本发明属于高压互感器制造领域,适用于交流电流、电压、电能测量及继电保护。
现有高压互感器的主绝缘结构有油浸式,环氧树脂浇注式,丁基橡胶压注式(见1977年9月第一版《电机工程手册》第25篇;沈阳变压器研究所1984年5月编印的《0.5,10,35千伏互感器更新换代产品介绍》)。这几种结构存在着如下几个问题:从准确级次角度看,线圈浇注环氧树脂后就无法调整,器身浇注环氧树脂后,由于环氧固化应力导致磁性能下降,也无法调整,所以提高环氧树脂互感器的准确级次很困难。油浸式互感器准确级次的调整,需重新抽真空,工艺复杂。从绝缘角度看,环氧树脂介电系数为5至6,使互感器局部放电量超差。环氧树脂击穿长度为6千伏/毫米,且浇注时无法确保线圈或器身不发生偏移及环氧树脂不产生气孔、砂眼,故只能靠增加绝缘厚度来提高绝缘水平,造成互感器体积大,重量重,同时浇注时污染环境,长期操作易患职业病。油浸式互感器体积大,变压器油易氧化、受潮,影响绝缘水平,同时变压器油容易发生火灾事故,污染环境。从动稳定角度看,在较大的动稳定电流所产生的电动力作用下,浇注式互感器易造成环氧开裂,油浸式互感器易发生涨箱现象,造成互感器报废。
本发明的任务是提供一种新型高压互感器,从而便于制造,有利于提高高压互感器的准确级次、绝缘强度、动稳定性和经济效益。
本发明任务的解决方法是:高压互感器一次线圈主绝缘采取组合结构,并选取具有良好的交流特性及机械性能的热塑性绝缘材料,如聚丙烯,作为主绝缘材料。该组合结构由两部分电气绝缘件相嵌而成,为解决爬电距离,相嵌处呈凹凸状。同时由于热塑性材料具有韧性,所以该结构产品可获得良好动稳定性能。
本发明的一个实施例是:额定工作电压10千伏、准确级次0.2级、二次额定负荷15伏安、户内装置的电流互感器。以下参照附图,结合实施例,对本发明作详细描述。
图1是10千伏高压电流互感器的主视图。1.电气绝缘体(绝缘盒),2.隔板,3.压板,4.铁芯,5.底脚。
图2是图1的A-A剖视图。6.垫圈,7.端圈压板,8.绝缘端圈,9.螺杆调节装置,10.电气绝缘件(凸型),11.电气绝缘件(凹型),12.缓冲层,13.一次线圈,14.二次线圈,15.线圈骨架,16.接线盒。
图3是图2的B-B剖视图。17.一次接头片。
按照热塑性材料成型工艺,将聚丙烯熔融后,注入模具制成绝缘盒预制件,(凸型电气绝缘件〔10〕,凹型电气绝缘件〔11〕。)然后将一次线圈〔13〕绕好,经烘干、浸漆、绝缘处理后,置入电气绝缘件〔11〕中,再将电气绝缘件〔10〕与〔11〕相嵌并紧固。一次线圈与绝缘盒的相对位置可通过螺杆调节装置〔9〕进行调节。二次线圈绕在骨架上套入铁芯,一次线圈置于绝缘盒内再套于二次线圈骨架外,经紧固件装配而成一整体。接线盒〔16〕将二次侧出线与负载相连接。
本发明与现有技术相比,有如下优点:
1.由于主绝缘采用预制件组合结构,所以工艺一致性好,装配简单,可随意调整误差值,准确级次可达0.2级,达到国际电工委员会标准。
2.由于聚丙烯介电系数为2.2,使互感器局部放电量小于30微微库。并由于聚丙烯击穿长度为30千伏/毫米至35千伏/毫米,比环氧树脂强5倍,故主绝缘厚度可以减少。与浇注式互感器相比,可缩小体积百分之五十,减轻重量百分之五十。
3.由于聚丙烯吸水率小于百分之零点零二,制造过程中不必抽真空,故可利用生产低压电气产品的设备、工艺、方法,生产高压电器产品。且在运行中不受环境湿度影响。
4.由于主绝缘盒采用聚丙烯制成呈凹凸状的两部分后相嵌组装而成,故在较大的动稳定电流产生的电动力作用下,绝缘不受破坏。10千伏电流互感器在电流比在100比5以下时,动稳定电流比为5倍,电流比在100比5以上时,动稳定电流比为3.5倍,超过国际电工委员会标准规定。
5.由于绝缘盒采用凹凸形组合结构,爬电距离大于150毫米。
6.浇注式和油浸式互感器生产周期为36至72小时,而组合件预制一套只要3至4分钟。
7.小型真空浇注设备或真空油浸设备,每套投资需20万元至30万元,而采用组合工艺设备投资仅需2万元至3万元,且不会污染环境及患职业病。
8.采用组合结构(组合工艺)生产高压互感器,比用浇注工艺或油浸工艺生产高压互感器,其经济效益可提高百分之二十以上。
1、一种高压互感器,由铁芯[4]及套在铁芯上的一次线圈[13]和二次线圈[14]等部件组装构成,本发明的特征在于:线圈[13]的高压主绝缘,采用由绝缘材料预制成形的组合式电气绝缘件(绝缘盒)[1]。
2、根据权利要求1的高压互感器,其特征是:制作该绝缘盒的绝缘材料是聚丙烯。
3、根据权利要求1或2的高压互感器,其特征是:该绝缘盒由凸型电气绝缘件〔10〕,凹型电气绝缘件〔11〕,相嵌而成。
4、根据权利要求3的高压互感器,其特征是:绝缘盒里设有调整一次线圈与二次线圈相对位置的螺杆调节装置。