CN102760567A - 一种具有环氧屏蔽筒的高压互感器及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有环氧屏蔽筒的高压互感器及其制作方法，该高压互感器包括一次绕组，二次绕组和铁芯，其特征在于，所述一次绕组外侧套置有环氧筒，所述环氧筒的内外表面均匀涂布有半导体漆，以利形成一次绕组的环氧屏蔽筒。该高压互感器的环氧屏蔽筒成本低廉，而且环氧屏蔽筒及半导体漆存储方便，市面上可以小批量的购买，可以做到随做随用，控制互感器的加工成本和产出效率，同时能够有效的优化电场分布，保证了一、二次绕组之间距离而不被击穿，很明显地延长绝缘材料的使用寿命，使设备的运行更加安全可靠。

Description

一种具有环氧屏蔽筒的高压互感器及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种高压互感器，尤其是一种具有环氧屏蔽筒的高压互感器及其制作方法。

背景技术

目前大部分JDZ9-35户内电压互感器采用浇注单级式结构型，即一次绕组和二次绕组绕在同一个铁芯心柱。互感器绝缘设计其中一关键问题就是互感器内部的场强优化，由于电压互感器内部结构复杂，体积小，当中有很多杂散电容以及生产工艺残留的一些空气气泡，为了使内部场强尽可能低，理想化的就是均衡电场，所以互感器的内部无论是一次对地还是一次对二次都需要优化成近似的均衡电场，为了实现这个功能，互感器内部要进行多种方法的屏蔽，其中一项就是在一次绕组与二次绕组、铁芯之间采用屏蔽筒。由于互感器内部全部采用环氧树脂真空浇注，各介质间没有沿表面放电的问题，屏蔽筒需要具有足够的内径，使得一次绕组与二次绕组、铁芯具有足够的距离以供填充环氧树脂来保证主绝缘，保证能够耐受住工频耐压和雷电冲击的考验，同时满足树脂层能够在额定电压下长期运行的要求。互感器二次绕组绕制在铁芯上，同时采用聚酯海绵包扎防止树脂浇注时收缩挤压坏铁芯，然后采用半导体皱纹纸进行二次屏蔽包扎，同时又近似为圆滑过渡的圆形结构，再将屏蔽纸可靠接地，这样就将二次线、铁芯、缓冲材料以及材料间的空气杂质屏蔽在半导体皱纹纸内，而一次绕组线径较细，匝数多，需要一个固定的支撑筒来固定，早期的电压互感器生产时就采用较厚的纸板来支撑，但是由于浇注温度高，纸筒固定不牢靠，经常发生一次对地击穿的现象，产品的合格率很低。后期一些大的专业互感器公司又采用聚酯非织布管H264-1浸半导体漆，然后制作成半导体筒，此产品最大优点在于：纵向强度高，较好的柔软性和浸渍渗透性，较高的耐热性。但是在现在市面上制作此半导体筒厂家相对比较少，而且需要订购时要求采购量大，但是互感器应用较少，相对占用库存多，而且此产品不能长久存储，单位价格相对比较贵，这样电压互感器的生产成本很高。为了保证性能不受影响又可降低成本的情况下，且可量产，特为研发了环氧屏蔽筒。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有环氧屏蔽筒的高压互感器及其制作方法，该高压互感器能够有效的优化电场分布，保证了一、二次绕组之间距离而不被击穿，很明显地延长绝缘材料的使用寿命，使设备的运行更加安全可靠。

本发明的技术方案在于：一种具有环氧屏蔽筒的高压互感器，包括一次绕组，二次绕组和铁芯，所述一次绕组绕至于环氧筒上，所述环氧筒的内外表面均匀涂布有半导体漆，以利形成一次绕组的环氧屏蔽筒。

在一实施例中，所述一次绕组分成A、B两段，且其上分别设置有高压进线端子A端和高压出线端子B端，所述铁芯上包扎有缓冲材料，所述二次绕组、铁芯以及缓冲材料外侧包覆有半导体屏蔽纸。

在一实施例中，所述一次绕组设置成阶梯宝塔形。

在一实施例中，所述一次绕组A、B两段的外周部设置有均压环。

本发明的另一技术方案在于：一种具有环氧屏蔽筒的高压互感器的制造方法，其特征在于，按以下步骤进行：

（1）二次绕组绕至于铁芯的心柱，制作二次绕组；

（2）采用聚酯海绵等缓冲材料包扎铁芯及二次绕组；

（3）根据需要，切割环氧筒，并把半导体漆均匀的涂于环氧筒内外表面，制成环氧屏蔽筒；

（4）将上述的环氧屏蔽筒套置在二次绕组的外侧，并用工装夹具固定；

（5）将一次绕组绕至于环氧屏蔽筒上，并固定好均压环和引出线。

本发明的优点在于：该屏蔽筒成本低廉，而且环氧筒及半导体漆存储方便，市面上可以小批量的购买，可以做到随做随用，控制互感器的加工成本和产出效率，同时能够有效的优化电场分布，保证了一、二次绕组之间距离而不被击穿，很明显地延长绝缘材料的使用寿命，使设备的运行更加安全可靠。

附图说明

图1为本发明的电压互感器绕组结构示意图。

标号说明：1－高压进线端子A端   2－高压出线端子B端  3－一次绕组  4－均压环   5－环氧屏蔽筒  6－屏蔽纸  7－二次绕组  8－铁芯  9－电场  10－电场。

具体实施方式

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下，但本发明并不限于此。

如图1，一次绕组3分A、B两段，且其上分别设置有高压进线端子A端1和高压出线端子B端2，整个互感器内部电场分布都不均匀，都要做类似的屏蔽措施，比如增加均压环4改善互感器端部的电场等，而互感器内部唯一可以近似平行电场的就是一次绕组的环氧屏蔽筒5和二次绕组的屏蔽纸6之间的电场10，环氧屏蔽筒5可以有效让电场变得比较圆滑，筒内的电场10处于光滑圆柱平面内。屏蔽纸6将二次绕组7和铁芯8，以及缓冲材料都屏蔽起来接地，使得一次对二次和一次对地的电场9、10都集中在环氧筒5和半导体纸6之间，同时二次绕组7表面又近似为圆滑过渡的圆形结构，与环氧屏蔽筒5构成同心圆圆柱，使得一、二次绕组之间可产生近似平行电场10，使得此处的电场强度较低。这样利用等电位的原理成功利用半导体环氧筒将一次对地和一次对二次复杂的电场变成平行电场，电场强度低，此时只要控制好一二次之间的绝缘距离，就能够保证产品的安全可靠。下面通过计算的方式来说明，常规下电场结构都是很不均匀的，无法用定量的计算方法，只用通过以上方式近似轴对称电场来计算，由于电压互感器为浇注式互感器，绝缘层都为环氧树脂为绝缘介质，近似地认为介电常数相等，则可按下式计算最大电场强度：

,V/mm                                       （1）

式中：U工频试验电压，V；  R二次绕组外半径，mm； d一、二次绕组间的绝缘厚度（同心圆圆柱间厚度），mm。

由公式可知，在工频试验电压U下，二次绕组外半径R当结构一定是时固定值，当绝缘厚度d越大，最大电场强度E_max越小，即均衡电场场强越小。另外，若树脂绝缘层中存在气隙，在其他条件（气隙大小、电压等）相同的情况下，此气隙所受到的电场强度越小，越不容易发生击穿的现象，从而提高局部绝缘水平，如果不近似成轴极对称的均衡电场仍需要计算，也可以近似成平行圆柱导体间的最大场强计算：

,V/mm                                （2）

式中 U为测试电压，V；d₁为一次对地的直线距离，mm；R₁为一次高压处的半径，mm。

在公式（2）中，计算E_max时，R₁很小，比如尖端毛刺，这样计算最大电场强度远远大于均衡电场的场强。如果需要降低E_max，就需要将一次对地的直线距离d₁变成很大，但在生产过程中受体积、结构等多方面的影响，绝缘厚度d不能无限大，实际生产中选取最合适的绝缘厚度d，同时要满足计算最大电场强度E_max不大于环氧树脂的许用场强E（最大工作相电压下允许场强）。才能真正保证产品的可靠性。

电压互感器环氧树脂在凝固、固化时具有很强收缩性，为了确保一、二之间形成周极对称均衡电场，环氧屏蔽筒具备很强的抗拉伸强能力，并具有一定的延伸率。为此选择环氧屏蔽筒不仅具备此两项性能，还有很好的浸渍渗透性，半导体漆涂刷高温下不掉漆，而且涂刷后使筒表面更光滑、均匀，从而促进电场的改善。另外，环氧绝缘筒具有较好的柔软性和耐热性，基材厚度具有选择性，有效的便于生产。从而实现：一次绕组对二次绕组及地有效的降低场强，提高局部放电水平，同时可以经济化生产。

Claims (5)

1.一种具有环氧屏蔽筒的高压互感器，包括一次绕组，二次绕组和铁芯，其特征在于，所述一次绕组绕至于环氧筒上，所述环氧筒的内外表面均匀涂布有半导体漆，以利形成一次绕组的环氧屏蔽筒。

2.根据权利要求1所述的具有环氧屏蔽筒的高压互感器，其特征在于，所述一次绕组分成A、B两段，且其上分别设置有高压进线端子A端，高压出线端子B端，所述铁芯上包扎有缓冲材料，所述二次绕组、铁芯以及缓冲材料外侧包覆有半导体屏蔽纸。

3.根据权利要求1所述的具有环氧屏蔽筒的高压互感器，其特征在于，所述一次绕组设置成阶梯宝塔形。

4.根据权利要求1 、2或3所述的具有环氧屏蔽筒的高压互感器，其特征在于，所述一次绕组A、B两段的外周部设置有均压环。

5.一种具有环氧屏蔽筒的高压互感器的制造方法，其特征在于，按以下步骤进行：

（1）二次绕组绕至于铁芯的心柱，制作二次绕组；

（2）采用聚酯海绵等缓冲材料包扎铁芯及二次绕组；

（3）根据需要，切割环氧筒，并把半导体漆均匀的涂于环氧筒内外表面，制成环氧屏蔽筒；

（4）将上述的环氧屏蔽筒套置在二次绕组的外侧，并用工装夹具固定；

（5）将一次绕组绕至于环氧屏蔽筒上，并固定好均压环和引出线。

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