专利名称：倒立结构干式高压电流互感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高压电流互感器，特别是无油、无气、无瓷的干式高压电流互感器。
目前，高压和超高压电网所使用的高压电流互感器主要有两种结构正立式和倒立式。正立式结构的一次绕组通常为“U”字形，主绝缘包绕于一次绕组上，二次绕组套在“U”字形结构的下端；倒立式结构则相反，主绝缘包绕在二次绕组上，并且二次绕组位于互感器的头部，所以称为倒立式。正立式结构的主要优点是结构简单，易于制造，缺点是动热稳定性差；而倒立式结构的主要优点在于一次绕组短，其上又不缠绕主绝缘，因此动热稳定性好，缺点是结构较复杂，制造较难。由于以上特点，220kV以下的中、高压互感器多采用正立式结构，而倒立式互感器多用于220kV以上的超高压电网。近些年来，随着我国电力系统容量的不断增加，短路电流越来越大，对电流互感器短路状态下的动热稳定性提出了越来越高的要求，因此，220kV以下的高压电流互感器也越来越多地采用倒立式结构。
采用倒立式结构的高压电流互感器，其主绝缘目前主要有两种油浸纸绝缘(充油式)和六氟化硫(SF6)绝缘(充气式)。最近出现了有关采用固体(干式)绝缘的倒立式高压电流互感器的报道。比如2001年10月31日公告的CN2457712Y的中国实用新型专利说明书就公开了这样一种干式高压电流互感器。这种高压电流互感器采用的是倒立式结构，二次绕组位于互感器头部，一次绕组从二次绕组中心穿过，二次绕组及其引线管外包裹具有电容均压屏的主绝缘，它们固定在粘有硅橡胶伞裙的玻璃钢绝缘管内，玻璃钢绝缘管内的富余空间灌注可固化的绝缘树脂。其主要优点是完全采用固体有机绝缘材料，不充油、不充气，因此无渗漏、无火灾危险、基本免维护；同时，采用倒立式结构，因此动热稳定性好。然而，该型式的干式高压电流互感器，由于主绝缘材料未采用机械强度较高的材料，无法承担互感器的机械负荷，需要外套玻璃钢绝缘筒，用以承担互感器沉重的头部及其它机械负荷。这样电容型主绝缘芯体与玻璃钢筒之间形成的富余空间需要填充可以固化的绝缘树脂。因此，该型式电流互感器制造工艺相当复杂。而且，由于结构复杂，也降低了产成品率及产品的可靠性。
本实用新型的目的在于克服以上现有技术的缺点，提供一种采用倒立结构的干式高压电流互感器，这种高压电流互感器的电容型主绝缘采用“树脂浸渍纤维一导电膜层”结构，绝缘树脂固化后自身能达到非常高的机械强度，可以同时担当承受电气绝缘和机械负荷双重任务。这样，就可以省去现有技术中的玻璃钢筒，也就无需灌注填充用树脂，达到了简化互感器结构、简化生产工艺、提高成品率及可靠性的目的。
为达到上述目的，本实用新型干式高压电流互感器将几个(根据需要决定数量)含有铁芯的二次绕组及一根用于二次线引出的金属管固定在一起，形成“T”字形结构。二次绕组的引出线从中心管穿出，接到二次接线盒内的端子上。固定好的二次绕组和二次引线管的表面用半导电材料进行包覆处理，用以消除毛刺尖角，处理过的表面构成地电屏。地电屏外用高强度绝缘树脂浸渍纤维做成主绝缘，并在预先设计好的层数时制作均压用的导电膜层(称为中间电屏)，这些电容屏可以采用能与绝缘树脂牢固粘结的金属箔，也可以用可固化的导电树脂制作；电屏在高度方向上的位置是逐渐错开的，在保证径向均压的同时，轴向电压分布也是均匀的。这样制作的电容型主绝缘芯体在高强度绝缘树脂固化后可以达到很高的机械强度，可以承受互感器的机械负荷。电容型主绝缘芯体的最末一层电屏(高压电屏)采用导电树脂制作，它将二次绕组上包裹的主绝缘全部包覆，并与一次绕组完整的胶结在一起。互感器的头部高压电屏之外制作一层保护层，用以保护头部的电容型主绝缘芯体。根据外绝缘泄漏距离的要求，在电容型主绝缘芯体的尾部直接粘结硅橡胶伞裙。电容型主绝缘芯体尾部的下端胶装固定用法兰，法兰下端固定一个安装用的底座。
采用上述结构，由于电容型主绝缘采用高强度绝缘树脂制作，并且加入纤维增强材料，使得它本身具有高机械强度，可以省去现有技术中的玻璃钢筒，也就无需灌注填充用绝缘材料，而是直接将硅橡胶伞裙粘结在电容型主绝缘外，达到了简化互感器结构、简化生产工艺、提高成品率及可靠性的目的；同时，采用倒立式结构，一次绕组上不缠绕主绝缘，且长度短，达到了提高动热稳定水平的目的。
由上述可知，本实用新型干式高压电流互感器由一次绕组、二次绕组、电容型主绝缘、二次引线管、硅橡胶伞裙等组成。其特点是电容型主绝缘采用“树脂浸渍纤维一导电膜层”结构，绝缘树脂固化后自身能达到非常高的机械强度，可以同时担当承受电气绝缘和机械负荷双重任务，硅橡胶伞裙直接粘结在电容型主绝缘外。
作为本实用新型的更进一步改进，中间电屏不仅在二次引线管部位有，而且向上延伸，将二次绕组包住。采用这种结构后，更有利于包裹二次绕组的那部分主绝缘内的电场分布，特别是对超高压干式电流互感器，有利于减小这部分主绝缘的厚度。
作为本实用新型的更进一步改进，二次引线管可以做成喇叭口形。采用这种结构后，二次引线管包裹好主绝缘后，电容型主绝缘尾部的外径上下一致，呈圆柱形，这样可以减少主绝缘材料的用量。
综上所述，本实用新型的优点是电容型主绝缘机械强度高，可以同时担当承受电气绝缘和机械负荷双重任务，硅橡胶伞裙直接粘结在电容型主绝缘外，结构简单；同时，采用倒立式结构，动热稳定性好。
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
图1为本实用新型示意图。
图2为本实用新型进一步改进示意图。
本实用新型干式高压电流互感器由一次绕组1、二次绕组和铁芯组装2、电容型主绝缘3、头部保护层4、二次引线管7、硅橡胶伞裙8、法兰9、底座10、二次接线盒11等组成。一次绕组1可采用铜棒、铜管、铜排(或铝棒、铝管、铝排)等优良导体制作，它从二次绕组和铁芯组装2的中心孔穿过；在制作完主绝缘后，该中心孔的表面是电容型主绝缘3的末电屏5的一部分，一次绕组1在中心孔中与末电屏5胶装在一起。互感器头部高压电屏(即末电屏5)之外制作一层头部保护层4，用以保护电容型主绝缘芯体3的头部。保护层4可以是金属材料，也可以是耐气候好的高分子材料或其它非金属材料；可以用粘结、螺栓等方式固定，也可以直接采用喷刷、电镀等方法制作。二次绕组和铁芯组装2与二次引线管7牢固焊接，二次绕组和铁芯组装2与二次引线管7的表面及焊接部位用半导电材料进行光滑处理，此表面称为地电屏。地电屏外用高强度绝缘树脂浸渍纤维在二次绕组和铁芯组装2及二次引线管7上逐层制作主绝缘3，并在预先设计好的层数时用金属箔或半导电薄膜或导电树脂制成中间电屏6，这些电屏沿高度方向的位置是逐渐错开的。最末一层电屏(高压电屏5)将二次绕组上缠绕的主绝缘全部包覆，头部保护层4与末电屏5紧密胶装。
硅橡胶伞裙8紧密粘接在电容型主绝缘芯体3的尾部，电容型主绝缘芯体3尾部的下端胶装法兰9；硅橡胶伞裙8的上下两端分别与头部保护层4和法兰9紧密胶结、密封；法兰9的下端固定一个安装用的底座10。
二次绕组的引线从二次引线管7内向下穿出，接到二次接线盒11内。
作为本实用新型的更进一步改进，中间电屏6可以向上延伸，将二次绕组和铁芯组装2包住(如图2所示)。采用这种结构后，使得包裹二次绕组的主绝缘内的电场分布更加均匀，特别适合于超高压干式电流互感器，有利于减小主绝缘厚度。
作为本实用新型的更进一步改进，二次引线管7可以做成喇叭口形，上小下大(如图2所示)。采用这种结构后，二次引线管7包绕完主绝缘后，电容型主绝缘3的尾部的外径上下一致，呈圆柱形，这样可以减少主绝缘材料的用量。
权利要求1.倒立结构干式高压电流互感器，它由一次绕组1、二次绕组和铁芯组装2、电容型主绝缘3、头部保护层4、二次引线管7、硅橡胶伞裙8、法兰9、底座10、二次接线盒11等组成，其特征在于二次绕组和铁芯组装2位于互感器头部，二次绕组和铁芯组装2与二次引线管7上包裹刚性的电容型主绝缘3，所述电容型主绝缘3的头部紧密胶结头部保护层4，所述电容型主绝缘3的尾部直接紧密粘结硅橡胶伞裙8，所述电容型主绝缘3的尾部的下端直接胶结法兰9，所述硅橡胶伞裙8的上下两端分别与头部保护层4和法兰9紧密胶结密封。
2.如权利要求1所述的干式高压电流互感器，其特征在于电容型主绝缘3由能够承担互感器所受电压及机械负荷的高强度绝缘树脂浸渍纤维增强材料加导电膜层6及末电屏5组成。
3.如权利要求1所述的干式高压电流互感器，其特征在于一次绕组1在二次绕组和铁芯组装2的中心孔内与电容型主绝缘3的末电屏5的一部分紧密胶结，头部保护层4与末电屏5的另外一部分紧密胶结。
4.如权利要求2所述的干式高压电流互感器，其特征在于一次绕组1在二次绕组和铁芯组装2的中心孔内与电容型主绝缘3的末电屏5的一部分紧密胶结，头部保护层4与末电屏5的另外一部分紧密胶结。
5.如权利要求1所述的干式高压电流互感器，其特征在于头部保护层4为金属镀层。
6.如权利要求2所述的干式高压电流互感器，其特征在于头部保护层4为金属镀层。
7.如权利要求1所述的干式高压电流互感器，其特征在于头部保护层4的材料为耐气候高分子材料。
8.如权利要求2所述的干式高压电流互感器，其特征在于头部保护层4的材料为耐气候高分子材料。
专利摘要本实用新型公开了一种倒立式结构的干式高压电流互感器，它由一次绕组1、二次绕组和铁芯组装2、电容型主绝缘3、硅橡胶伞裙8等组成。其特点是电容型主绝缘采用高强度绝缘树脂浸渍纤维加导电膜层结构，绝缘树脂固化后具有很高的机械强度，既满足电气绝缘要求，又能承受互感器的机械负荷，硅橡胶伞裙直接粘结在电容型主绝缘外，结构简单，成品率和可靠性高。同时，采用倒立式结构，动热稳定性好。
文档编号H01F38/28GK2565124SQ0223301
公开日2003年8月6日 申请日期2002年4月19日 优先权日2002年4月19日
发明者方静 申请人:方静