CN102376430A - 一种电压互感器高压线圈及其制备方法 - Google Patents

一种电压互感器高压线圈及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电压互感器高压线圈及其制备方法，包括骨架、导线、薄膜；所述骨架上绕有线圈；相邻导线层之间绕有2～6层薄膜；外层导线的缠绕圈数较相邻的内层导线的缠绕圈数递减1～2圈。本发明通过对导线排列方式的改进、导线线径的选取、以及对导线和薄膜卷绕时张力的合理控制，有效地防止了线圈鼓包、松动、薄膜和导线发生窜动的现象。整个线圈截面采用了幅宽由下到上逐层递减的梯形层式绝缘结构，此结构绝缘结构合理、紧凑，体积小，电场分布均匀，线圈机械强度高，使得线圈在装配、运输和使用过程不容易受外力影响而变形，保证了高压线圈的机械和电气绝缘性能稳定性和可靠性。

Description

一种电压互感器高压线圈及其制备方法
【技术领域】
本发明属于高压电器领域，涉及一种电压互感器及其制备方法，尤其是一种电压互感器高压线圈及其制备方法。
【背景技术】
电压互感器作为电力系统高压设备中重要组成器件之一，分为测量用和保护用两种。在高压、超高压电力系统中，普遍使用的电磁式电压互感器，采用单级式结构，系统中的高压全部由高压线圈承担。因此，电压互感器高压线圈几何尺寸很大，尤其是线圈径向尺寸。若线圈卷绕过程中漆包线排列、薄膜卷绕不平整，线圈出现鼓包、皱褶等现象，不仅影响产品的电气绝缘性能，而且还可能在生产和运输过程引起线圈轴向窜动，降低产品的运行可靠性。缺陷严重时，甚至引起产品爆炸，严重影响了系统运行安全。为了避免以上隐患对电力系统造成的不必要损失和运行安全，针对现有高压线圈卷绕工艺进行研究和改进是十分必要和迫切的。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种电压互感器高压线圈及其制备方法，以满足电力系统安全运行的需求。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种电压互感器高压线圈，包括骨架、导线、薄膜；所述骨架上绕有线圈；导线采用漆包圆铜线；所述线圈由导线绕成，相邻导线层之间绕有2～6层薄膜；线圈外周缠绕有若干层薄膜；外层导线的缠绕圈数较相邻的内层导线的缠绕圈数递减1～2圈。
绕完一层导线后再在其上缠绕薄膜。
线圈由导线沿骨架轴线呈S形左右往复绕制而成。
薄膜为PET聚酯薄膜。
一种电压互感器高压线圈的制备方法，包括以下步骤：
1)、先用薄膜在骨架外表面卷绕；
2)、将漆包线用电工胶带固定在薄膜上；
3)、留出一段漆包线作线圈低压端引出线；
4)、用漆包线沿骨架轴向均匀绕制线圈，绕完一层导线后再在其上缠绕2～6层薄膜，然后再继续绕制下一层；
5)、漆包线达到规定的圈数后，在其外部包绕薄膜；
6)、将漆包线末端引出作高压端引线；
7)、将绕好的线圈放进烘箱中，在固化温度100℃的条件下固化6小时，进行烘干固化处理。
步骤1)中薄膜卷绕层数为3层；所述步骤2)中漆包线起头部位距离薄膜端部30mm；所述步骤3)中低压端引出线的长度为200mm。
所述步骤4)中漆包线沿骨架轴向呈S形左右往复卷绕，导线节距0.3mm，线圈卷绕时漆包线张力控制在1.8～3N，分若干层均匀排列，每2层漆包线间包绕2～6层薄膜。
步骤4)中外层导线的缠绕圈数较相邻的内层导线的缠绕圈数递减1～2圈。
步骤6)中高压端引出线的长度为300mm；步骤5)中漆包线外部包绕10层薄膜(5)。
薄膜为PET聚酯薄膜。
相对于现有技术，本发明具有以下优点：漆包线的线径、排列方式和张力控制是影响电压互感器高压线圈卷绕质量的主要因素。若导线直径过大，则卷绕时需要较大的张紧力，而张紧力过大，线圈层间绝缘用薄膜则容易产生皱褶、鼓包和受损，导线外层绝缘漆膜也容易受损。若导线太细，则卷绕时所需张紧力较小，而张紧力过小，线圈层间绝缘用薄膜则松弛，线圈中导线和薄膜容易产生滑动，使产品电气和机械性能下降。另外，导线排列不合理，也容易引起线圈皱褶和鼓包现象，从而影响线圈的卷绕质量和产品的运行可靠性。因此，选择合适线径的导线，以及合理的导线排列方式就显得十分重要。
电压互感器高压线圈设计尺寸随所承受电压不同而不同，电压等级越高，线圈径向和轴向尺寸越大。为减小线圈尺寸，本发明采用了幅宽由下到上逐层递减的“梯形”层式绝缘结构。
导线卷绕采用沿线圈轴向呈“S”形轨迹均匀排列方式，即每层导线只有在绕完规定的圈数后，才能进行下一层的卷绕，每2层导线间包绕2～6层薄膜，以达到将层间电压隔离，起到电气绝缘的目的。导线选用Φ0.14～0.3mm高强度漆包圆铜线，拉伸强度适宜。线圈卷绕时导线张力控制在1.8～3N。薄膜采用PET聚酯薄膜，电气性能优良、加热固化后有很高的机械强度。以上措施，解决了线圈卷绕时鼓包、薄膜皱褶、线圈松动和轴向滑移现象，满足了对线圈电气、机械性能和三维运输冲击加速度不小于5G的要求。此结构线圈在装配和转运过程中不易受到外力影响而变形，保证了线圈性能稳定、可靠。
本发明通过对导线排列方式的改进、导线线径的选取、以及对导线和薄膜卷绕时张力的合理控制，有效地防止了线圈鼓包、松动、薄膜和导线发生窜动的现象。整个线圈截面采用了幅宽由下到上逐层递减的“梯形”层式绝缘结构。此结构的线圈绝缘结构合理、紧凑，体积小，电场分布均匀，线圈机械强度高，使得线圈在装配、运输和使用过程不容易受外力影响而变形，保证了高压线圈的机械和电气绝缘性能稳定性和可靠性。
【附图说明】
图1为本发明的线圈主视图；
图2为本发明的线圈左视图；
图3为本发明的线圈包扎主视图；
图4为本发明的线圈包扎左视图；
图5为本发明的线圈导线排列图；
其中：1为高压引出线；2为低压引出线；3为骨架；4为导线；5为薄膜。
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
请参阅图1至图5所示，本发明一种电压互感器高压线圈，包括骨架3、导线4、薄膜5；骨架上3绕有线圈；导线4采用漆包圆铜线；薄膜5采用PET聚酯薄膜，卷绕在2层导线4之间，以及线圈的最外层和最里层；薄膜5绝缘强度高，耐SF6气体及其分解物腐蚀。
本发明电压互感器高压线圈的制备方法，按照如下步骤：
(1)先用薄膜5在骨架3外表面卷绕；
(2)将漆包线4用电工胶带固定在薄膜5上。
(3)留出足够长度的漆包线4作线圈低压端引出线2用；
(4)用漆包线4沿骨架3轴向均匀绕制线圈，每2层漆包线间包绕薄膜5。
(5)漆包线4达到规定的圈数后，在其外部包绕薄膜5。
(6)将漆包线4末端引出作高压端引线1用。
(7)对绕好的线圈放进烘箱中，进行烘干固化处理。
所述步骤(1)薄膜5卷绕层数为3层。
所述步骤(2)漆包线4起头部位距离薄膜端部30mm。
所述步骤(3)低压端引出线长度200mm。
所述步骤(4)漆包线4沿骨架3轴向呈“S”形左右往复，分若干层均匀排列，每2层漆包线4间包绕2～6层薄膜5。
所述步骤(5)漆包线4外部包绕10层薄膜5。
所述步骤(6)高压端引出线长度300mm。
所述步骤(7)线圈固化温度100℃，6小时。
实施例1：先用薄膜5在骨架3外表面卷绕3层，将导线4距离薄膜5端部30mm处用电工胶带固定在薄膜5上，引出长度200mm作低压端引出线2用；为避免线圈卷绕时发生皱褶、鼓包，将导线4卷绕采用沿线圈轴向呈“S”形轨迹均匀排列方式，即每层导线只有在绕完规定的圈数后，才能进行下一层的卷绕，每2层导线间包绕2～6层薄膜5，以满足层间绝缘要求；现有技术中，每层绕一半圈数的导线，卷绕两层薄膜，然后再绕另一半圈数的导线，然后再绕两层薄膜，这样在中间处线圈容易鼓包、松动、薄膜和导线发生窜动；本发明每层导线只有在绕完规定的圈数后，才能进行下一层的卷绕，每2层导线间包绕2～6层薄膜5；这样不但省薄膜，而且线圈不会出现鼓包、松动、薄膜和导线发生窜动的现象。卷绕线圈时，外层导线的圈数较相邻的内层导线的圈数递减1～2圈，这样卷绕完成后的线圈截面呈梯形，相对于现有技术相邻层导线呈台阶状，可以使电场分布更加均匀。卷绕完规定圈数后，再包绕10层薄膜5，并在规定位置打孔将导线引出300mm作高压引出线1用。对绕好的线圈放进烘箱中，进行烘干固化处理，线圈固化温度100℃，6小时。导线4选用Φ0.14～0.3mm高强度漆包圆铜线，拉伸强度适宜，线圈卷绕时导线4张力控制在1.8～3牛顿，导线节距0.3mm。以上措施，有效的提高了导线4排列平整度、松紧度，以及薄膜5卷绕的平整度、松紧度，解决了线圈卷绕时鼓包、薄膜皱褶、线圈松动和轴向滑移现象，满足了对线圈电气性能、机械性能和三维运输冲击加速度不小于5G的要求。
对本发明所制备的电压互感器线圈进行验证试验，采用GB1207-2006《电磁式电压互感器》和工厂、电力行业标准对产品电气、机械运输性能进行验证。主要试验项目为感应耐压试验、局部放电测量、雷电冲击试验、运输颠震试验。由于电磁式电压互感器有磁饱和现象，因此，进行感应耐压试验、局部放电测量时，使用100～150Hz变频电源进行试验。运输颠震试验用专用颠震平台和三维冲撞记录仪进行试验、测量，以达到标准对线圈必须满足三维冲击加速度不小于5G的要求。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (10)

1.一种电压互感器高压线圈，其特征在于：包括骨架(3)、导线(4)、薄膜(5)；所述骨架(3)上绕有线圈；导线(4)采用漆包圆铜线；所述线圈由导线(4)绕成，相邻导线层之间绕有2～6层薄膜(5)；线圈外周缠绕有若干层薄膜(5)；外层导线的缠绕圈数较相邻的内层导线的缠绕圈数递减1～2圈。
2.如权利要求1所述一种电压互感器高压线圈，其特征在于：绕完一层导线(4)后再在其上缠绕薄膜(5)。
3.如权利要求1所述一种电压互感器高压线圈，其特征在于：线圈由导线(4)沿骨架(3)轴线呈S形左右往复绕制而成。
4.如权利要求1所述一种电压互感器高压线圈，其特征在于：薄膜(5)为PET聚酯薄膜。
5.一种电压互感器高压线圈的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)、先用薄膜(5)在骨架(3)外表面卷绕；
2)、将漆包线(4)用电工胶带固定在薄膜(5)上；
3)、留出一段漆包线(4)作线圈低压端引出线(2)；
4)、用漆包线(4)沿骨架(3)轴向均匀绕制线圈，绕完一层导线(4)后再在其上缠绕2～6层薄膜(5)，然后再继续绕制下一层；
5)、漆包线(4)达到规定的圈数后，在其外部包绕薄膜(5)；
6)、将漆包线(4)末端引出作高压端引线(1)；
7)、将绕好的线圈放进烘箱中，在固化温度100℃的条件下固化6小时，进行烘干固化处理。
6.如权利要求5所述的一种电压互感器高压线圈的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中薄膜(5)卷绕层数为3层；所述步骤2)中漆包线(4)起头部位距离薄膜(5)端部30mm；所述步骤3)中低压端引出线(2)的长度为200mm。
7.如权利要求5所述的一种电压互感器高压线圈的制备方法，其特征在于：所述步骤4)中漆包线(4)沿骨架(3)轴向呈S形左右往复卷绕，导线节距0.3mm，线圈卷绕时漆包线(4)张力控制在1.8～3N，分若干层均匀排列，每2层漆包线间包绕2～6层薄膜。
8.如权利要求5所述的一种电压互感器高压线圈的制备方法，其特征在于：步骤4)中外层导线的缠绕圈数较相邻的内层导线的缠绕圈数递减1～2圈。
9.如权利要求5所述的一种电压互感器高压线圈的制备方法，其特征在于：步骤6)中高压端引出线(1)的长度为300mm；步骤5)中漆包线(4)外部包绕10层薄膜(5)。
10.如权利要求5所述的一种电压互感器高压线圈的制备方法，其特征在于：薄膜(5)为PET聚酯薄膜。
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