复合铁芯及其制备方法、电流互感器与流程

本申请涉及电气设备领域，尤其涉及一种复合铁芯及其制备方法、电流互感器。

背景技术：

1、电流互感器是电力系统中二次设备采集电流的重要媒介，主要由铁芯和绕组组成，其中铁芯作为电流互感器电磁转换过程中的重要部件，对电流互感器的输出精度和保护倍数有重要影响。

2、需要说明的是，外包硅橡胶的互感器，需要对硅橡胶绝缘层硫化成型才能使其具备较高的应用价值，如耐高温、抗拉强度大以及弹性大等，而在固态硅橡胶模压成型或注射成型过程中产生的压力使得铁芯受力，从而影响互感器的输出精度及保护倍数。

3、目前，传统技术通常采用非晶铁芯解决固态硅橡胶成型工艺中的受力问题，单一的非晶铁芯在工艺上可以满足0.8mpa压力下的测量精度需求，但是在保护倍数方面，需要增加铁芯的窗口面积才能满足，而产品体积增大对生产成本会造成直接影响，单只成本高出2倍以上。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提出了一种复合铁芯及其制备方法、电流互感器，以解决上述问题。

2、根据本申请的第一方面，提供了一种复合铁芯，包括由内向外依次套设的第一硅钢铁芯、非晶铁芯和第二硅钢铁芯；

3、所述第一硅钢铁芯、所述非晶铁芯和所述第二硅钢铁芯均绕制有相应的绕组；

4、所述非晶铁芯的高度小于所述第一硅钢铁芯和所述第二硅钢铁芯，且所述非晶铁芯的顶部及底部外侧均填充有环氧树脂混料；

5、所述环氧树脂混料包括环氧树脂、固化剂和硅粉。

6、作为本申请的一可选实施方案，可选地，所述环氧树脂、所述固化剂和所述硅粉的质量份数比为100：20：180。

7、作为本申请的一可选实施方案，可选地，所述第一硅钢铁芯和所述第二硅钢铁芯的顶部及底部均平齐设置，且所述非晶铁芯位于所述第一硅钢铁芯和所述第二硅钢铁芯的中部。

8、作为本申请的一可选实施方案，可选地，所述非晶铁芯的顶部与所述第一硅钢铁芯的顶部之间的距离，以及所述非晶铁芯的底部与所述第一硅钢铁芯的底部之间的距离，均为5mm。

9、作为本申请的一可选实施方案，可选地，所述第一硅钢铁芯和所述第二硅钢铁芯的厚度相同，均小于所述非晶铁芯的厚度。

10、作为本申请的一可选实施方案，可选地，所述第一硅钢铁芯的窗口面积比重为21%、所述非晶铁芯的窗口面积比重为43%和所述第二硅钢铁芯的窗口面积比重为36%。

11、作为本申请的一可选实施方案，可选地，所述第一硅钢铁芯、所述第二硅钢铁芯和所述非晶铁芯均呈圆环结构状。

12、根据本申请的第二方面，提供了一种复合铁芯的制备方法，用于实现上述任一项所述的复合铁芯的制备，包括如下制备步骤：

13、获取预先制备好的第一硅钢铁芯、非晶铁芯和第二硅钢铁芯；其中所述非晶铁芯的高度小于所述第一硅钢铁芯和所述第二硅钢铁芯；

14、按照所述第一硅钢铁芯、所述非晶铁芯和所述第二硅钢铁芯的顺序由内向外依次绕制绕组；

15、利用预先制备好的环氧树脂混料填充在所述非晶铁芯的顶部和底部外侧，形成密封层后，得到复合铁芯成品；其中所述环氧树脂混料包括环氧树脂、固化剂和硅粉。

16、作为本申请的一可选实施方案，可选地，在制备所述环氧树脂混料时，包括：

17、获取环氧树脂、固化剂和硅粉；

18、将所述环氧树脂、所述固化剂和所述硅粉按照100：20：180的质量份数比混合，搅拌均匀后得到环氧树脂混料。

19、根据本申请的第三方面，提供了一种电流互感器，包括：上述任一项所述的复合铁芯和硅橡胶绝缘套；

20、所述硅橡胶绝缘套包裹在所述第二硅钢铁芯的绕组上。

21、本申请的有益效果：

22、本申请通过由内向外依次设置的第一硅钢铁芯、非晶铁芯和第二硅钢铁芯制备复合铁芯，并按照第一硅钢铁芯、非晶铁芯和第二硅钢铁芯的顺序依次绕制绕组。其中，位于中间的非晶铁芯的高度小于第一硅钢铁芯和第二硅钢铁芯的高度。当最外层的第二硅钢铁芯完成绕制并经过真空退火处理后，在非晶铁芯的顶部外侧及底部外侧均填充环氧树脂混料，利用环氧树脂混料密封非晶铁芯。需要说明的是，本申请的复合铁芯在电气性能方面，充分利用了非晶铁芯初始磁导率高、饱和磁密低的特性，满足仪表的测量精度，同时充分利用了硅钢铁芯初始磁导率低、饱和磁密高的特性，当线路发生短路或接地故障时，硅钢铁芯根据一次电流变化，保障二次电流输出足够功率，满足继电保护倍数。不仅如此，本实施例的环氧树脂混料包括环氧树脂、固化剂和硅粉，通过添加硅粉有效的减小环氧树脂固化后收缩系数，增加密封层硬度，针对性的解决了固态硅橡胶硫化成型工艺过程中，固态硅橡胶模压成型或注射成型产生的压力（压力为20mpa）导致铁芯受力，从而影响电流互感器成品的输出精度和保护倍数的问题，无需增加铁芯的窗口面积即可满足保护倍数的需求，节约了生产和维护成本。

23、根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本申请的其它特征及方面将变得清楚。

技术特征：

1.一种复合铁芯，其特征在于，包括由内向外依次套设的第一硅钢铁芯、非晶铁芯和第二硅钢铁芯；

2.根据权利要求1所述的复合铁芯，其特征在于，所述环氧树脂、所述固化剂和所述硅粉的质量份数比为100：20：180。

3.根据权利要求1所述的复合铁芯，其特征在于，所述第一硅钢铁芯和所述第二硅钢铁芯的顶部及底部均平齐设置，且所述非晶铁芯位于所述第一硅钢铁芯和所述第二硅钢铁芯的中部。

4.根据权利要求3所述的复合铁芯，其特征在于，所述非晶铁芯的顶部与所述第一硅钢铁芯的顶部之间的距离，以及所述非晶铁芯的底部与所述第一硅钢铁芯的底部之间的距离，均为5mm。

5.根据权利要求1所述的复合铁芯，其特征在于，所述第一硅钢铁芯和所述第二硅钢铁芯的厚度相同，均小于所述非晶铁芯的厚度。

6.根据权利要求1所述的复合铁芯，其特征在于，所述第一硅钢铁芯的窗口面积比重为21%、所述非晶铁芯的窗口面积比重为43%和所述第二硅钢铁芯的窗口面积比重为36%。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的复合铁芯，其特征在于，所述第一硅钢铁芯、所述第二硅钢铁芯和所述非晶铁芯均呈圆环结构状。

8.一种复合铁芯的制备方法，用于实现上述权利要求1-7中任一项所述的复合铁芯的制备，其特征在于，包括如下制备步骤：

9.根据权利要求8所述的复合铁芯的制备方法，其特征在于，在制备所述环氧树脂混料时，包括：

10.一种电流互感器，其特征在于，包括：权利要求1-7中任一项所述的复合铁芯和硅橡胶绝缘套；

技术总结
本申请涉及一种复合铁芯及其制备方法、电流互感器，该复合铁芯包括由内向外依次套设的第一硅钢铁芯、非晶铁芯和第二硅钢铁芯；第一硅钢铁芯、非晶铁芯和第二硅钢铁芯均绕制有相应的绕组；非晶铁芯的高度小于第一硅钢铁芯和第二硅钢铁芯，且非晶铁芯顶部及底部外侧均填充有环氧树脂混料；环氧树脂混料包括环氧树脂、固化剂和硅粉。通过在非晶铁芯内外两侧增设硅钢铁芯，并填充环氧树脂混料。其中添加硅粉有效的减小环氧树脂固化后收缩系数，增加密封层硬度，解决固态硅橡胶模压成型或注射成型产生的压力导致铁芯受力，影响电流互感器成品的输出精度和保护倍数的问题，无需增加铁芯窗口面积，相应产品体积较小且成本更低。

技术研发人员：刘百良,张仲魁,孙晓东,郭志红
受保护的技术使用者：甘肃恒源利通电气有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16