CN104157437B - 一种容性阻抗环氧树脂浇注绝缘电磁式电压互感器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种容性阻抗环氧树脂浇注绝缘电磁式电压互感器，其特征在于，采用高介电常数的层间绝缘；采用高介电常数的环氧树脂混合料；增大高低压静电屏的面积，其分布电容可达到300‑500pF，在带有感性负荷的情况下互感器仍呈容性。产品包括铁心、绕线骨架、二次绕组、内静电屏、层间绝缘、外静电屏和一次绕组，铁心窗口的中部设有绕线骨架，绕线骨架上由里到外依次绕有二次绕组和一次绕组，一次绕组内侧设有内静电屏，一次绕组的外侧设有外静电屏，一次绕组的层间设有层间绝缘，所述的铁心、绕线骨架、二次绕组、内静电屏、层间绝缘、外静电屏和一次绕组皆设于环氧树脂混合浇注材料层中。本发明互感器可在2.5倍额定电压下正常运行，基本避免了铁心饱和，并避开了铁磁谐振区域。
Description
技术领域
本发明涉及一种容性阻抗环氧树脂浇注绝缘电磁式电压互感器。
背景技术
目前输配电电力系统中，由于电压互感器是非线性的感性负荷，其电感值L随外界电参数的变化而改变。当出现激发条件时，会与系统中母线对地电容C形成LC谐振，包括并联谐振和串联谐振，统称为铁磁谐振。铁磁谐振常常造成熔断器熔断或电压互感器烧毁。
如果电压互感器是一容性的负荷，则不会与系统中的对地电容产生LC谐振，能比较好地抑制铁磁谐振现象的发生。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够较好地抑制铁磁谐振现象发生的容性阻抗环氧树脂浇注绝缘电磁式电压互感器。
为了达到上述目的，本发明提供了一种容性阻抗环氧树脂浇注绝缘电磁式电压互感器，其特征在于，包括铁心、绕线骨架、二次绕组、内静电屏、层间绝缘、外静电屏和一次绕组，铁心窗口的中部设有绕线骨架，绕线骨架上由里到外依次绕有二次绕组和一次绕组，一次绕组内侧设有内静电屏，一次绕组的外侧设有外静电屏，一次绕组的层间设有层间绝缘，所述的铁心、绕线骨架、二次绕组、内静电屏、层间绝缘、外静电屏和一次绕组皆设于环氧树脂混合浇注材料层中；所述的层间绝缘在室温及电源频率为10kHz的条件下的相对介电常数为10-40；所述的环氧树脂混合浇注材料层在室温及电源频率为10kHz的条件下的相对介电常数为10-40。
优选地，所述的环氧树脂混合浇注材料层与层间绝缘的在室温及电源频率为10kHz的条件下的相对介电常数之差为0.5-1。
优选地，所述的层间绝缘采用PI/BaTiO3纳米复合材料薄膜材料。
优选地，所述的环氧树脂混合浇注材料层由将环氧树脂混合料与500-800目石墨粉材料按照重量比100∶2-5混合后，在全真空条件下80-110℃浇注成型得到。
优选地，所述的铁心的额定磁通密度为0.5T-0.6T。
优选地，所述的二次绕组和一次绕组的绕线层数分别为2-4和50-90。
优选地，所述的内静电屏和外静电屏的面积分别为400cm2-500cm2和500cm2-600cm2。
优选地，所述的二次绕组和一次绕组采用同心圆筒式结构。
优选地，所述的外静电屏的两端设有均压环。
更优选地，所述的均压环的半径r为4mm-6mm。
优选地，所述的一次绕组采用分级宝塔式结构。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明在传统的电磁式电压互感器的基础上，采用高介电常数的层间绝缘材料，并提高主绝缘材料的介电常数，显著地增加了互感器的对地电容；同时还保证了产品内部电场分布均匀，减少局部放电。本发明互感器可在2.5倍额定电压下正常运行，基本避免了铁心饱和，并避开了铁磁谐振区域。
2、本发明还采用了降低磁密，增加绕线层数，加大高、低压静电屏的面积等技术手段，进一步地增加了互感器的对地电容，所得产品总电容可以达到300pF-500pF。
3、本发明中高、低压绕组采用同心圆筒式结构，低压(二次)绕组靠近铁心，在低压绕组外绕高压(一次)绕组，可以保证测量级的准确性，降低漏电抗，增大测量级极限输出。
4、本发明增大了均压环的半径，既改善电场分场，也增大了分布电容。高压绕组采用分级宝塔式结构，可以改善电场分布。
6、本发明采用高介电常数的复合绝缘材料作为层间绝缘，以增大线圈层间电容。
7、本发明为增加互感器对地电容，在高压静电屏两端设均压环。
附图说明
图1为容性阻抗环氧树脂浇注绝缘电磁式电压互感器结构示意图。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并作详细说明如下。
实施例
如图1所示，为容性阻抗环氧树脂浇注绝缘电磁式电压互感器结构示意图，所述的容性阻抗环氧树脂浇注绝缘电磁式电压互感器包括铁心1、绕线骨架3、二次绕组4、内静电屏5、层间绝缘6、外静电屏7、均压环8和一次绕组9，铁心1窗口的中部设有绕线骨架3，绕线骨架3上由里到外依次绕有二次绕组4和一次绕组9，所述的一次绕组9采用分级宝塔式结构。一次绕组9内侧设有内静电屏5，一次绕组9的外侧设有外静电屏7，所述的外静电屏7的两端设有均压环8。一次绕组9的层间设有层间绝缘6，所述的铁心1、绕线骨架3、二次绕组4、内静电屏5、层间绝缘6、外静电屏7、均压环8和一次绕组9皆设于环氧树脂混合浇注材料层2中。
所述的层间绝缘6采用PI/BaTiO3纳米复合材料薄膜材料，当填料含量为50％时，在室温(20℃)、电源频率为10kHz的条件下复合材料的介电常数和介电损耗分别为35和0.0082。所述的环氧树脂混合浇注材料层2的在室温(20℃)、电源频率为10kHz的条件下相对介电常数为35。所述的铁心1采用高饱和点硅钢片，额定磁通密度为0.6T。所述的二次绕组4和一次绕组9的绕线层数分别为4和70。所述的内静电屏5和外静电屏7的面积分别为500cm2和600cm2。所述的二次绕组4和一次绕组9采用同心圆筒式结构。所述的均压环8的半径r为6mm。
制作时，按图1装配好铁心1、绕线骨架3、二次绕组4、内静电屏5、层间绝缘6、外静电屏7、均压环8和一次绕组9后，将环氧树脂混合料(上海雄润HE-5276)与500-800目石墨粉材料按照重量比100∶2混合后，在全真空条件下110℃浇注成型，所得产品总电容可以达到500pF。
下表为互感器容性特征测试数据，基本方法是在一定电压范围内测试电压互感器再一次侧的导纳，如果电纳值为正，则证明互感器是容性阻抗。
表1 导纳测量数据表(从A-N端测量，工频50Hz)
由表1可以看出，在工频50Hz下，计量、测量绕组分别带有30VA额定负荷(COSφ＝0.8(滞后))及20％-250％U1N电压范围内，本互感器呈容性。
Claims (8)
1.一种容性阻抗环氧树脂浇注绝缘电磁式电压互感器，其特征在于，包括铁心（1）、绕线骨架（3）、二次绕组（4）、内静电屏（5）、层间绝缘（6）、外静电屏（7）和一次绕组（9），铁心（1）窗口的中部设有绕线骨架（3），绕线骨架（3）上由里到外依次绕有二次绕组（4）和一次绕组（9），一次绕组（9）内侧设有内静电屏（5），一次绕组（9）的外侧设有外静电屏（7），一次绕组（9）的层间设有层间绝缘（6），所述的铁心（1）、绕线骨架（3）、二次绕组（4）、内静电屏（5）、层间绝缘（6）、外静电屏（7）和一次绕组（9）皆设于环氧树脂混合浇注材料层（2）中；所述的层间绝缘在室温及电源频率为10 kHz的条件下的相对介电常数为10-40；所述的环氧树脂混合浇注材料层在室温及电源频率为10 kHz的条件下的相对介电常数为10-40；所述的层间绝缘采用PI/BaTiO3纳米复合材料薄膜材料；所述的环氧树脂混合浇注材料层由将环氧树脂混合料与500-800目石墨粉材料按照重量比100：2-5混合后，在全真空条件下80-110℃浇注成型得到。
2.如权利要求1所述的容性阻抗环氧树脂浇注绝缘电磁式电压互感器，其特征在于，所述的环氧树脂混合浇注材料层（2）与层间绝缘（6）在室温及电源频率为10 kHz的条件下的相对介电常数之差为0-1。
3.如权利要求1所述的容性阻抗环氧树脂浇注绝缘电磁式电压互感器，其特征在于，所述的铁心（1）的额定磁通密度为0.5T-0.6T。
4.如权利要求1所述的容性阻抗环氧树脂浇注绝缘电磁式电压互感器，其特征在于，所述的二次绕组（4）和一次绕组（9）的绕线层数分别为2-4和50-90。
5.如权利要求1所述的容性阻抗环氧树脂浇注绝缘电磁式电压互感器，其特征在于，所述的内静电屏（5）和外静电屏（7）的面积分别为400cm2-500cm2和500cm2-600cm2。
6.如权利要求1所述的容性阻抗环氧树脂浇注绝缘电磁式电压互感器，其特征在于，所述的二次绕组（4）和一次绕组（9）采用同心圆筒式结构。
7.如权利要求1所述的容性阻抗环氧树脂浇注绝缘电磁式电压互感器，其特征在于，所述的外静电屏（7）的两端设有均压环（8）。
8.如权利要求1所述的容性阻抗环氧树脂浇注绝缘电磁式电压互感器，其特征在于，所述的一次绕组（9）采用分级宝塔式结构。
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