного соединения, или заклепочного соединения.

12. Испытательный контактный вывод по п. 1, отличающийся тем, что первый контактный элемент (4) выполнен дугообразным, при этом кривизна первого контактного элемента (4) соответствует кривизне трубчатого опорного элемента (2), причем первый и/или второй контактный элемент (4, 10) изготовлен из металла.

13. Испытательный контактный вывод по п. 12, отличающийся тем, что второй контактный элемент (10) выполнен дугообразным и закреплен на опорном элементе (2) посредством винтового соединения, или сварного соединения, или заклепочного соединения.