防水型开启式电流互感器的制作方法

本发明涉及一种防水型开启式电流互感器，适于户外特别是恶劣环境条件下电缆电流信号的测量。

背景技术：

电流互感器主要适用于交流发电、变电、输电、配电和用电等线路中，主要由闭合的铁心和绕组组成，其依据电磁感应原理。一次绕组串在需要测量电流的线路中，二次绕组串接在测量仪表和保护回路中，将一次绕组侧的高电压、大电流变换为二次绕组侧的低电压、小电流，依据二次绕组的检测数据获得一次绕组的电路，进而获得被检测线缆上的电流，同时实现了一次侧与二次侧的电气隔离，从而保证了二次侧仪器设备和人身的安全。

可以将铁心制成环形，套在被测电缆外侧，以轴向穿过铁心的被测电缆作为一次绕组，而铁心上仅绕制二次绕组，这种构造无需改变被测电缆的形态，不需要另行设置一次绕组及进行一次绕组在被测电缆上的串接，由此极大地方便了感器的安装、维护和使用。

上述互感器在电缆上的常规套接方式使固定安装好电流互感器后，再将被测电缆穿过互感器的中央通孔，进行电缆的安装，这种方式需要在架设输电网络的电缆之前先架设好电流互感器，安装麻烦，而且，特别是对于高压或超高压的电力输电网，互感器的维护、拆除和更好都非常的困难。

开启式电流互感器是解决上述问题的一个有效方式，其采用两个半环形的铁心相互对合，形成一个完整的环形，半环形铁心安装在各自相应的半环形外壳上，安装时使被测电缆位于两个半环之间，将两个半环通过卡箍等任意适宜的方式固定为一体，由此形成包围在电缆外侧的环形。但是，对于户外等恶劣环境，上述开启式互感器存在两方面必须解决好的问题，一是半环铁心的对合处的密封，不允许雨水及空气进入对合处形成侵蚀，二是将对合处的磁阻控制住，避免因对合间隙恶化互感器的电磁性能。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供了一种防水型开启式电流互感器，不仅具有便于安装、拆卸和维护等特点，而且两个半环的对合处密封效果好，且磁阻小，有利于延长使用寿命，保证电磁性能。

本发明的技术方案是：一种防水型开启式电流互感器，包括两端面相互对合的第一半环体和第二半环体以及将所述第一半环体和第二半环体紧固在一起的紧固装置，各所述半环体均包括半环壳体和固定在所述半环壳体内的半环铁心，所述第一半环体的半环铁心和第二半环体的半环铁心的相应对合端面相互接触，所述第一半环体的半环壳体和第二半环体的半环壳体之间的对合部位设有密封件，形成两所述半环壳体之间的密封。

所述半环壳体的两端通常应为敞口，至少不遮挡所述半环铁心的对合端面，使得两半环体对合后两半环铁心的端面能够相互接触，以减小磁阻。

所述密封件可以包括分别设置在所述半环体两端的环形内密封垫，所述环体内密封垫位于半环体端部的所述半环铁心和半环壳体之间，自由状态下沿周向（指半环铁心对合后形成的环形的周向）向端面外侧凸出，由此在对合后呈周向压缩状态，通过环形内密封垫之间的相互挤压，依靠环形内密封垫的弹力保持可靠的密封。

同时，所述环形内密封垫在轴向上和径向上（指半环铁心对合后形成的环形的径向）均可以呈压缩和/或拉伸等弹性形变状态，可以通过环形内密封垫的形状和尺寸设置实现这些形变，使环形内密封垫在各个方向上都能够与半环铁心和半环壳体紧密接触，保证密封效果。

所述密封件还可以包括外密封套，所述外密封套同时将对合处的两所述半环体套在其中并与两半环体的外表面紧密接触，形成对两半环体对合处的外密封。

优选地，所述半环壳体呈敞口位于轴向（指半环铁心对合后形成的环形的轴向）一侧的槽形并填充有粘结填充剂，所述半环铁心位于所述半环壳体的腔体的中央部位，与所述半环壳体的内壁之间留有间距，所述粘结填充剂包裹在所述半环铁心周围（指径向和周向的外侧，不包裹用于对合的端面）并将所述板环铁心与所述半环壳体固定在一起。

所述粘结填充剂通常应充满所述半环壳体的空腔，在半环壳体的敞口处形成与所述半环壳体边缘基本平齐的外表面。

优选地，填充在半环壳体内的所述粘结填充剂采用环氧树脂，以兼顾粘结、绝缘、强度、韧性以及加工便利等要求。

填充粘结填充剂的具体方式可以是：将半环铁心在半环壳体内的位置设置好，将液态环氧树脂浇注在半环壳体内并固化，当采用槽形的半环壳体时，将半环壳体的敞口朝上，并在两端设置能够固定住半环铁心并堵住端口的端面模板，端面模板的形状和位置应保证浇注粘结填充剂后在半环体端部恰好形成适于嵌装环形内密封垫的空间，然后将液态环氧树脂浇注在半环壳体内直至与半环壳体的敞口边缘平齐。

所述环形内密封垫上可以设有嵌装固定用的凹槽，相应地，所述半环壳体的内壁上可以设有能够嵌入所述环形内密封垫上的嵌装固定用的凹槽的凸条，通过这些凹槽和凸条的相互嵌合以实现作业过程中环形内密封垫的固定。

所述环形内密封垫和所述外密封套均可以采用橡胶材料，例如硅橡胶，并优选通过硫化成型工艺形成。

所述紧固装置可以为环箍，所述环箍的两端通过螺栓紧固，由此，不仅便于现场安装，而且依靠螺栓紧固在半环铁心对合端面上形成的足够压力，避免或减小因对合形成的间隙和磁阻，特别是当设有以纯铁片等硬度相对较低的磁性材料制成的端面磁片时，这种压力能够使端面贴片出现一定的形变，消除端面磁片与相邻部分之间的凸凹间隙和倾斜间隙，进一步改善电磁性能。

所述半环壳体的径向外表面上可以设有用于安装所述环箍的环形凹槽，以方便安装作业，避免环箍滑脱。

所述半环壳体的外壁上可以在所述环形凹槽的两侧设有若干组卡爪，每组卡爪之间设有用于固定所述环箍的卡塞，以进一步方便作业并避免环箍滑脱。

优选地，所述半环铁心的端面上设有端面磁片，所述端面磁片为覆盖整个端面的磁性片材，优选采用硬件较低或具有一定弹性的软磁材料制成，例如，纯铁片。可以通过导磁胶粘结等任意适宜的方式将端面磁片固定在半环铁心的端面。通过端面磁片的设置，可以明显地减小对合处的磁阻，优化磁力线分布，改善互感器的电磁性能。

优选地，所述第一半环铁心和第二半环铁心由铁心钢带绕制的环形铁心切割而成或者由铁心钢带片叠制而成，以便于根据实际情况加工制备，当采用同一个环形铁心切割而成时，对合后的形状基本上与该环形铁心的形状相同。

优选地，由环形铁心切割出或者由铁心钢带片叠制出的半环铁心的两端端面经磨削加工，以形成所需的平面精度。

优选地，所述铁心钢带或铁心钢带片采用非晶或微晶材料，以优化电磁性能。

优选地，所述环形铁心上设有内外（指径向上的内外）固定钢带，所述内外固定钢带优选硅钢带，以便从内外两侧将非晶或微晶材料制成的半环铁心主体部分夹紧和固定住。

优选地，所述环形铁心上缠绕有绝缘带。根据实际制备工艺的便利，当同时设有固定钢带和绝缘带时，所述绝缘带可以位于所述固定钢带的外侧，也可以位于所述固定钢带的内侧。

通过内外固定钢带并缠绕有绝缘带不仅能够将环形铁心固定在一起，便于后续工艺作业，并实现电绝缘，而且在端面磨削和环形铁心切割中，明显地有利于减轻因非晶或微晶钢带脆性导致的边缘破碎，提高产品质量。

本发明的有益效果为：

由于本发明采用相互对接的半环体，方便了现场安装和拆卸；由于设置了密封件，特别是通过特定构造的环形内密封垫或环形内密封垫与外密封套的组合，使铁心处于良好的密封状态，防止外界的水和空气中的有害气体的侵扰，适应于恶劣的室外环境，明显地有利于延长使用寿命；由于在半环铁心的对合端面上设置了有一定塑性或弹性的端面磁片，能够依靠两个半环铁心在对接时的挤压使端面磁片发生变形，彼此间及与铁心主体部分之间的接触会更加良好，消除或大幅度减小因端面磨削精度及铁心其他制备过程中导致的对合端面之间凸凹间隙或倾斜间隙等，改善磁性能；由于可以采用圆环铁心切割形成半环铁心，加工更加方便；由于在切割面进行磨削，进一步减少了对合部位的空隙。

附图说明

图1是本发明一种实施例的示意图；

图2是图1所示实施例中第一半环体的半环壳体示意图；

图3是图1所示实施例中第二半环体的半环壳体示意图；

图4是本发明一种环形内密封垫的示意图；

图5是本发明一种外密封套的示意图；

图6是本发明半环体主体部分的截面示意图；

图7是本发明半环体对合端面的示意图（不包括密封件）；

图8是本发明一种半环铁心的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

如图1-图8所示，本发明涉及一种防水型开启式电流互感器，包括上、下半环铁心26和分别容纳所述上、下半环铁心的上、下半环壳体9、4，可以将下半环铁心和下半环壳体组成的半环体称为第一半环体，将上半环铁心和上半环壳体组成的半环体称为第二半环体。现场安装时，将所述上、下半环体分别置于待检测电缆的上方和下方并相互对合，将待测导线夹在对合后形成的环形中间，这种互感器的安装和拆卸都不需要动电缆。

所述上、下半环铁心26相互对合（即端面与端面相互贴合的对接），所述端面磁片有一层塑性相对较高、导磁性好的软铁片28，可以采用导电胶粘贴，或者压合实现端面磁片在半环铁心主体部分端面上的固定，所述软铁片28在外部挤压力的作用下根据接触面的形状发生变形，使所述软铁片28与所述半环铁心的切割面之间，以及相互对接的两个所述软铁片28之间都能够达到很好的接触。

可以在所述上半环铁心和/或所述下半环铁心上设有二次绕组，所述上、下半环铁心的对接端分别设置有各自的环形内密封垫，所述环形内密封垫与所述半环壳体的内壁之间设置嵌装配合结构，例如凹槽及能够嵌入凹槽中的凸棱。当所述上、下半环铁心26相互对接时，两个所述环形内密封垫12相互压紧，使所述上、下半环铁心26和所述二次绕组处于密封环境中，隔绝外界环境的侵扰。

所述上、下半环铁心采用环氧树脂浇筑在所述半环壳体内。同时，由于所述环氧树脂3的存在，也使所述下半环铁心和/或所述上半环铁心与相应的二次绕组之间彼此绝缘。

优选地，所述半环壳体的一个侧面敞口，形成一个横截面呈u形的槽形半环壳体，通过这个敞口位置将所述上、下半环铁心26装入所述半环壳体的内腔里，所述半环壳体的内腔截面大于所述上、下半环铁心的截面，所述上、下半环铁心26外通常可以缠绕绝缘胶带，实现整体的紧固和绝缘。所述环氧树脂形成对相应半环铁心26的环形包围，这样保证所述二次绕组与所述上、下半环铁心26在整个截面上都能够很好的绝缘，所述环氧树脂3的外侧面形成所述半环壳体敞口侧的侧面，另外此时所述半环壳体只起到支撑和加固的作用，所述上、下半环铁心在任一方向上都没有与所述壳体相接触。

优选地，所述环形内密封垫12设有沿轴向延伸的凸起23或凹槽，所述半环壳体的内壁上设有与所述半环壳体上的凸起23或凹槽相配合的凹槽25或凸起，便于将所述环形内密封垫固定在所述半环壳体内，由于所述半环壳体的内壁的较薄，所述环形内密封垫12为柔性材料，为保证所述环形内密封垫12的固定需要深度较大的凹槽，故优选在所述半环壳体的内壁设凸起，所述环形内密封垫设置凹槽；若选择在所述半环壳体的内壁设凹槽，则优选在所述壳体的内壁设两条相互平行的凸起中间形成凹槽，不仅不会削弱所述半环壳体的强度，反而起到加强的作用。

所述环形内密封垫12在所述半环壳体敞口侧的侧面上设有沿径向延伸的凹槽22，这个凹槽的深度应低于所述半环壳体侧壁的高度。

优选地，所述上、下半环壳体的对接区域套设有外密封套2，所述外密封套环绕所述半环壳体的对合部位并紧密配合，通过设置所述外密封套2形成密封环境能够将水及大部分气隔绝在外，减小了内部的所述环形内密封垫12受到的环境侵扰，延长装置的使用寿命，同时通过内外双重密封达到更好的密封效果。

优选地，所述环形内密封垫12和所述外密封套2采用硅橡胶硫化成形，优选适于户外的硅橡胶硫化成型，具有密封效果好，具有耐高温、耐寒、耐潮湿等特点。

优选地，所述上、下半环铁心26采用钢带绕制的整圆环沿直径切割形成或者由钢带叠制而成，由切割形成的端面或者由叠制形成的端面磨削光滑，保证所述上、下半环铁心26对接良好，形成闭合磁路。

所述半环铁心端面的磨削宜在去应力处理之后进行。在去应力处理之前，应将半环铁心内圈和外圈的固定钢带27在半环钢带上安装固定好，使用模具和/或夹具从内圈和外圈的固定钢带外侧将整个半环铁心夹紧，模具和夹具可以采用现有现有技术，然后对固定钢带的长边（在半环铁心轴向侧面的边缘）进行磨削，去除固定钢带超过半环铁心轴线侧面的部分，但不伤及（基本上不磨削到）半环铁心的轴向侧面，送入去应力工序依据常规技术或其他适宜技术进行去应力处理，完成去应力工艺后，对半环铁心的端部进行改性环氧树脂涂覆并固化后进行磨削，所述改性环氧树脂为常规的双酚a型环氧树脂为基础，加入相当于双酚a型环氧树脂质量15%的反应性聚酰胺树脂、15%的硅橡胶和2.5%的纳米滑石粉的改性产物，磨削方式采用以砂轮外圆表面磨削的周边磨削方式，磨削方向（砂轮相对于端面的运动方向）为径向，优选由外圈固定钢带向内圈固定钢带的方向，磨削过程中应采用夹具从内圈和外圈的固定钢带外侧将整个半环铁心的端部夹紧，采用这种磨削方式，可以很好地避免磨削过程中因非晶或微晶铁心钢带的高脆性导致边缘破损，端面磨削完成后，在端面上粘结/固定好端面磁片，再进行常规的环氧树脂涂覆或浇注。

优选地，所述上、下半环铁心的内圈和外圈设有固定钢带27，用于防止在打磨过程中导致的边缘破碎现象，所述固定钢带27的外边缘与所述上、下半环铁心的对接面平齐。

优选地，所述上、下半环壳体9、4采用环箍7固定连接在一起，所述半环壳体的外壁设有用于安装所述环箍的环形凹槽24，防止所述环箍7在轴向上发生移动，甚至从所述半环壳体上滑落，所述环形凹槽24的深度大约与所述环箍7的厚度一致。

优选地，所述半环壳体的外壁上在所述环形凹槽24的两侧设有若干组卡爪，每组卡爪包括四个卡爪5，两侧各有两个，同一侧的两个卡爪5开口方向相对，优选所述卡爪5自连接处向开口处开口逐渐增大，每组卡爪之间设有用于固定所述环箍7的卡塞6，所述卡塞7的边缘与所述卡爪5的开口形状相同并能插接在所述卡爪5之间，所述环箍7的连接端通过螺栓8紧固。

优选地，可以下半环壳体上设置浇筑固定在所述环氧树脂内的两个接线端子1，作为二次绕组的连接端，所述下半环壳体9的下方设有安装座10，用于在相应支架上的安装，所述安装座10与所述下半环壳体9一体成型或单独设置。

所述上、下半环壳体等中的上、下仅为表述上的便利，是一种使用方式，不是全部使用方式，不构成对实际使用状态下的上、下方向的限定。

本发明公开的各优选和可选的技术手段，除特别说明外及一个优选或可选技术手段为另一技术手段的进一步限定外，均可以任意组合，形成若干不同的技术方案。