CN106653328B - 电流互感器的一次端子均压结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了电流互感器的一次端子均压结构，属于电流互感器的技术领域，所述电流互感器的一次端子的外侧上设置有环形的均压网，所述环形的均压网所在平面齐平于一次端子的下端端面，所述环形的均压网自连接一次端子处向外延伸，电流互感器的一次端子经导线连接所述均压网，所述均压网上涂覆有环氧树脂涂料，所述均压网由导电材料制成。本发明的结构起到均匀电场、减少局部放电的作用，有效提高电流互感器的电气性能，延长电流互感器的使用寿命。

Description

电流互感器的一次端子均压结构

技术领域

本发明属于电流互感器的技术领域，具体涉及电流互感器的一次端子均压结构。

背景技术

35kV电流互感器的一次端子的矩形铜头角部容易产生对空气放电的现象，这不仅降低了电流互感器的电气性能，缩短了电流互感器的使用寿命，并且会造成电能的损失，还有可能造成事故的发生。针对现有35kV电流互感器的一次端子存在的不足，中国专利申请CN 202749216U提供了一种电流互感器防放电屏蔽装置，该装置包括一次端子和半导体层，一次端子和半导体层通过连接线连接，通过使一次端子的高压端和半导体层等电位连接，减小了高压端对低压端的放电，消除了电场中的悬浮电位，起到了屏蔽作用，但是该装置不能很好地使电场均匀分布，实际应用效果不理想。因此，有必要研发一种电流互感器的一次端子均压结构，起到均匀电场、减少局部放电的目的。

另外，在电流互感器中普遍使用环氧树脂涂料来浇注，然而在实际应用中，由于铜和环氧树脂的热膨胀系数不同，涂覆于铜上的环氧树脂在温差较大的户外环境下容易开裂、粉化、耐候性差，影响其绝缘性，并且环氧树脂在固化后还存在质脆、韧性差、耐热性差等缺点，也导致了电流互感器的使用寿命减短。

环氧树脂本身为热塑性的线性结构，需要加入固化剂，而环氧树脂固化剂的种类和结构很大程度上决定着固化行为、强度和韧性。直链结构型的聚醚胺具有柔性链段，链段构象多，赋予环氧树脂固化物一定的柔韧性和冲击强度，但同时会降低固化物拉伸强度；芳香族胺类固化剂具有刚性苯环结构，使环氧树脂固化物的力学性能大大提高，但是固化物的柔韧性差、较脆，表现为固化物的冲击强度低。因此，环氧树脂体系的强度和韧性常常是相互矛盾的，这也是该领域的一个难点和热点问题。

脂环族胺类固化剂具有饱和六元环结构，它具有与聚醚胺结构类似的特点，空间构象多、柔顺性好，同时又具有与芳香胺结构类似的特点，环状结构的刚性和强度，通过结构设计有望结合强度和韧性于一身。目前，常用的脂环族胺类固化剂为异佛尔酮二胺，异佛尔酮二胺的学名3-氨甲基-3,5,5-三甲基环己胺，分子式C₁₀H₂₂N₂，分子量170.3。异佛尔酮二胺的一个氨基通过甲基连接到环上，另一个直接连接在环上，这降低了氨基的反应活性，所以在室温下，异佛尔酮二胺与环氧树脂的反应缓慢，固化速率较慢、耗时，而利用水杨酸、苯酚、DMP-30的促进剂可使其完全固化。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的旨在提供一种电流互感器的一次端子均压结构，能有效减少电流互感器的一次端子局部放电。另外，为了延长该电流互感器的一次端子均压结构的使用寿命，本发明还提供了一种环氧树脂涂料，其同时具有高强度和高韧性，室温下固化时间短，并且耐候性和耐热性均得到增强。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

电流互感器的一次端子均压结构，电流互感器的一次端子的外侧上设置有环形的均压网，所述环形的均压网所在平面齐平于一次端子的下端端面，所述环形的均压网自连接一次端子处向外延伸，电流互感器的一次端子经导线连接所述均压网，所述均压网上涂覆有环氧树脂涂料，所述均压网由导电材料制成；

进一步的，所述均压网远离一次端子的外侧上设置有均压弹簧，所述均压弹簧由导电材料制成，并且均压弹簧上也涂覆有环氧树脂涂料。

进一步的，所述一次端子、均压网及均压弹簧均由铜制成。

进一步的，所述环氧树脂涂料由树脂组分和固化剂组分按照重量比(5～6):1混合制备而成，所述树脂组分由以下重量份计的原料组成：双酚A型环氧树脂40～50份、稀释剂5～10份、流平剂1～2份、消泡剂0.1～0.5份和填料40～50份；所述固化剂组分由以下重量份计的原料组成：异佛尔酮二胺45～50份、苯乙双胍5～8份和乙醇30～40份。

进一步的，所述双酚A型环氧树脂的环氧值为0.44mol/100g。

进一步的，所述稀释剂为正丁醇。

进一步的，所述流平剂为聚二甲基硅氧烷或甲基芳烷基硅氧烷。

进一步的，所述消泡剂为聚氧丙烯甘油醚。

进一步的，所述填料为钛白粉、滑石粉和石英粉中的至少一种。

进一步的，所述环氧树脂涂料通过以下方法制得：

S1、取配方量的双酚A型环氧树脂和稀释剂，混合后搅拌均匀，接着加入配方量的流平剂、消泡剂和填料，进行搅拌分散，得到树脂组分；

S2、取配方量的异佛尔酮二胺、苯乙双胍和乙醇，混合后搅拌均匀，得到固化剂组分；

S3、将所述树脂组分和固化剂组分按照重量比(5～6):1混合，调节pH值为5～6，在50～60℃下搅拌0.5～1h，制得环氧树脂涂料。

本发明电流互感器的一次端子均压结构应用于电流互感器的一次端子处，通过导线连接均压网，环形的均压网能有效均匀电场，达到减少一次端子处局部放电的目的，但是所述均压网为一平面网，其网边细，所以为了更进一步地加强均压网的作用效果，在所述均压网远离一次端子的外侧上还可设置均压弹簧，所述均压弹簧能增大边缘面积，加强均压效果。而均压网和均压弹簧均由导电材料铜制成。

为了提高本发明装置的安全性，所述均压网和均压弹簧上均需涂覆绝缘涂料，但是现有环氧树脂涂料存在着质脆、韧性差、耐热性和耐候性差等问题，会导致本发明装置的使用寿命减短，从而影响到其对电流互感器的一次端子的均压作用，进而导致电流互感器的使用寿命减短。为此，需要对现有环氧树脂涂料进行改进，而发明人意外地发现，以异佛尔酮二胺和苯乙双胍混合作为固化剂，并且结合在pH值为5～6的弱酸环境下、在50～60℃下加热搅拌可制得同时具有高强度和高韧性，室温下固化时间短，并且耐候性和耐热性均得到增强的环氧树脂涂料。本发明环氧树脂涂料不仅可涂覆于所述均压网和均压弹簧上作为绝缘涂料，也可用于电流互感器的浇注，可有效延长电流互感器的使用寿命。

因此，与现有技术相比，本发明的优势在于：本发明电流互感器的一次端子均压结构简单、实用，结构稳定、耐用，通过在一次端子周边加装均压结构，达到均匀电场、减少局部放电的目的，从而提高电流互感器的电气性能，延长电流互感器的使用寿命。

附图说明

图1为本发明电流互感器的一次端子均压结构的结构示意图。

附图标记：1-一次端子，2-均压网，3-均压弹簧，4-导线。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

实施例1、本发明电流互感器的一次端子均压结构

如图1所示，电流互感器的一次端子均压结构，电流互感器的一次端子1的外侧上设置有环形的均压网2，所述环形的均压网2所在平面齐平于一次端子1的下端端面，所述环形的均压网2自连接一次端子1处向外延伸，电流互感器的一次端子1经导线4连接所述均压网2，所述均压网2上涂覆有环氧树脂涂料，所述均压网2由导电材料制成；所述均压网2远离一次端子的外侧上设置有均压弹簧3，所述均压弹簧3由导电材料制成，并且其上涂覆有环氧树脂涂料；所述一次端子1、均压网2及均压弹簧3均由铜制成。

所述环氧树脂涂料由树脂组分和固化剂组分按照重量比5:1混合制备而成，所述树脂组分由以下重量份计的原料组成：双酚A型环氧树脂40kg、正丁醇5kg、聚二甲基硅氧烷1kg、聚氧丙烯甘油醚0.1kg和钛白粉50kg；所述双酚A型环氧树脂的环氧值为0.44mol/100g。所述固化剂组分由以下重量份计的原料组成：异佛尔酮二胺45kg、苯乙双胍8kg和乙醇30kg。

所述环氧树脂涂料通过以下方法制得：

S1、取配方量的双酚A型环氧树脂和正丁醇，混合后搅拌均匀，接着加入配方量的聚二甲基硅氧烷、聚氧丙烯甘油醚和钛白粉，进行搅拌分散，得到树脂组分；

S2、取配方量的异佛尔酮二胺、苯乙双胍和乙醇，混合后搅拌均匀，得到固化剂组分；

S3、将所述树脂组分和固化剂组分按照重量比5:1混合，调节pH值为5，在50℃下搅拌0.5h，制得环氧树脂涂料。

实施例2、本发明电流互感器的一次端子均压结构

如图1所示，电流互感器的一次端子均压结构，电流互感器的一次端子1的外侧上设置有环形的均压网2，所述环形的均压网2所在平面齐平于一次端子1的下端端面，所述环形的均压网2自连接一次端子1处向外延伸，电流互感器的一次端子1经导线4连接所述均压网2，所述均压网2上涂覆有环氧树脂涂料，所述均压网2由导电材料制成；所述均压网2远离一次端子的外侧上设置有均压弹簧3，所述均压弹簧3由导电材料制成，并且其上涂覆有环氧树脂涂料；所述一次端子1、均压网2及均压弹簧3均由铜制成。

所述环氧树脂涂料由树脂组分和固化剂组分按照重量比6:1混合制备而成，所述树脂组分由以下重量份计的原料组成：双酚A型环氧树脂50kg、正丁醇10kg、甲基芳烷基硅氧烷2kg、聚氧丙烯甘油醚0.5kg和石英粉40kg；所述双酚A型环氧树脂的环氧值为0.44mol/100g。所述固化剂组分由以下重量份计的原料组成：异佛尔酮二胺50kg、苯乙双胍5kg和乙醇40kg。

所述环氧树脂涂料通过以下方法制得：

S1、取配方量的双酚A型环氧树脂和正丁醇，混合后搅拌均匀，接着加入配方量的甲基芳烷基硅氧烷、聚氧丙烯甘油醚和石英粉，进行搅拌分散，得到树脂组分；

S2、取配方量的异佛尔酮二胺、苯乙双胍和乙醇，混合后搅拌均匀，得到固化剂组分；

S3、将所述树脂组分和固化剂组分按照重量比6:1混合，调节pH值为6，在60℃下搅拌1h，制得环氧树脂涂料。

实施例3、本发明电流互感器的一次端子均压结构

如图1所示，电流互感器的一次端子均压结构，电流互感器的一次端子1的外侧上设置有环形的均压网2，所述环形的均压网2所在平面齐平于一次端子1的下端端面，所述环形的均压网2自连接一次端子1处向外延伸，电流互感器的一次端子1经导线4连接所述均压网2，所述均压网2上涂覆有环氧树脂涂料，所述均压网2由导电材料制成；所述均压网2远离一次端子的外侧上设置有均压弹簧3，所述均压弹簧3由导电材料制成，并且其上涂覆有环氧树脂涂料；所述一次端子1、均压网2及均压弹簧3均由铜制成。

所述环氧树脂涂料由树脂组分和固化剂组分按照重量比6:1混合制备而成，所述树脂组分由以下重量份计的原料组成：双酚A型环氧树脂45kg、正丁醇8kg、甲基芳烷基硅氧烷1kg、聚氧丙烯甘油醚0.2kg和滑石粉45kg；所述双酚A型环氧树脂的环氧值为0.44mol/100g。所述固化剂组分由以下重量份计的原料组成：异佛尔酮二胺48kg、苯乙双胍6kg和乙醇36kg。

所述环氧树脂涂料通过以下方法制得：

S1、取配方量的双酚A型环氧树脂和正丁醇，混合后搅拌均匀，接着加入配方量的甲基芳烷基硅氧烷、聚氧丙烯甘油醚和滑石粉，进行搅拌分散，得到树脂组分；

S2、取配方量的异佛尔酮二胺、苯乙双胍和乙醇，混合后搅拌均匀，得到固化剂组分；

S3、将所述树脂组分和固化剂组分按照重量比6:1混合，调节pH值为5.5，在55℃下搅拌1h，制得环氧树脂涂料。

对比例1

与实施例3相比，本对比例的区别仅在于：所述固化剂组分由以下重量份计的原料组成：异佛尔酮二胺54kg、乙醇36kg。

对比例2

与实施例3相比，本对比例的区别仅在于：所述固化剂组分由以下重量份计的原料组成：苯乙双胍54kg、乙醇36kg。

对比例3

与实施例3相比，本对比例的区别仅在于：所述固化剂组分由以下重量份计的原料组成：异佛尔酮二胺27kg、苯乙双胍27kg和乙醇36kg。

对比例4

与实施例3相比，本对比例的区别仅在于：S3、将所述树脂组分和固化剂组分按照重量比6:1混合，调节pH值为7，在55℃下搅拌1h，制得环氧树脂涂料。

对比例5

与实施例3相比，本对比例的区别仅在于：S3、将所述树脂组分和固化剂组分按照重量比6:1混合，调节pH值为5.5，在70℃下搅拌1h，制得环氧树脂涂料。

试验例

取实施例1～3和对比例1～5制得的环氧树脂涂料，对其性能进行检测，结果如下表：

干燥性：涂刷2道，温度25±2℃，相对湿度60％；

拉伸强度：GB/T 2567-2008《树脂浇铸体性能试验方法》；

断裂伸长率：GB/T 2567-2008《树脂浇铸体性能试验方法》；

玻璃化转变温度：样品固化后，研成粉末，用Perkin-ElmerDSC-2C型热分析仪测试，N₂气氛，升温速率20℃/min。

由上表可知：

(1)与对比例1(仅使用异佛尔酮二胺作为固化剂)相比，本发明实施例1～3中制得的环氧树脂涂料在室温下的干燥时间明显减少，干燥速度加快，但是如果改变了固化剂组分的比例(对比例3)或改变了制备条件(对比例4和对比例5)，其制得的涂料的干燥时间均有所增加；并且如果单独使用苯乙双胍作为固化剂(对比例2)，经试验其在室温下不固化，需在100℃以上才能固化。

(2)与纯双酚A型环氧树脂和对比例1相比，本发明实施例1～3中制得的环氧树脂涂料固化物的拉伸强度和断裂伸长率均有明显提高，说明苯乙双胍的加入由利于提高材料的韧性等力学性能，改善环氧树脂质脆、韧性差等缺点；但是如果改变了固化剂组分的比例(对比例3)或改变了制备条件(对比例4和对比例5)，其拉伸强度和断裂伸长率均有不同程度的下降，而单独使用苯乙双胍作为固化剂(对比例2)，其拉伸强度下降，断裂伸长率略有增加。

(3)与纯双酚A型环氧树脂相比，本发明实施例1～3中制得的环氧树脂涂料固化物的玻璃化转变温度提高至少18℃，使得环氧树脂的耐热性能得到较大的提升；而对比例1涂料固化物的玻璃化转变温度基本没有提高，对比例2涂料固化物的玻璃化转变温度下降；对比例3～5与实施例3相比，固化物的玻璃化转变温度均有所下降。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.电流互感器的一次端子均压结构，其特征在于，电流互感器的一次端子的外侧上设置有环形的均压网，所述环形的均压网所在平面齐平于一次端子的下端端面，所述环形的均压网自连接一次端子处向外延伸，电流互感器的一次端子经导线连接所述均压网，所述均压网上涂覆有环氧树脂涂料，所述均压网由导电材料制成；

所述环氧树脂涂料由树脂组分和固化剂组分按照重量比(5～6):1混合制备而成，所述树脂组分由以下重量份计的原料组成：双酚A型环氧树脂40～50份、稀释剂5～10份、流平剂1～2份、消泡剂0.1～0.5份和填料40～50份；所述固化剂组分由以下重量份计的原料组成：异佛尔酮二胺45～50份、苯乙双胍5～8份和乙醇30～40份。

2.如权利要求1所述的电流互感器的一次端子均压结构，其特征在于，所述均压网远离一次端子的外侧上设置有均压弹簧，所述均压弹簧由导电材料制成。

3.如权利要求2所述的电流互感器的一次端子均压结构，其特征在于，所述一次端子、均压网及均压弹簧均由铜制成。

4.如权利要求1所述的电流互感器的一次端子均压结构，其特征在于，所述双酚A型环氧树脂的环氧值为0.44mol/100g。

5.如权利要求1所述的电流互感器的一次端子均压结构，其特征在于，所述稀释剂为正丁醇。

6.如权利要求1所述的电流互感器的一次端子均压结构，其特征在于，所述流平剂为聚二甲基硅氧烷或甲基芳烷基硅氧烷。

7.如权利要求1所述的电流互感器的一次端子均压结构，其特征在于，所述消泡剂为聚氧丙烯甘油醚。

8.如权利要求1所述的电流互感器的一次端子均压结构，其特征在于，所述填料为钛白粉、滑石粉和石英粉中的至少一种。

9.如权利要求1所述的电流互感器的一次端子均压结构，其特征在于，所述环氧树脂涂料通过以下方法制得：

S1、取配方量的双酚A型环氧树脂和稀释剂，混合后搅拌均匀，接着加入配方量的流平剂、消泡剂和填料，进行搅拌分散，得到树脂组分；

S2、取配方量的异佛尔酮二胺、苯乙双胍和乙醇，混合后搅拌均匀，得到固化剂组分；

S3、将所述树脂组分和固化剂组分按照重量比(5～6):1混合，调节pH值为5～6，在50～60℃下搅拌0.5～1h，制得环氧树脂涂料。