開(kāi)關(guān)設(shè)備用干式電壓互感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種開(kāi)關(guān)設(shè)備用干式電壓互感器，其特征在于矩形鐵芯的兩個(gè)芯柱上分別設(shè)有匝數(shù)和幾何尺寸完全相同的平衡繞組，在兩平衡繞組的外部分別設(shè)有匝數(shù)和幾何尺寸相同且相互串接的串級(jí)式高壓一次繞組，串聯(lián)接頭處與鐵芯做等電位連接，其中一高壓一次繞組的外部設(shè)有低壓二次繞組，絕緣吊裝件設(shè)置在低壓繞組側(cè)，其一端固定在鐵芯的鐵軛上，在高壓一次繞組、低壓二次繞組、裸露鐵芯、以及高、低壓引線的外部均設(shè)置有一定曲率半徑和厚度的緩沖屏蔽層，在干式電壓互感器器身外部設(shè)有絕緣保護(hù)體，位于開(kāi)關(guān)設(shè)備氣室外的絕緣保護(hù)體表面依次設(shè)有鋁膜層和不銹鋼殼體。其特點(diǎn)是降低了鐵芯勵(lì)磁損耗，空載電流小，承受過(guò)電壓能力高，能夠滿足66kV開(kāi)關(guān)設(shè)備使用要求。
【專利說(shuō)明】開(kāi)關(guān)設(shè)備用干式電壓互感器 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電壓互感器，特別是電力配電系統(tǒng)中66kV氣體絕緣開(kāi)關(guān)設(shè)備用 干式電壓互感器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力配電系統(tǒng)中66kV氣體絕緣開(kāi)關(guān)設(shè)備C-GIS向小型化、智能化以及結(jié)構(gòu) 模塊化方向發(fā)展，開(kāi)關(guān)設(shè)備體積相比傳統(tǒng)設(shè)備減小了近2/3。已有的用于66kV開(kāi)關(guān)設(shè)備上 的電壓互感器，因其鐵芯、繞制在鐵芯上的高壓一次繞組和低壓二次繞組以及平衡繞組等 部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不夠合理，且采用變壓器油作為復(fù)合絕緣，使得電壓互感器的體積大，重量 重，已不能滿足小型化開(kāi)關(guān)設(shè)備的使用要求。而用環(huán)氧樹脂澆注的干式電壓互感器，雖然具 有體積小、全封閉、無(wú)油、免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，但因絕緣保護(hù)的電壓等級(jí)較低，只適合在電壓等級(jí) 較低即40kV及以下電壓等級(jí)的場(chǎng)合使用，用在66kV的開(kāi)關(guān)設(shè)備上，容易發(fā)生擊穿，影響電 網(wǎng)的正常運(yùn)行，使用范圍受到限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種體積小、安全系數(shù)高、免維護(hù)、能夠在66kV電壓級(jí)別 的高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備上使用的干式電壓互感器。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種開(kāi)關(guān)設(shè)備用干式電壓互感器，包括絕緣保護(hù)體、絕緣吊 裝件、高壓一次繞組、低壓二次繞組、平衡繞組、鐵芯，其特征在于矩形鐵芯的兩個(gè)芯柱上分 別設(shè)有匝數(shù)和幾何尺寸完全相同的平衡繞組，在兩平衡繞組的外部分別設(shè)有匝數(shù)和幾何尺 寸相同且相互串接的串級(jí)式高壓一次繞組，串聯(lián)接頭處與鐵芯做等電位連接，其中一高壓 一次繞組的外部設(shè)有低壓二次繞組，絕緣吊裝件設(shè)置在低壓繞組側(cè)，其一端固定在鐵芯的 鐵軛上，在高壓一次繞組、低壓二次繞組、裸露鐵芯以及高、低壓引線的外部均設(shè)置有一定 曲率半徑和厚度的緩沖屏蔽層，由絕緣吊裝件、高壓一次繞組、低壓二次繞組、平衡繞組、鐵 芯組成干式電壓互感器的器身，其外部設(shè)有由環(huán)氧樹脂澆注而成的絕緣保護(hù)體，絕緣保護(hù) 體的表面依次設(shè)有鋁膜層和不銹鋼殼體。
[0005]所述的絕緣吊裝件是由金屬連接板和絕緣吊裝柱連接構(gòu)成，金屬連接板一端呈錐 形，且位于絕緣吊裝柱內(nèi)，金屬連接板錐形頂端設(shè)有鋼珠，與鋼珠相對(duì)應(yīng)的絕緣吊裝柱周壁 上設(shè)有尖端屏蔽的屏蔽部件。
[0006]與鋼珠相對(duì)應(yīng)的絕緣吊裝柱周壁上設(shè)有環(huán)形導(dǎo)向槽，導(dǎo)向槽內(nèi)設(shè)有用于尖端屏蔽 的屏蔽部件。
[0007]所述的屏蔽部件為屏蔽彈簧圈。
[0008]所述的緩沖屏蔽層是由內(nèi)層緩沖層和外層屏蔽層兩部分構(gòu)成，其中內(nèi)層緩沖層 采用彈性材料制成，外層屏蔽層由半導(dǎo)體材料制成。
[0009]本發(fā)明采用了具有勵(lì)磁損耗低，空載電流小，承受過(guò)電壓能力高的矩形鐵芯，可 以應(yīng)對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中因各種原因產(chǎn)生的過(guò)電壓，矩形鐵芯的兩個(gè)芯柱上分別設(shè)置匝數(shù)和幾何尺寸完全相同的平衡繞組，以平衡鐵芯兩個(gè)芯柱的磁動(dòng)勢(shì)，增加磁耦合效果。將高壓一 次繞組分為匝數(shù)和幾何尺寸相等的兩級(jí)，分別繞制在矩形鐵芯兩芯柱上的平衡繞組外部， 串聯(lián)接頭處與鐵芯做等電位聯(lián)接。低壓二次繞組繞制在一高壓一次繞組的外面。在高壓一 次繞組、低壓二次繞組、裸露鐵芯以及高、低壓引線的外部均設(shè)置有一定曲率半徑和厚度的 緩沖屏蔽層，由絕緣吊裝件、高壓一次繞組、低壓二次繞組、平衡繞組、鐵芯組成干式電壓互 感器的器身，器身外部真空澆注環(huán)氧樹脂形成絕緣保護(hù)體，絕緣保護(hù)體的形狀可以根據(jù)設(shè) 計(jì)要求制成各種幾何形狀。設(shè)置了由內(nèi)層緩沖層和外層屏蔽層兩部分構(gòu)成的緩沖屏蔽層， 其中緩沖層采用彈性材料制成，如壓縮海綿和硅橡膠材料，屏蔽層有半導(dǎo)體材料制成，如 半導(dǎo)體粘帶和半導(dǎo)體皺紋紙，以消除環(huán)氧樹脂固化成型或產(chǎn)品運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的各種應(yīng)力，并 改善場(chǎng)強(qiáng)分布。電壓互感器制造過(guò)程中吊裝鐵芯及在鐵芯上安裝其它部件所用的絕緣吊裝 件，是由金屬連接板和絕緣吊裝柱構(gòu)成，金屬連接板的一端固定在鐵芯鐵軛上，呈錐形的另 一端澆注在絕緣吊裝柱內(nèi)，在其錐形頂端連接有鋼珠，鋼珠的設(shè)置可以防止發(fā)生金屬連接 板尖端部集中放電，均勻電場(chǎng)分布，同時(shí)還能有效防止金屬連接板與絕緣吊裝柱兩者分離， 保證連接的可靠性。在與鋼珠相對(duì)應(yīng)的絕緣吊裝柱周壁上設(shè)有環(huán)形導(dǎo)向槽，導(dǎo)向槽內(nèi)設(shè)有 屏蔽部件，屏蔽部件與鐵芯外部的屏蔽層相連接，進(jìn)一步優(yōu)化內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)分布，徹底將內(nèi)部 高壓尖端屏蔽在高壓電場(chǎng)內(nèi)部。在電壓互感器絕緣保護(hù)體表面進(jìn)行噴砂處理后，噴上一層 鋁膜層，鋁膜層的外表面通過(guò)連接件將不銹鋼殼體固定在絕緣保護(hù)體上，不導(dǎo)磁材料的鋁 膜層及不銹鋼殼體，將電壓互感器內(nèi)部帶電器身屏蔽在絕緣保護(hù)體內(nèi)部，使產(chǎn)品外表面放 電幾率為零，產(chǎn)品的電氣性能更加優(yōu)良。
[0010]本發(fā)明的特點(diǎn)是:采用了矩形鐵芯及分布合理的高、低壓繞組和平衡繞組，縮小了 產(chǎn)品的體積，降低了鐵芯勵(lì)磁損耗，空載電流小，承受過(guò)電壓能力高，過(guò)電壓系數(shù)由國(guó)家標(biāo) 準(zhǔn)的1.9倍提高到2.5倍，可以應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中因各種原因產(chǎn)生的過(guò)電壓；絕緣吊裝件采用 預(yù)先澆注，并且絕緣吊裝件與絕緣保護(hù)體材料相同，介電常數(shù)一致，提高了帶電鐵芯與互感 器外部接地部位之間的絕緣強(qiáng)度；球形鋼珠，屏蔽彈簧及導(dǎo)向槽的設(shè)計(jì)，改善了電場(chǎng)分布， 徹底消除了因電場(chǎng)過(guò)于集中出現(xiàn)尖端放電，降低了產(chǎn)品局部放電量，使產(chǎn)品的電氣性能優(yōu) 于國(guó)家互感器標(biāo)準(zhǔn)要求，可以做到局放熄滅電壓IOOkV,超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在87kV的測(cè)量 電壓下，局放小于50pC的要求；鋁膜層與不銹鋼殼體的全屏蔽措施，完全消除了產(chǎn)品外部 放電放象；通過(guò)對(duì)電壓互感器的設(shè)計(jì)，在減小體積的條件下，完全能夠滿足66kV開(kāi)關(guān)設(shè)備 使用要求。
[0011]【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明絕緣吊裝件的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0013]如圖1所示，66kV開(kāi)關(guān)設(shè)備用干式電壓互感器的鐵芯7為矩形，材質(zhì)為27ZH105， 鐵芯承受過(guò)電壓因數(shù)為2.5，為了增加磁耦合效果，在鐵芯兩個(gè)芯柱分別設(shè)置匝數(shù)和幾何 尺寸完全相同的平衡繞組6，以平衡鐵芯兩個(gè)芯柱的磁動(dòng)勢(shì)，增加磁耦合效果。高壓一次繞 組4采用串級(jí)式連接，設(shè)置匝數(shù)和幾何尺寸相等的兩級(jí)，分別繞制在鐵芯的兩個(gè)芯柱上，且位于平衡繞組的外部，高壓一次繞組的串聯(lián)連接處與鐵芯做等電壓連接，電壓互感器鐵芯 只承受I / 2的額定一次電壓，采用這種逐級(jí)降壓的結(jié)構(gòu)，既可以改善產(chǎn)品內(nèi)部電場(chǎng)分布， 又可以減小產(chǎn)品的體積。在一高壓一次繞組的外表面繞制低壓二次繞組5。為了便于吊裝 制造電壓互感器，在靠低壓二次繞組側(cè)的鐵芯鐵軛上分別對(duì)稱固定連接有絕緣吊裝件14， 絕緣吊裝件是由金屬連接板19和絕緣吊裝柱20連接構(gòu)成，見(jiàn)圖2，金屬連接板一端固定連 接在鐵芯鐵軛上，另一端呈錐形嵌入在絕緣吊裝柱內(nèi)，錐形頂端焊接有鋼珠12，與鋼珠相對(duì) 的絕緣吊裝柱周壁上設(shè)有環(huán)形導(dǎo)向槽13，導(dǎo)向槽內(nèi)設(shè)有用于尖端屏蔽的屏蔽部件為屏蔽彈 簧15。在高壓一次繞組、低壓二次繞組、平衡繞組、裸露的鐵芯以及高、低壓引線10、16的外 部均設(shè)置有緩沖屏蔽層21，它由內(nèi)層緩沖層和外層屏蔽層構(gòu)成，緩沖層由壓縮海綿和硅橡 膠兩種材料制成，屏蔽層為半導(dǎo)體粘帶和半導(dǎo)體皺紋紙制成，緩沖屏蔽層厚度為互感器該 厚度方向總長(zhǎng)度的1.8/100，緩沖屏蔽層的設(shè)置實(shí)現(xiàn)了互感器的全屏蔽，通過(guò)消除應(yīng)力和改 善電場(chǎng)分布，保證互感器在體積減小和電壓等級(jí)高的條件下安全可靠運(yùn)行。在互感器器身 的外部真空條件下澆注環(huán)氧樹脂形成絕緣保護(hù)體3，絕緣保護(hù)體的形狀尺寸根據(jù)安裝空間 及設(shè)計(jì)要求確定，安裝在開(kāi)關(guān)設(shè)備氣室外的絕緣保護(hù)體，其裸露的表面進(jìn)行噴砂處理后再 噴上一層鋁膜層2，鋁膜層的外表面設(shè)有不銹鋼殼體1，通過(guò)連接件固定連接在絕緣保護(hù)體 上。在電壓互感器的環(huán)氧樹脂絕緣保護(hù)體的外部設(shè)置不導(dǎo)磁材料的鋁膜層和不銹鋼殼體， 實(shí)現(xiàn)電壓互感器全屏蔽，使電壓互感器外表面放電幾率為零。電壓互感器的高壓引線端設(shè) 有絕緣柱11、安裝法蘭8和絕緣套管9，絕緣套管為錐形，其表面要求光潔，尺寸精確，以確 保與C-GIS氣室內(nèi)的內(nèi)錐絕緣子正確配合，避免發(fā)生高壓沿面爬電現(xiàn)象。低壓引線的端部 設(shè)有金屬電纜防水接頭17。為方便移動(dòng)和安裝，在產(chǎn)品的上部設(shè)置四個(gè)安裝吊環(huán)18。
【權(quán)利要求】
1.一種開(kāi)關(guān)設(shè)備用干式電壓互感器，包括絕緣保護(hù)體、絕緣吊裝件、高壓一次繞組、低 壓二次繞組、平衡繞組、鐵芯，其特征在于矩形鐵芯的兩個(gè)芯柱上分別設(shè)有匝數(shù)和幾何尺寸 完全相同的平衡繞組，在兩平衡繞組的外部分別設(shè)有匝數(shù)和幾何尺寸相同且相互串接的串 級(jí)式高壓一次繞組，串聯(lián)接頭處與鐵芯做等電位連接，其中一高壓一次繞組的外部設(shè)有低 壓二次繞組，絕緣吊裝件設(shè)置在低壓繞組側(cè)，其一端固定在鐵芯的鐵軛上，在高壓一次繞 組、低壓二次繞組、裸露鐵芯以及高、低壓引線的外部均設(shè)置有一定曲率半徑和厚度的緩沖 屏蔽層，由絕緣吊裝件、高壓一次繞組、低壓二次繞組、平衡繞組、鐵芯組成干式電壓互感器 的器身，其外部設(shè)有由環(huán)氧樹脂澆注而成的絕緣保護(hù)體，絕緣保護(hù)體的表面依次設(shè)有鋁膜 層和不銹鋼殼體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開(kāi)關(guān)設(shè)備用干式電壓互感器，其特征在于所述的絕緣吊裝 件是由金屬連接板和絕緣吊裝柱連接構(gòu)成，金屬連接板一端呈錐形，且位于絕緣吊裝柱內(nèi)， 金屬連接板錐形頂端設(shè)有鋼珠，與鋼珠相對(duì)應(yīng)的絕緣吊裝柱周壁上設(shè)有尖端屏蔽的屏蔽部 件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開(kāi)關(guān)設(shè)備用干式電壓互感器，其特征在于與鋼珠相對(duì)應(yīng)的絕 緣吊裝柱周壁上設(shè)有環(huán)形導(dǎo)向槽，導(dǎo)向槽內(nèi)設(shè)有用于尖端屏蔽的屏蔽部件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的開(kāi)關(guān)設(shè)備用干式電壓互感器，其特征在于所述的屏蔽部件 為屏蔽彈簧圈。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開(kāi)關(guān)設(shè)備用干式電壓互感器，其特征在于所述的緩沖屏蔽 層是由內(nèi)層緩沖層和外層屏蔽層兩部分構(gòu)成，其中內(nèi)層緩沖層采用彈性材料制成，外層屏 蔽層由半導(dǎo)體材料制成。
【文檔編號(hào)】H01F27/06GK103578725SQ201210251706
【公開(kāi)日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2012年7月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月20日
【發(fā)明者】馬曉彬, 惠兆鵬, 李中男, 王繼元, 于敬宏 申請(qǐng)人:大連第一互感器有限責(zé)任公司