專利名稱：倒立結(jié)構(gòu)干式高壓電流互感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高壓電流互感器，特別是無油、無氣、無瓷的干式高壓電流互感器。
目前，高壓和超高壓電網(wǎng)所使用的高壓電流互感器主要有兩種結(jié)構(gòu)正立式和倒立式。正立式結(jié)構(gòu)的一次繞組通常為“U”字形，主絕緣包繞于一次繞組上，二次繞組套在“U”字形結(jié)構(gòu)的下端；倒立式結(jié)構(gòu)則相反，主絕緣包繞在二次繞組上，并且二次繞組位于互感器的頭部，所以稱為倒立式。正立式結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造，缺點(diǎn)是動(dòng)熱穩(wěn)定性差；而倒立式結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)在于一次繞組短，其上又不纏繞主絕緣，因此動(dòng)熱穩(wěn)定性好，缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造較難。由于以上特點(diǎn)，220kV以下的中、高壓互感器多采用正立式結(jié)構(gòu)，而倒立式互感器多用于220kV以上的超高壓電網(wǎng)。近些年來，隨著我國(guó)電力系統(tǒng)容量的不斷增加，短路電流越來越大，對(duì)電流互感器短路狀態(tài)下的動(dòng)熱穩(wěn)定性提出了越來越高的要求，因此，220kV以下的高壓電流互感器也越來越多地采用倒立式結(jié)構(gòu)。
采用倒立式結(jié)構(gòu)的高壓電流互感器，其主絕緣目前主要有兩種油浸紙絕緣(充油式)和六氟化硫(SF6)絕緣(充氣式)。最近出現(xiàn)了有關(guān)采用固體(干式)絕緣的倒立式高壓電流互感器的報(bào)道。比如2001年10月31日公告的CN2457712Y的中國(guó)實(shí)用新型專利說明書就公開了這樣一種干式高壓電流互感器。這種高壓電流互感器采用的是倒立式結(jié)構(gòu)，二次繞組位于互感器頭部，一次繞組從二次繞組中心穿過，二次繞組及其引線管外包裹具有電容均壓屏的主絕緣，它們固定在粘有硅橡膠傘裙的玻璃鋼絕緣管內(nèi)，玻璃鋼絕緣管內(nèi)的富余空間灌注可固化的絕緣樹脂。其主要優(yōu)點(diǎn)是完全采用固體有機(jī)絕緣材料，不充油、不充氣，因此無滲漏、無火災(zāi)危險(xiǎn)、基本免維護(hù)；同時(shí)，采用倒立式結(jié)構(gòu)，因此動(dòng)熱穩(wěn)定性好。然而，該型式的干式高壓電流互感器，由于主絕緣材料未采用機(jī)械強(qiáng)度較高的材料，無法承擔(dān)互感器的機(jī)械負(fù)荷，需要外套玻璃鋼絕緣筒，用以承擔(dān)互感器沉重的頭部及其它機(jī)械負(fù)荷。這樣電容型主絕緣芯體與玻璃鋼筒之間形成的富余空間需要填充可以固化的絕緣樹脂。因此，該型式電流互感器制造工藝相當(dāng)復(fù)雜。而且，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，也降低了產(chǎn)成品率及產(chǎn)品的可靠性。
本實(shí)用新型的目的在于克服以上現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種采用倒立結(jié)構(gòu)的干式高壓電流互感器，這種高壓電流互感器的電容型主絕緣采用“樹脂浸漬纖維一導(dǎo)電膜層”結(jié)構(gòu)，絕緣樹脂固化后自身能達(dá)到非常高的機(jī)械強(qiáng)度，可以同時(shí)擔(dān)當(dāng)承受電氣絕緣和機(jī)械負(fù)荷雙重任務(wù)。這樣，就可以省去現(xiàn)有技術(shù)中的玻璃鋼筒，也就無需灌注填充用樹脂，達(dá)到了簡(jiǎn)化互感器結(jié)構(gòu)、簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝、提高成品率及可靠性的目的。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型干式高壓電流互感器將幾個(gè)(根據(jù)需要決定數(shù)量)含有鐵芯的二次繞組及一根用于二次線引出的金屬管固定在一起，形成“T”字形結(jié)構(gòu)。二次繞組的引出線從中心管穿出，接到二次接線盒內(nèi)的端子上。固定好的二次繞組和二次引線管的表面用半導(dǎo)電材料進(jìn)行包覆處理，用以消除毛刺尖角，處理過的表面構(gòu)成地電屏。地電屏外用高強(qiáng)度絕緣樹脂浸漬纖維做成主絕緣，并在預(yù)先設(shè)計(jì)好的層數(shù)時(shí)制作均壓用的導(dǎo)電膜層(稱為中間電屏)，這些電容屏可以采用能與絕緣樹脂牢固粘結(jié)的金屬箔，也可以用可固化的導(dǎo)電樹脂制作；電屏在高度方向上的位置是逐漸錯(cuò)開的，在保證徑向均壓的同時(shí)，軸向電壓分布也是均勻的。這樣制作的電容型主絕緣芯體在高強(qiáng)度絕緣樹脂固化后可以達(dá)到很高的機(jī)械強(qiáng)度，可以承受互感器的機(jī)械負(fù)荷。電容型主絕緣芯體的最末一層電屏(高壓電屏)采用導(dǎo)電樹脂制作，它將二次繞組上包裹的主絕緣全部包覆，并與一次繞組完整的膠結(jié)在一起。互感器的頭部高壓電屏之外制作一層保護(hù)層，用以保護(hù)頭部的電容型主絕緣芯體。根據(jù)外絕緣泄漏距離的要求，在電容型主絕緣芯體的尾部直接粘結(jié)硅橡膠傘裙。電容型主絕緣芯體尾部的下端膠裝固定用法蘭，法蘭下端固定一個(gè)安裝用的底座。
采用上述結(jié)構(gòu)，由于電容型主絕緣采用高強(qiáng)度絕緣樹脂制作，并且加入纖維增強(qiáng)材料，使得它本身具有高機(jī)械強(qiáng)度，可以省去現(xiàn)有技術(shù)中的玻璃鋼筒，也就無需灌注填充用絕緣材料，而是直接將硅橡膠傘裙粘結(jié)在電容型主絕緣外，達(dá)到了簡(jiǎn)化互感器結(jié)構(gòu)、簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝、提高成品率及可靠性的目的；同時(shí)，采用倒立式結(jié)構(gòu)，一次繞組上不纏繞主絕緣，且長(zhǎng)度短，達(dá)到了提高動(dòng)熱穩(wěn)定水平的目的。
由上述可知，本實(shí)用新型干式高壓電流互感器由一次繞組、二次繞組、電容型主絕緣、二次引線管、硅橡膠傘裙等組成。其特點(diǎn)是電容型主絕緣采用“樹脂浸漬纖維一導(dǎo)電膜層”結(jié)構(gòu)，絕緣樹脂固化后自身能達(dá)到非常高的機(jī)械強(qiáng)度，可以同時(shí)擔(dān)當(dāng)承受電氣絕緣和機(jī)械負(fù)荷雙重任務(wù)，硅橡膠傘裙直接粘結(jié)在電容型主絕緣外。
作為本實(shí)用新型的更進(jìn)一步改進(jìn)，中間電屏不僅在二次引線管部位有，而且向上延伸，將二次繞組包住。采用這種結(jié)構(gòu)后，更有利于包裹二次繞組的那部分主絕緣內(nèi)的電場(chǎng)分布，特別是對(duì)超高壓干式電流互感器，有利于減小這部分主絕緣的厚度。
作為本實(shí)用新型的更進(jìn)一步改進(jìn)，二次引線管可以做成喇叭口形。采用這種結(jié)構(gòu)后，二次引線管包裹好主絕緣后，電容型主絕緣尾部的外徑上下一致，呈圓柱形，這樣可以減少主絕緣材料的用量。
綜上所述，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是電容型主絕緣機(jī)械強(qiáng)度高，可以同時(shí)擔(dān)當(dāng)承受電氣絕緣和機(jī)械負(fù)荷雙重任務(wù)，硅橡膠傘裙直接粘結(jié)在電容型主絕緣外，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；同時(shí)，采用倒立式結(jié)構(gòu)，動(dòng)熱穩(wěn)定性好。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。


圖1為本實(shí)用新型示意圖。
圖2為本實(shí)用新型進(jìn)一步改進(jìn)示意圖。
本實(shí)用新型干式高壓電流互感器由一次繞組1、二次繞組和鐵芯組裝2、電容型主絕緣3、頭部保護(hù)層4、二次引線管7、硅橡膠傘裙8、法蘭9、底座10、二次接線盒11等組成。一次繞組1可采用銅棒、銅管、銅排(或鋁棒、鋁管、鋁排)等優(yōu)良導(dǎo)體制作，它從二次繞組和鐵芯組裝2的中心孔穿過；在制作完主絕緣后，該中心孔的表面是電容型主絕緣3的末電屏5的一部分，一次繞組1在中心孔中與末電屏5膠裝在一起。互感器頭部高壓電屏(即末電屏5)之外制作一層頭部保護(hù)層4，用以保護(hù)電容型主絕緣芯體3的頭部。保護(hù)層4可以是金屬材料，也可以是耐氣候好的高分子材料或其它非金屬材料；可以用粘結(jié)、螺栓等方式固定，也可以直接采用噴刷、電鍍等方法制作。二次繞組和鐵芯組裝2與二次引線管7牢固焊接，二次繞組和鐵芯組裝2與二次引線管7的表面及焊接部位用半導(dǎo)電材料進(jìn)行光滑處理，此表面稱為地電屏。地電屏外用高強(qiáng)度絕緣樹脂浸漬纖維在二次繞組和鐵芯組裝2及二次引線管7上逐層制作主絕緣3，并在預(yù)先設(shè)計(jì)好的層數(shù)時(shí)用金屬箔或半導(dǎo)電薄膜或?qū)щ姌渲瞥芍虚g電屏6，這些電屏沿高度方向的位置是逐漸錯(cuò)開的。最末一層電屏(高壓電屏5)將二次繞組上纏繞的主絕緣全部包覆，頭部保護(hù)層4與末電屏5緊密膠裝。
硅橡膠傘裙8緊密粘接在電容型主絕緣芯體3的尾部，電容型主絕緣芯體3尾部的下端膠裝法蘭9；硅橡膠傘裙8的上下兩端分別與頭部保護(hù)層4和法蘭9緊密膠結(jié)、密封；法蘭9的下端固定一個(gè)安裝用的底座10。
二次繞組的引線從二次引線管7內(nèi)向下穿出，接到二次接線盒11內(nèi)。
作為本實(shí)用新型的更進(jìn)一步改進(jìn)，中間電屏6可以向上延伸，將二次繞組和鐵芯組裝2包住(如圖2所示)。采用這種結(jié)構(gòu)后，使得包裹二次繞組的主絕緣內(nèi)的電場(chǎng)分布更加均勻，特別適合于超高壓干式電流互感器，有利于減小主絕緣厚度。
作為本實(shí)用新型的更進(jìn)一步改進(jìn)，二次引線管7可以做成喇叭口形，上小下大(如圖2所示)。采用這種結(jié)構(gòu)后，二次引線管7包繞完主絕緣后，電容型主絕緣3的尾部的外徑上下一致，呈圓柱形，這樣可以減少主絕緣材料的用量。
權(quán)利要求1.倒立結(jié)構(gòu)干式高壓電流互感器，它由一次繞組1、二次繞組和鐵芯組裝2、電容型主絕緣3、頭部保護(hù)層4、二次引線管7、硅橡膠傘裙8、法蘭9、底座10、二次接線盒11等組成，其特征在于二次繞組和鐵芯組裝2位于互感器頭部，二次繞組和鐵芯組裝2與二次引線管7上包裹剛性的電容型主絕緣3，所述電容型主絕緣3的頭部緊密膠結(jié)頭部保護(hù)層4，所述電容型主絕緣3的尾部直接緊密粘結(jié)硅橡膠傘裙8，所述電容型主絕緣3的尾部的下端直接膠結(jié)法蘭9，所述硅橡膠傘裙8的上下兩端分別與頭部保護(hù)層4和法蘭9緊密膠結(jié)密封。
2.如權(quán)利要求1所述的干式高壓電流互感器，其特征在于電容型主絕緣3由能夠承擔(dān)互感器所受電壓及機(jī)械負(fù)荷的高強(qiáng)度絕緣樹脂浸漬纖維增強(qiáng)材料加導(dǎo)電膜層6及末電屏5組成。
3.如權(quán)利要求1所述的干式高壓電流互感器，其特征在于一次繞組1在二次繞組和鐵芯組裝2的中心孔內(nèi)與電容型主絕緣3的末電屏5的一部分緊密膠結(jié)，頭部保護(hù)層4與末電屏5的另外一部分緊密膠結(jié)。
4.如權(quán)利要求2所述的干式高壓電流互感器，其特征在于一次繞組1在二次繞組和鐵芯組裝2的中心孔內(nèi)與電容型主絕緣3的末電屏5的一部分緊密膠結(jié)，頭部保護(hù)層4與末電屏5的另外一部分緊密膠結(jié)。
5.如權(quán)利要求1所述的干式高壓電流互感器，其特征在于頭部保護(hù)層4為金屬鍍層。
6.如權(quán)利要求2所述的干式高壓電流互感器，其特征在于頭部保護(hù)層4為金屬鍍層。
7.如權(quán)利要求1所述的干式高壓電流互感器，其特征在于頭部保護(hù)層4的材料為耐氣候高分子材料。
8.如權(quán)利要求2所述的干式高壓電流互感器，其特征在于頭部保護(hù)層4的材料為耐氣候高分子材料。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種倒立式結(jié)構(gòu)的干式高壓電流互感器，它由一次繞組1、二次繞組和鐵芯組裝2、電容型主絕緣3、硅橡膠傘裙8等組成。其特點(diǎn)是電容型主絕緣采用高強(qiáng)度絕緣樹脂浸漬纖維加導(dǎo)電膜層結(jié)構(gòu)，絕緣樹脂固化后具有很高的機(jī)械強(qiáng)度，既滿足電氣絕緣要求，又能承受互感器的機(jī)械負(fù)荷，硅橡膠傘裙直接粘結(jié)在電容型主絕緣外，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成品率和可靠性高。同時(shí)，采用倒立式結(jié)構(gòu)，動(dòng)熱穩(wěn)定性好。
文檔編號(hào)H01F38/28GK2565124SQ0223301
公開日2003年8月6日 申請(qǐng)日期2002年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月19日
發(fā)明者方靜 申請(qǐng)人:方靜