CN210516438U - 分级式层间绝缘电压互感器一次线圈 - Google Patents

Abstract

提供一种分级式层间绝缘电压互感器一次线圈，包括多层导线层，每层导线层中设有绝缘层，每层导线层中的绝缘层采用分级绝缘方式进行绝缘，分级绝缘方式是采用多层绝缘纸按照1/n分级绝缘的方式进行分级绝缘垫制，n为2级或大于等于3的奇数级。本实用新型在每一导线层采用分级绝缘的方式，使低电势处采用较薄的绝缘，高电势处采用较厚的绝缘，使下一层间的绝缘刚好能补偿上一层间绝缘的厚度差，就可以在不降低层间绝缘水平的前提下，在不降低层间场强的情况下，减小一次线圈的直径，节省绝缘材料，并提高相应的准确度水平。

Description

分级式层间绝缘电压互感器一次线圈

技术领域

本实用新型属于高压电器线圈制作技术领域，具体涉及一种分级式层间绝缘电压互感器一次线圈。

背景技术

电磁式电压互感器一次线圈(或称一次绕组)一般为多层、多匝式结构，总匝数从数千匝致数万匝不等，总层数也可多达数十层致超过100层。由于层数较多，每个层间绝缘的总厚度直接影响着线圈的直径，进而影响线圈的漏电抗和场强分布，影响产品的准确度和绝缘性能。由于互感器一次每层线圈都是由多匝线圈首尾相接形成的，而每层线圈之间也是首尾相接的，每匝线圈拥有一个固定的每匝电势，因此，在两层线圈之间，第一层线圈的结尾与第二层线圈的起头相接处电势最小，而第一层线圈的起头与第二层线圈的结尾处正好上下重叠，此处的电势最大。通常情况下，为了保证电势最大处的绝缘强度，层间绝缘的厚度就是以最大电势处的平均场强来计算的。但这样就使得电势低的地方也不得不与电势高的地方拥有相同的绝缘厚度，这些都增大了互感器一次线圈的直径，也增加了绝缘材料和铜线的成本。因此提出此改进。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题：提供一种分级式层间绝缘电压互感器一次线圈，本实用新型在每一导线层采用分级绝缘的方式，分级绝缘的实现是采用多层绝缘纸按一定规律在绕线过程中单独垫制，即低电势处采用较薄的绝缘，高电势处采用较厚的绝缘，使下一层间的绝缘刚好能补偿上一层间绝缘的厚度差，这样在不降低层间绝缘水平的前提下，在不降低层间场强的情况下，减小一次线圈的直径，节省绝缘材料，并提高相应的准确度水平。

本实用新型采用的技术方案：分级式层间绝缘电压互感器一次线圈，包括多层导线层，每层所述导线层中设有绝缘层，每层所述导线层中的绝缘层采用分级绝缘方式进行绝缘，所述分级绝缘方式是采用多层绝缘纸按照1/n分级绝缘的方式进行分级绝缘垫制，所述n为2级或大于等于3的奇数级。

对上述技术方案的优选方式，所述n为2时实现1/2分级绝缘，所述1/2分级绝缘方式采用隔层分级绝缘，也就是说，对奇数层所述导线层的绝缘方式是在导线层起头处加一层绝缘纸和在1/2匝数隔层处加一层绝缘纸，对偶数层所述导线层的绝缘方式是只在导线层起头处加一层绝缘纸后直至绕满。

对上述技术方案的优选方式，所述n为大于等于3的奇数级时，所述1/n分级绝缘方式是在每层导线层起头处加一层绝缘纸、在1/n匝处加一层绝缘纸以及后面每隔2/n匝处加一层绝缘纸。

对上述技术方案的优选方式，所述n采用3、5、7或9级分级。

对上述技术方案的优选方式，所述一层绝缘纸是根据厚度采用单层绝缘纸或将两层同时垫制当做一层绝缘纸。

对上述技术方案的优选方式，所述多层导线层中的绝缘层厚度计算对比：

设设计每层导线层中的绝缘层厚度为t,导线层总层数为m,则不分级绝缘的绝缘总厚度T为

T＝tm ①

采用1/n分级绝缘，则每张绝缘纸(3)的厚度为t/n，每层导线层之间绝缘层的平均厚度T₁为

T₁＝(n+1)/2×t/n＝(n+1)t/2n ②

分级绝缘后，线圈层间绝缘总厚度T’为：

T’＝(n+1)t/2n×m ③

比较③与①的

T’/T＝(n+1)/2n ④。

本实用新型与现有技术相比的优点：

1、本方案中每一导线层采用分级绝缘的方式，分级绝缘的实现采用多层绝缘纸按一定规律在绕线过程中单独垫制，即低电势处采用较薄的绝缘，高电势处采用较厚的绝缘，使下一层间的绝缘刚好能补偿上一层间绝缘的厚度差，就可以在不降低层间绝缘水平的前提下，在不降低层间场强的情况下，减小一次线圈的直径，节省绝缘材料，并提高相应的准确度水平；

2、本方案按照分级绝缘方式垫制的电压互感器一次线圈，比之按传统多层不分级方式垫制的线圈，其层间绝缘材料可以节省25％以上，其线圈直径大概可以减小5％～15％，铜线、绝缘纸的材料成本大概可降低5％～20％。

附图说明

图1为本实用新型中1/2分级绝缘垫制实施例结构示意图；

图2为本实用新型中1/3分级绝缘垫制实施例结构示意图；

图3为本实用新型中1/5分级绝缘垫制实施例结构示意图；

图4为本实用新型中1/7分级绝缘垫制实施例结构示意图；

图5为本实用新型中1/9分级绝缘垫制实施例结构示意图；

图6为本实用新型中实施例JDZW77-35电磁式电压互感器结构示意图；

图7为本实用新型中实施例JDZW77-35电磁式电压互感器的一次线圈的A、B台阶分级绝缘结构示意图；

图8为本实用新型中实施例JDZW77-35电磁式电压互感器的一次线圈的C台阶分级绝缘结构示意图。

具体实施方式

以下的实施例便于更好地理解本实用新型，但并不限定本实用新型。

下面请参阅图1-8，详述本实用新型的实施例，

实施例1：分级式层间绝缘电压互感器一次线圈，包括多层导线层1，每层所述导线层1中设有绝缘层2，每层所述导线层1中的绝缘层2采用分级绝缘方式进行绝缘，所述分级绝缘方式是采用多层绝缘纸3按照1/n分级绝缘的方式进行分级绝缘垫制，所述n为2级或大于等于3的奇数级。优选的，所述n采用2、3、5、7或9级分级。

所述n为2时实现1/2分级绝缘，所述1/2分级绝缘方式采用隔层分级绝缘，也就是说，对奇数层所述导线层1的绝缘方式是在导线层1起头处加一层绝缘纸3和在1/2匝数隔层处加一层绝缘纸3，对偶数层所述导线层1的绝缘方式是只在导线层1起头处加一层绝缘纸3后直至绕满。

所述n为大于等于3的奇数级时，所述1/n分级绝缘方式是在每层导线层1起头处加一层绝缘纸3、在1/n匝处加一层绝缘纸3以及后面每隔2/n匝处加一层绝缘纸3。

本分级式层间绝缘电压互感器一次线圈是通过绕线时掌握上纸的时机，达到1/n垫制的效果，不需另外加工裁剪层间绝缘纸。其中，所述一层绝缘纸3是根据厚度可采用单层绝缘纸或将两层同时垫制当做一层绝缘纸。

所述多层导线层1中的绝缘层2厚度计算对比：

设设计每层导线层1中的绝缘层(2)厚度为t,导线层1总层数为m,则不分级绝缘的绝缘总厚度T为

T＝tm ①

采用1/n分级绝缘，则每张绝缘纸3的厚度为t/n，每层导线层1之间绝缘层2的平均厚度T₁为

T₁＝(n+1)/2×t/n＝(n+1)t/2n ②

分级绝缘后，线圈层间绝缘总厚度T’为：

T’＝(n+1)t/2n×m ③

比较③与①得到分级绝缘与不分级绝缘比为

T’/T＝(n+1)/2n ④。

当n＝2时，通过式④得到分级绝缘与不分级绝缘比为：

T’/T＝(2+1)/(2×2)＝0.75

当n＝3时，通过式④得到分级绝缘与不分级绝缘比为：

T’/T＝(3+1)/(2×3)＝0.67

当n＝5时，通过式④得到分级绝缘与不分级绝缘比为：

T’/T＝(5+1)/(2×5)＝0.6

通过上述对比计算可以看出，本实用新型每一导线层采用分级绝缘的方式实现多层绝缘纸按一定规律在绕线过程中单独垫制，即低电势处采用较薄的绝缘，高电势处采用较厚的绝缘，使下一层间的绝缘刚好能补偿上一层间绝缘的厚度差，就可以在不降低层间绝缘水平的前提下，在不降低层间场强的情况下，减小一次线圈的直径，节省绝缘材料，并提高相应的准确度水平。具体的，比之按传统多层不分级方式垫制的线圈，其层间绝缘材料可以节省25％以上，其线圈直径大概可以减小5％～15％，铜线、绝缘纸的材料成本大概可降低5％～20％。

实施例2：如图1中所示的采用1/2分级绝缘垫制的结构示意图，对奇数层的导线层1，先在导线层1起头处加一层绝缘纸3，然后在1/2匝数隔层处加一层绝缘纸3；对偶数层的导线层1，只在导线层1起头处加一层绝缘纸3后直至绕满。最后每层导线层1的绝缘的最大厚度为2层，2层导线层1的绝缘纸3总层数为3层(不算最初的1层)，平均每层为1.5层，平均每层导线层1间绝缘的绝缘纸3层数为(2+1)/2。

实施例3：如图2中所示的采用1/3分级绝缘垫制的结构示意图，在每层导线层1起头处加一层绝缘纸3、在1/3匝处加一层绝缘纸3。从而使每层导线层1之间绝缘的最大厚度为3层，4层导线层1的绝缘纸3总层数为8层(不算最初的1层)，平均每层导线层1为2层绝缘纸3，平均每层线圈间绝缘的绝缘纸层数为(3+1)/2。

实施例4：如图3中所示的采用1/5分级绝缘垫制的结构示意图，在每层导线层1起头处加一层绝缘纸3、在每层导线层1的1/5匝处加一层绝缘纸3，后面每层导线层1每隔2/5匝处加一层绝缘纸3。每层导线层1之间绝缘的最大厚度为5层，4层导线层1的绝缘纸3总层数为12层(不算最初的2层)，平均每层为3层，平均每层线圈间绝缘的绝缘纸层数为(5+1)/2。

实施例5：如图4中所示的采用1/7分级绝缘垫制的结构示意图，在每层导线层1起头处加一层绝缘纸3、在每层导线层1的1/7匝处加一层绝缘纸3，后面每层导线层1每隔2/7匝处加一层绝缘纸3。每层导线层1之间绝缘的最大厚度为7层，4层导线层1的绝缘纸3总层数为16层(不算最初的2层)，平均每层为4层，平均每层线圈间绝缘的绝缘纸层数为(7+1)/2。

实施例6：如图5中所示的采用1/9分级绝缘垫制的结构示意图，在每层导线层1起头处加一层绝缘纸3、在每层导线层1的1/9匝处加一层绝缘纸3，后面每层导线层1每隔2/9匝处加一层绝缘纸3。每层导线层1之间绝缘的最大厚度为9层，4层导线层1的绝缘纸3总层数为20层(不算最初的2层)，平均每层为5层，平均每层线圈间绝缘的绝缘纸层数为(9+1)/2。

依此此类推，n级绝缘平均每层线圈间绝缘的绝缘纸层数为(n+1)/2。

实施例7：如图6中所示的JDZW77-35电磁式电压互感器，在铁芯4上设有二次线圈5，二次线圈5外部设有一次线圈6，所述一次线圈6分级绝缘见图7和8所示.

图7所示为一次线圈6的A、B台阶中绝缘垫制的结构示意图，设计导线层1层间绝缘厚度为0.15mm，共4层导线层1，采用0.08mm厚的绝缘纸按1/3绝缘垫制，

其总的绝缘厚度为

(3+1)×0.15/(2×3)×4＝0.4mm，

与不分级绝缘总厚度0.15×4＝0.6mm相比0.4mm/0.6mm＝0.67,达到设计要求。

图8所示为一次线圈6的C台阶中绝缘垫制的结构示意图，设计导线层1层间绝缘厚度为0.15mm，共4层导线层1，采用0.08mm厚的绝缘纸按1/2绝缘垫制，

其总的绝缘厚度为

(2+1)×0.15/(2×2)×4＝0.45mm，

与不分级绝缘总厚度0.15×4＝0.6mm相比0.45mm/0.6mm＝0.75,达到设计要求。

由此看出，JDZW77-35电磁式电压互感器的一次线圈6通过分级绝缘，节约了成本，并且电气性能优越。

本实用新型其它分级绝缘方式还有：将层间绝缘裁成不同的宽度，分别是层间绝缘宽度的1/2,1/3,2/3等等，根据电势的逐渐升高增加垫层数，也可实现与1/2绝缘、1/3绝缘等相同的效果。

本实用新型的分级绝缘方式适用于JDZX11-10C、JDZX10-10B、JDZX77-20、JDZ9-35、JDZX9-35、JDZXW9-35等绝大多数电磁式电压互感器及电容式电压互感器的电磁单元中，既节省材料，又不损失电气性能。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.分级式层间绝缘电压互感器一次线圈，包括多层导线层(1)，每层所述导线层(1)中设有绝缘层(2)，其特征在于：每层所述导线层(1)中的绝缘层(2)采用分级绝缘方式进行绝缘垫制，所述分级绝缘方式是采用多层绝缘纸(3)按照1/n分级绝缘的方式进行分级绝缘垫制，所述n为2级或大于等于3的奇数级。

2.根据权利要求1所述的分级式层间绝缘电压互感器一次线圈，其特征在于：所述n为2时实现1/2分级绝缘，所述1/2分级绝缘方式采用隔层分级绝缘，也就是说，对奇数层的导线层(1)的绝缘方式是在导线层(1)起头处加一层绝缘纸(3)和在1/2匝数隔层处加一层绝缘纸(3)，对偶数层的导线层(1)的绝缘方式是只在导线层(1)起头处加一层绝缘纸(3)后直至绕满。

3.根据权利要求1所述的分级式层间绝缘电压互感器一次线圈，其特征在于：所述n为大于等于3的奇数级时，所述1/n分级绝缘方式是在每层导线层(1)起头处加一层绝缘纸(3)、在1/n匝处加一层绝缘纸(3)以及后面每隔2/n匝处加一层绝缘纸(3)。

4.根据权利要求3所述的分级式层间绝缘电压互感器一次线圈，其特征在于：所述n采用3、5、7或9级分级。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的分级式层间绝缘电压互感器一次线圈，其特征在于：所述一层绝缘纸(3)是根据厚度采用单层绝缘纸或将两层同时垫制当做一层绝缘纸。

6.根据权利要求5所述的分级式层间绝缘电压互感器一次线圈，其特征在于：所述多层导线层(1)中的绝缘层(2)厚度计算对比：

设计每层导线层(1)中的绝缘层(2)厚度为t,导线层(1)总层数为m,则不分级绝缘的绝缘总厚度T为

T＝tm ①

采用1/n分级绝缘，则每张绝缘纸(3)的厚度为t/n，每层导线层(1)之间绝缘层(2)的平均厚度T₁为

T₁＝(n+1)/2 ×t/n＝(n+1)t/2n ②

分级绝缘后，线圈层间绝缘总厚度T’为：

T’＝(n+1)t/2n×m ③

比较③与①的T’/T＝(n+1)/2n ④。

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