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专利名称：一种油浸式电流互感器及其补油方法

专利类型：实用新型专利

专利申请号：CN202210986920.X

专利申请（专利权）人：任丘市长城互感器有限公司
权利人地址：河北省沧州市任丘市石门桥镇东汜水

专利发明（设计）人：师晓峰

专利摘要：一种油浸式电流互感器，包括互感器本体以及设置于互感器本体顶部的容纳腔，位于容纳腔内部设置有膨胀器，在膨胀器上还设置有晃动装置，晃动装置上具有电动伸缩杆的伸缩调节机构，可以调节膨胀器顶部与容纳腔的距离，在膨胀器的顶部设置有液位传感器，液位传感器、电动伸缩杆与外接plc连接，液位传感器可以检测补油的高度，当液位传感器检测到液面逐渐升高时，外接plc会控制电动伸缩杆逐渐恢复长度，由此使膨胀器在补油过程中，膨胀器会随着晃动叉的转动形成螺旋形晃动轨迹，由此可以使膨胀器在补油过程中，随着油位的升高逐渐减小晃动幅度和晃动速度，避免了绝缘油的洒出和空气的溶解。

主权利要求：
1.一种油浸式电流互感器，包括互感器本体以及设置于互感器本体顶部的容纳腔，位于容纳腔内部设置有膨胀器，其特征在于，所述膨胀器上还设置有晃动装置，所述晃动装置包括晃动叉，所述晃动叉一端连接至膨胀器，另一端连接至容纳腔，晃动叉可以在容纳腔内部绕膨胀器转动，晃动叉还包括行走齿轮部、伸缩杆部和叉体部，行走齿轮部和叉体部分别连接在伸缩杆部的两端，行走齿轮部由齿轮座、主动齿轮和齿轮轴构成，齿轮通过齿轮轴转动安装在齿轮座上，所述齿轮为主动齿轮，主动齿轮与外接plc连接，所述主动齿轮在外接plc控制下驱动晃动叉绕膨胀器转动，此外，晃动叉上的伸缩杆部能够调节膨胀器顶部与容纳腔的距离，在膨胀器的顶部设置有液位传感器，液位传感器、电动伸缩杆与外接plc连接，液位传感器可以检测补油的高度，当液位传感器检测到液面逐渐升高时，外接plc会控制电动伸缩杆逐渐恢复长度，由此使膨胀器在补油过程中，膨胀器会随着晃动叉的转动形成螺旋形晃动轨迹，膨胀器顶部固定安装有顶盖，顶盖中心设置有注油孔，位于注油孔两侧对称设置有锁定螺孔，在顶盖的外周还设置有一圈滑槽，滑槽上对称设置有两个滑块，滑块可以在滑槽内滑动，叉体部为半环形叉形构件，其半环的外形与顶盖的外缘相匹配，在叉体部叉体的端部，通过圆孔与两个滑块铰接连接。
2.如权利要求1所述的一种油浸式电流互感器，其特征在于：容纳腔侧壁上竖直设置有两条滑轨，在容纳腔内部设置有一个与容纳腔内壁形状匹配的滑环，滑环安装在两条滑轨上，滑环可在容纳腔上的任一高度被锁止。
3.如权利要求2所述的一种油浸式电流互感器，其特征在于：外接plc内存储有电动伸缩杆的压缩量L与注油前液位传感器检测到的油面高度差h一一对应的电动伸缩杆控制模型L=f（h），所述电动伸缩杆的控制模型为：随着注油的进行，高度差h逐渐缩小趋近于零，此时通过外接plc控制电动伸缩杆的压缩量L逐渐减。県→0时，L→0。
4.如权利要求3所述的一种油浸式电流互感器，其特征在于：滑环的截面呈“C”字型结构，滑环具有侧壁、上壁和下壁，在侧壁内设置有内齿圈，在上壁和下壁相对的位置上，设置有环形的凹槽，晃动叉设置于滑环与顶盖之间，晃动叉一端连接滑环，另一端通过滑块与顶盖连接，并且主动齿轮与内齿圈啮合，齿轮轴两端突出齿轮座后嵌入上下侧的凹槽内部。
5.如权利要求4所述的一种油浸式电流互感器，其特征在于：外接plc内存储有晃动叉（5）的旋转速度为S与油面高度差h的数值一一对应的晃动叉旋转速度模型S=f（h），所述晃动叉旋转速度模型为：随着注油的进行，高度差h逐渐缩小趋近于零，此时通过外接plc控制主动齿轮驱动晃动叉旋转的速度S逐渐减。県→0时，S→0。
6.如权利要求5所述的一种油浸式电流互感器，其特征在于：叉体部为半环形叉形构件，其半环的外形与顶盖的外缘相匹配，在叉体部叉体的端部，通过圆孔与两个滑块铰接连接。
7.如权利要求6所述的一种油浸式电流互感器，其特征在于：容纳腔的顶部架设有支撑梁，支撑梁中心具有用于穿设补油管的通孔，在通孔的两侧对称位置设置有贯通螺孔。
8.如权利要求7所述的一种油浸式电流互感器，其特征在于：两根截断螺杆分别穿过支撑梁上的贯通螺孔后，一端锁定在顶盖上的锁定螺孔内，截断螺杆7端部通过伸缩弹簧连接，并通过螺套（8）实现固定连接。
9.如权利要求1?8任一项所述的一种油浸式电流互感器的补油方法，其特征在于：包括以下补油步骤：
S1，将支撑梁架设在容纳腔的顶部，然后通过螺套将截断螺杆进行锁定，最后将截断螺杆穿过支撑梁上的贯通螺孔后，一端锁定在顶盖上的锁定螺孔内；
S2，旋转两根截断螺杆，将膨胀器拉升至标准高度后，手动调节滑环的高度使其与顶盖的高度一致，然后通过锁定装置将滑环的位置进行锁定；
S3，松开截断螺杆上的螺套，通过PLC调节电动伸缩杆的长度，使膨胀器顶部倾斜；
S4，对注油管注油进行膨胀器补油操作，同时通过plc控制主动齿轮驱动转动，使晃动叉绕膨胀器转动，同时在转动过程中通过液面传感器检测油位高度，通过plc控制电动伸缩杆随油位升高逐步恢复长度，当补油结束时，停止转动晃动叉。 说明书 : 一种油浸式电流互感器及其补油方法技术领域[0001] 本发明涉及一种电力设备，尤其涉及一种油浸式电流互感器。背景技术[0002] 如图1所示为现有技术中油浸式电流互感器补油示意图。现有技术中对互感器顶部的膨胀器进行补油时，需要通过特定的螺杆将膨胀器拉升至标准高度后，然后通过中心的注油管道想膨胀器内部进行注油。[0003] 为了提高互感器使用过程中的安全性，通常要求互感器绝缘油具有尽量少的气体或固体杂质，否则互感器极易发生击穿等危险。因此在注油过程中，需要控制注油速度，避免空气溶解进入绝缘油中，同时使膨胀器内部的空气逐渐排出，避免形成气室。由于互感器膨胀器上褶皱的存在，使得在补油排气的过程中，难免会有部分位置存在注油缺陷，因此，通常建议操作人员在补油时轻微晃动膨胀器，以助于气体的排出。但是，现有技术中通常手动进行膨胀器晃动操作，加上膨胀器所处空间有限，这种人为的晃动操作是不规则不规律的，同时人为操作的晃动，随着油位的升高，会导致绝缘油溢出或者溶解进更多的空气。[0004] 因此，针对高安全需求的油浸式电流互感器应用环境，需要设计一套可以在互感器注油时，自动进行膨胀器摇晃的油浸式电流互感器，同时，使膨胀器的摇晃能够与注油要求进行完美匹配。发明内容[0005] 本发明的目的在于提供一种，以解决现有技术中的技术问题。[0006] 本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：[0007] 一种油浸式电流互感器，包括互感器本体以及设置于互感器本体顶部的容纳腔，位于容纳腔内部设置有膨胀器，所述膨胀器上还设置有晃动装置，所述晃动装置包括晃动叉，所述晃动叉一端连接至膨胀器，另一端连接至容纳腔，晃动叉可以在容纳腔内部绕膨胀器转动，此外，晃动叉上具有电动伸缩杆的伸缩调节机构，可以调节膨胀器顶部与容纳腔的距离，在膨胀器的顶部设置有液位传感器，液位传感器、电动伸缩杆与外接plc连接，液位传感器可以检测补油的高度，当液位传感器检测到液面逐渐升高时，外接plc会控制电动伸缩杆逐渐恢复长度，由此使膨胀器在补油过程中，膨胀器会随着晃动叉的转动形成螺旋形晃动轨迹。[0008] 优选的，晃动叉还包括行走齿轮部和叉体部，行走齿轮部和叉体部分别连接在伸缩杆部的两端，行走齿轮部由齿轮座、主动齿轮和齿轮轴构成，齿轮通过齿轮轴转动安装在齿轮座上，所述齿轮为主动齿轮，主动齿轮与外接plc连接，所述主动齿轮在外接plc控制下驱动晃动叉绕膨胀器转动。[0009] 优选的，膨胀器顶部固定安装有顶盖，顶盖中心设置有注油孔，位于注油孔两侧对称设置有锁定螺孔，在顶盖的外周还设置有一圈滑槽，滑槽上对称设置有两个滑块，滑块可以在滑槽内滑动，容纳腔侧壁上竖直设置有两条滑轨，在容纳腔内部设置有一个与容纳腔内壁形状匹配的滑环，滑环安装在两条滑轨上，滑环可在容纳腔上的任一高度被锁止。[0010] 优选的，外接plc内存储有电动伸缩杆的压缩量L与注油前液位传感器检测到的油面高度差h一一对应的电动伸缩杆控制模型L=f（h），所述电动伸缩杆的控制模型为：随着注油的进行，高度差h逐渐缩小趋近于零，此时通过外接plc控制电动伸缩杆的压缩量L逐渐减。吹県→0时，L→0。[0011] 优选的，滑环的截面呈“C”字型结构，滑环具有侧壁、上壁和下壁，在侧壁内设置有内齿圈，在上壁和下壁相对的位置上，设置有环形的凹槽，晃动叉设置于滑环与顶盖之间，晃动叉一端连接滑环，另一端通过滑块与顶盖连接，并且主动齿轮与内齿圈啮合，齿轮轴两端突出齿轮座后嵌入上下侧的凹槽内部。[0012] 优选的，外接plc内存储有晃动叉5的旋转速度为S与油面高度差h的数值一一对应的晃动叉旋转速度模型S=f（h），所述晃动叉旋转速度模型为：随着注油的进行，高度差h逐渐缩小趋近于零，此时通过外接plc控制主动齿轮驱动晃动叉旋转的速度S逐渐减。吹県→0时，S→0。[0013] 优选的，叉体部为半环形叉形构件，其半环的外形与顶盖的外缘相匹配，在叉体部叉体的端部，通过圆孔与两个滑块铰接连接。[0014] 优选的，容纳腔的顶部架设有支撑梁，支撑梁中心具有用于穿设补油管的通孔，在通孔的两侧对称位置设置有贯通螺孔。[0015] 优选的，两根截断螺杆分别穿过支撑梁上的贯通螺孔后，一端锁定在顶盖上的锁定螺孔内，截断螺杆7端部通过伸缩弹簧连接，并通过螺套8实现固定连接。[0016] 一种油浸式电流互感器的补油方法，其特征在于：包括以下补油步骤：[0017] S1，将支撑梁架设在容纳腔的顶部，然后通过螺套将截断螺杆进行锁定，最后将截断螺杆穿过支撑梁上的贯通螺孔后，一端锁定在顶盖上的锁定螺孔内；[0018] S2，旋转两根截断螺杆，将膨胀器拉升至标准高度后，手动调节滑环的高度使其与顶盖的高度一致，然后通过锁定装置将滑环的位置进行锁定；[0019] S3，松开截断螺杆上的螺套，通过PLC调节电动伸缩杆的长度，使膨胀器顶部倾斜；[0020] S4，对注油管注油进行膨胀器补油操作，同时通过plc控制主动齿轮驱动转动，使晃动叉绕膨胀器转动，同时在转动过程中通过液面传感器检测油位高度，通过plc控制电动伸缩杆随油位升高逐步恢复长度，当补油结束时，停止转动晃动叉。[0021] 本发明的有益效果是：[0022] 1、本申请通过设置可伸缩调节长度、并且可绕膨胀器转动的晃动叉结构，使得在补油过程中，可以调节膨胀器顶部与膨胀器容纳腔之间的间距，从而使晃动叉在转动过程中可以带动膨胀器进行圆周晃动，使补油过程中膨胀器内部的空气可以顺利排出，提高了补油过程的安全性和便利性。[0023] 2、仅通过主动齿轮驱动转动晃动叉即可实现膨胀器的稳定晃动，解决了现有技术中膨胀器容纳空间有限不利于手动晃动的技术问题。[0024] 3、设置了与晃动叉配合使用的截断螺杆结构，截断螺杆通过弹簧将两端螺杆连接，并可通过螺套实现两端螺杆的固定，这样使膨胀器在晃动过程中螺杆不会影响膨胀器的晃动。[0025] 4、通过设置液位传感器与电动伸缩杆通过plc协同控制，使得膨胀器可以形成螺旋形晃动轨迹，可以使膨胀器在补油过程中，随着油位的升高逐渐减小晃动幅度，避免了绝缘油的洒出和空气的溶解。附图说明[0026] 图1是现有技术中电流互感器膨胀器示意图；[0027] 图2是本申请电流互感器结构示意图；[0028] 图3是本申请电流互感器膨胀器侧视图；[0029] 图4是本申请电流互感器膨胀器俯视图；[0030] 图5是本申请电流互感器滑环侧视图；[0031] 图6是本申请电流互感器晃动叉侧视图；[0032] 图7是本申请电流互感器膨胀器晃动轨迹图。[0033] 图8是本申请电流互感器膨胀器晃动参数与油面高度关系示意图。具体实施方式[0034] 下面结合附图及较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。[0035] 如图2所示为本申请油浸式电流互感器结构示意图，该互感器最顶部为膨胀器容纳空间。从图1所示的现有技术中对互感器顶部的膨胀器进行补油的示意图中可见，互感器膨胀器所处的膨胀器容纳空间有限，不足以在补油时，手动对膨胀器进行轻微有效的晃动。为了使补油过程中能够对膨胀器进行轻微且有效的晃动，使补油过程中的空气尽量有效排出，本申请设置了如下的膨胀器晃动结构。如图3?4为本申请中油浸式互感器自动晃动装置的侧视图和俯视图。该晃动装置包括容纳腔2，容纳腔2安装于互感器1的顶部，容纳腔2内部设置有膨胀器3，膨胀器3顶部固定安装有顶盖4，顶盖4用于对膨胀器3顶部进行封盖。在顶盖4中心设置有注油孔41，位于注油孔两侧对称设置有锁定螺孔42。在顶盖4的外周还设置有一圈滑槽43，滑槽43上对称设置有两个滑块44，滑块44可以在滑槽内滑动。在容纳腔2的侧壁上，还竖直设置有两条滑轨21，在容纳腔2内部，设置有一个与容纳腔2内壁形状匹配的滑环22，滑环22安装在两条滑轨21上，由此滑环22可沿滑轨21沿容纳腔2的侧壁竖直滑动，滑环可在容纳腔2上的任一高度被锁止，具体锁止方式可以采用常规的锁定螺钉、棘齿等机构实现，在此不再赘述。[0036] 如图5所示，该滑环22的截面“C”字型结构，滑环22具有侧壁221、上壁222和下壁223，在侧壁221内设置有内齿圈2211，在上壁222和下壁223相对的位置上，设置有环形的凹槽224。在滑环22与顶盖4之间，设置有晃动叉5。晃动叉5一端连接滑环22，另一端通过滑块44与顶盖4连接。如图6所示为本申请的晃动叉5结构。晃动叉5包括行走齿轮部51、伸缩杆部52以及叉体部53。行走齿轮部51和叉体部53分别连接在伸缩杆部52的两端。伸缩杆部52为电动伸缩杆521。行走齿轮部51由齿轮座511、齿轮512和齿轮轴513构成，齿轮512通过齿轮轴513转动安装在齿轮座511上，并且齿轮512与内齿圈2211啮合，齿轮轴513两端突出齿轮座511后嵌入上下侧的凹槽224内部，且齿轮512为电驱动的可主动旋转的主动齿轮。叉体部53为半环形叉形构件，其半环的外形与顶盖4的外缘相匹配，在叉体部叉体的端部，通过圆孔与两个滑块44铰接连接。[0037] 此外，在进行注油补油时，在容纳腔2的顶部架设有支撑梁6，支撑梁6中心具有用于穿设补油管的通孔，在通孔的两侧对称位置设置有贯通螺孔，相比于图1中的现有技术中的方式，本申请中通过两根截断螺杆7取代了现有技术中的两根长直螺杆，截断螺杆7端部通过伸缩弹簧连接，并通过螺套8实现固定连接。[0038] 此外，在膨胀器3的顶部设置有液位传感器9。主动齿轮512、液位传感器9、电动伸缩杆521与外接plc连接。液位传感器9可以检测补油的高度，当液位传感器9检测到液面逐渐升高时，外接plc会控制电动伸缩杆逐渐恢复长度，同时控制主动齿轮512主动转动驱动晃动叉5转动，使膨胀器3从倾斜状态逐渐恢复直立，由此使膨胀器3在补油过程中，形成如图7所示的螺旋形晃动轨迹。[0039] 如图7所示为膨胀器中心点在晃动过程中的螺旋形轨迹图。当电动伸缩杆521将膨胀器拉至最靠外侧的倾斜位置时，此时膨胀器中心从O点被拉动至O’点，OO’的距离为电动伸缩杆的压缩量L，压缩量L与注油前液位传感器9检测到的油面高度差有关。设注油前油面距离膨胀器顶部高度差为h，则电动伸缩杆的初步压缩时的压缩量L与一定数值的高度差h一一对应。随着注油的进行，高度差h逐渐缩小趋近于零，此时通过外接plc控制电动伸缩杆的压缩量L逐渐减。県→0时，L→0，由此在外接plc内设定压缩量L是关于油面高度差h的函数：L=f（h）。[0040] 另一方面，外接plc控制主动齿轮512旋转，进而驱动晃动叉5围绕膨胀器进行旋转，膨胀器旋转晃动的速度与晃动叉5的旋转速度一致，设定晃动叉5的旋转速度为S，则当开始注油晃动叉开始旋转时，初始的旋转速度S同样与注油前液位传感器9检测的油面高度差h有关，初始的旋转速度S的数值与初始的油面高度差h的数值一一对应。随着注油的进行，高度差h逐渐缩小趋近于零，此时通过外接plc控制主动齿轮512驱动晃动叉5旋转的速度S逐渐减。県→0时，S→0，由此在外接plc内设定晃动叉5旋转的速度S是关于油面高度差h的函数：S=f（h）。[0041] 通过上述使电动伸缩杆压缩量L与膨胀器旋转速度S与油面高度差h相关，保证了随着注油的行进，在油面逐渐升高时，膨胀器的晃动幅度和晃动速度逐渐减。佣缺Ｖち丝掌呐懦，也避免了油液因晃动而溢出的风险。[0042] 根据以上晃动装置的设定，当本申请的膨胀器进行补油时，采用以下步骤：[0043] S1，将支撑梁架设在容纳腔的顶部，然后通过螺套将截断螺杆进行锁定，最后将截断螺杆穿过支撑梁上的贯通螺孔后，一端锁定在顶盖上的锁定螺孔内；[0044] S2，旋转两根截断螺杆，将膨胀器拉升至标准高度后，手动调节滑环的高度使其与顶盖的高度一致，然后通过锁定装置将滑环的位置进行锁定；[0045] S3，松开截断螺杆上的螺套，通过PLC调节电动伸缩杆的长度，使膨胀器顶部倾斜；[0046] S4，对注油管注油进行膨胀器补油操作，同时通过plc控制主动齿轮驱动转动，使晃动叉绕膨胀器转动，同时在转动过程中通过液面传感器检测油位高度，通过plc控制电动伸缩杆随油位升高逐步恢复长度，当补油结束时，停止转动晃动叉。[0047] 根据上述的晃动装置和方法步骤，可以在补油时，通过plc自动控制旋转晃动叉即可实现膨胀器的稳定晃动，使膨胀器可以以稳定的倾斜角度和距离稳定的晃动，提高了注油时的安全性的便利性。螺旋形晃动轨迹的设置，可以使膨胀器3在补油过程中，随着油位的升高逐渐减小晃动幅度，避免了绝缘油的洒出和空气的溶解，同时，主动齿轮的设置替代了认为的转动晃动叉的操作，提高了晃动过程的稳定性。[0048] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

专利地区：河北

专利申请日期：2022-08-17

专利公开日期：2024-11-12

专利公告号：CN115394529B