專利名稱：一種電壓互感器高壓線圈及其制備方法
一種電壓互感器高壓線圈及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高壓電器領(lǐng)域，涉及一種電壓互感器及其制備方法，尤其是一種電壓互感器高壓線圈及其制備方法。
背景技術(shù)：
電壓互感器作為電力系統(tǒng)高壓設(shè)備中重要組成器件之一，分為測量用和保護用兩種。在高壓、超高壓電力系統(tǒng)中，普遍使用的電磁式電壓互感器，采用單級式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)中的高壓全部由高壓線圈承擔(dān)。因此，電壓互感器高壓線圈幾何尺寸很大，尤其是線圈徑向尺寸。若線圈卷繞過程中漆包線排列、薄膜卷繞不平整，線圈出現(xiàn)鼓包、皺褶等現(xiàn)象，不僅影響產(chǎn)品的電氣絕緣性能，而且還可能在生產(chǎn)和運輸過程引起線圈軸向竄動，降低產(chǎn)品的運行可靠性。缺陷嚴(yán)重時，甚至引起產(chǎn)品爆炸，嚴(yán)重影響了系統(tǒng)運行安全。為了避免以上隱患對電力系統(tǒng)造成的不必要損失和運行安全，針對現(xiàn)有高壓線圈卷繞工藝進行研究和改進是十分必要和迫切的。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種電壓互感器高壓線圈及其制備方法，以滿足電力系統(tǒng)安全運行的需求。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種電壓互感器高壓線圈，包括骨架、導(dǎo)線、薄膜；所述骨架上繞有線圈；導(dǎo)線采用漆包圓銅線；所述線圈由導(dǎo)線繞成，相鄰導(dǎo)線層之間繞有2 6層薄膜；線圈外周纏繞有若干層薄膜；外層導(dǎo)線的纏繞圈數(shù)較相鄰的內(nèi)層導(dǎo)線的纏繞圈數(shù)遞減1 2圈。繞完一層導(dǎo)線后再在其上纏繞薄膜。線圈由導(dǎo)線沿骨架軸線呈S形左右往復(fù)繞制而成。薄膜為PET聚酯薄膜。一種電壓互感器高壓線圈的制備方法，包括以下步驟1)、先用薄膜在骨架外表面卷繞；2)、將漆包線用電工膠帶固定在薄膜上；3)、留出一段漆包線作線圈低壓端引出線；4)、用漆包線沿骨架軸向均勻繞制線圈，繞完一層導(dǎo)線后再在其上纏繞2 6層薄膜，然后再繼續(xù)繞制下一層；5)、漆包線達到規(guī)定的圈數(shù)后，在其外部包繞薄膜；6)、將漆包線末端引出作高壓端引線；7)、將繞好的線圈放進烘箱中，在固化溫度100°C的條件下固化6小時，進行烘干固化處理。步驟1)中薄膜卷繞層數(shù)為3層；所述步驟2、中漆包線起頭部位距離薄膜端部 30mm ；所述步驟3)中低壓端引出線的長度為200mm。
所述步驟4)中漆包線沿骨架軸向呈S形左右往復(fù)卷繞，導(dǎo)線節(jié)距0. 3mm，線圈卷繞時漆包線張力控制在1. 8 3N，分若干層均勻排列，每2層漆包線間包繞2 6層薄膜。步驟4)中外層導(dǎo)線的纏繞圈數(shù)較相鄰的內(nèi)層導(dǎo)線的纏繞圈數(shù)遞減1 2圈。步驟6)中高壓端引出線的長度為300mm;步驟5)中漆包線外部包繞10層薄膜 ⑶。薄膜為PET聚酯薄膜。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點漆包線的線徑、排列方式和張力控制是影響電壓互感器高壓線圈卷繞質(zhì)量的主要因素。若導(dǎo)線直徑過大，則卷繞時需要較大的張緊力，而張緊力過大，線圈層間絕緣用薄膜則容易產(chǎn)生皺褶、鼓包和受損，導(dǎo)線外層絕緣漆膜也容易受損。若導(dǎo)線太細，則卷繞時所需張緊力較小，而張緊力過小，線圈層間絕緣用薄膜則松弛，線圈中導(dǎo)線和薄膜容易產(chǎn)生滑動，使產(chǎn)品電氣和機械性能下降。另外，導(dǎo)線排列不合理，也容易引起線圈皺褶和鼓包現(xiàn)象，從而影響線圈的卷繞質(zhì)量和產(chǎn)品的運行可靠性。因此，選擇合適線徑的導(dǎo)線，以及合理的導(dǎo)線排列方式就顯得十分重要。電壓互感器高壓線圈設(shè)計尺寸隨所承受電壓不同而不同，電壓等級越高，線圈徑向和軸向尺寸越大。為減小線圈尺寸，本發(fā)明采用了幅寬由下到上逐層遞減的“梯形”層式絕緣結(jié)構(gòu)。導(dǎo)線卷繞采用沿線圈軸向呈“S”形軌跡均勻排列方式，即每層導(dǎo)線只有在繞完規(guī)定的圈數(shù)后，才能進行下一層的卷繞，每2層導(dǎo)線間包繞2 6層薄膜，以達到將層間電壓隔離，起到電氣絕緣的目的。導(dǎo)線選用Φ0. 14 0.3mm高強度漆包圓銅線，拉伸強度適宜。 線圈卷繞時導(dǎo)線張力控制在1. 8 3N。薄膜采用PET聚酯薄膜，電氣性能優(yōu)良、加熱固化后有很高的機械強度。以上措施，解決了線圈卷繞時鼓包、薄膜皺褶、線圈松動和軸向滑移現(xiàn)象，滿足了對線圈電氣、機械性能和三維運輸沖擊加速度不小于5G的要求。此結(jié)構(gòu)線圈在裝配和轉(zhuǎn)運過程中不易受到外力影響而變形，保證了線圈性能穩(wěn)定、可靠。本發(fā)明通過對導(dǎo)線排列方式的改進、導(dǎo)線線徑的選取、以及對導(dǎo)線和薄膜卷繞時張力的合理控制，有效地防止了線圈鼓包、松動、薄膜和導(dǎo)線發(fā)生竄動的現(xiàn)象。整個線圈截面采用了幅寬由下到上逐層遞減的“梯形”層式絕緣結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)的線圈絕緣結(jié)構(gòu)合理、緊湊，體積小，電場分布均勻，線圈機械強度高，使得線圈在裝配、運輸和使用過程不容易受外力影響而變形，保證了高壓線圈的機械和電氣絕緣性能穩(wěn)定性和可靠性。

圖1為本發(fā)明的線圈主視圖；圖2為本發(fā)明的線圈左視圖；圖3為本發(fā)明的線圈包扎主視圖；圖4為本發(fā)明的線圈包扎左視圖；圖5為本發(fā)明的線圈導(dǎo)線排列圖；其中1為高壓引出線；2為低壓引出線；3為骨架；4為導(dǎo)線；5為薄膜。
具體實施方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細描述
請參閱圖1至圖5所示，本發(fā)明一種電壓互感器高壓線圈，包括骨架3、導(dǎo)線4、薄膜5 ；骨架上3繞有線圈；導(dǎo)線4采用漆包圓銅線；薄膜5采用PET聚酯薄膜，卷繞在2層導(dǎo)線4之間，以及線圈的最外層和最里層；薄膜5絕緣強度高，耐SF6氣體及其分解物腐蝕。本發(fā)明電壓互感器高壓線圈的制備方法，按照如下步驟(1)先用薄膜5在骨架3外表面卷繞；(2)將漆包線4用電工膠帶固定在薄膜5上。(3)留出足夠長度的漆包線4作線圈低壓端引出線2用；(4)用漆包線4沿骨架3軸向均勻繞制線圈，每2層漆包線間包繞薄膜5。(5)漆包線4達到規(guī)定的圈數(shù)后，在其外部包繞薄膜5。(6)將漆包線4末端引出作高壓端引線1用。(7)對繞好的線圈放進烘箱中，進行烘干固化處理。所述步驟(1)薄膜5卷繞層數(shù)為3層。所述步驟(2)漆包線4起頭部位距離薄膜端部30mm。所述步驟(3)低壓端引出線長度200mm。所述步驟(4)漆包線4沿骨架3軸向呈“S”形左右往復(fù)，分若干層均勻排列，每2 層漆包線4間包繞2 6層薄膜5。所述步驟( 漆包線4外部包繞10層薄膜5。所述步驟(6)高壓端引出線長度300mm。所述步驟(7)線圈固化溫度100°C，6小時。實施例1 先用薄膜5在骨架3外表面卷繞3層，將導(dǎo)線4距離薄膜5端部30mm處用電工膠帶固定在薄膜5上，引出長度200mm作低壓端引出線2用；為避免線圈卷繞時發(fā)生皺褶、鼓包，將導(dǎo)線4卷繞采用沿線圈軸向呈“S”形軌跡均勻排列方式，即每層導(dǎo)線只有在繞完規(guī)定的圈數(shù)后，才能進行下一層的卷繞，每2層導(dǎo)線間包繞2 6層薄膜5，以滿足層間絕緣要求；現(xiàn)有技術(shù)中，每層繞一半圈數(shù)的導(dǎo)線，卷繞兩層薄膜，然后再繞另一半圈數(shù)的導(dǎo)線，然后再繞兩層薄膜，這樣在中間處線圈容易鼓包、松動、薄膜和導(dǎo)線發(fā)生竄動；本發(fā)明每層導(dǎo)線只有在繞完規(guī)定的圈數(shù)后，才能進行下一層的卷繞，每2層導(dǎo)線間包繞2 6層薄膜5 ；這樣不但省薄膜，而且線圈不會出現(xiàn)鼓包、松動、薄膜和導(dǎo)線發(fā)生竄動的現(xiàn)象。卷繞線圈時，外層導(dǎo)線的圈數(shù)較相鄰的內(nèi)層導(dǎo)線的圈數(shù)遞減1 2圈，這樣卷繞完成后的線圈截面呈梯形，相對于現(xiàn)有技術(shù)相鄰層導(dǎo)線呈臺階狀，可以使電場分布更加均勻。卷繞完規(guī)定圈數(shù)后，再包繞10層薄膜5，并在規(guī)定位置打孔將導(dǎo)線引出300mm作高壓引出線1用。對繞好的線圈放進烘箱中，進行烘干固化處理，線圈固化溫度100°C，6小時。導(dǎo)線4選用Φ0. 14 0. 3mm高強度漆包圓銅線，拉伸強度適宜，線圈卷繞時導(dǎo)線4張力控制在1. 8 3牛頓，導(dǎo)線節(jié)距0. 3mm。以上措施，有效的提高了導(dǎo)線4排列平整度、松緊度，以及薄膜5卷繞的平整度、松緊度，解決了線圈卷繞時鼓包、薄膜皺褶、線圈松動和軸向滑移現(xiàn)象，滿足了對線圈電氣性能、機械性能和三維運輸沖擊加速度不小于5G的要求。對本發(fā)明所制備的電壓互感器線圈進行驗證試驗，采用GB1207-2006《電磁式電壓互感器》和工廠、電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對產(chǎn)品電氣、機械運輸性能進行驗證。主要試驗項目為感應(yīng)耐壓試驗、局部放電測量、雷電沖擊試驗、運輸顛震試驗。由于電磁式電壓互感器有磁飽和現(xiàn)象，因此，進行感應(yīng)耐壓試驗、局部放電測量時，使用100 150Hz變頻電源進行試驗。運輸顛震試驗用專用顛震平臺和三維沖撞記錄儀進行試驗、測量，以達到標(biāo)準(zhǔn)對線圈必須滿足三維沖擊加速度不小于5G的要求。 以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實施方式
僅限于此，對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單的推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定專利保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種電壓互感器高壓線圈，其特征在于包括骨架(3)、導(dǎo)線、薄膜(5)；所述骨架(3)上繞有線圈；導(dǎo)線(4)采用漆包圓銅線；所述線圈由導(dǎo)線(4)繞成，相鄰導(dǎo)線層之間繞有2 6層薄膜(5)；線圈外周纏繞有若干層薄膜(5)；外層導(dǎo)線的纏繞圈數(shù)較相鄰的內(nèi)層導(dǎo)線的纏繞圈數(shù)遞減1 2圈。
2.如權(quán)利要求1所述一種電壓互感器高壓線圈，其特征在于繞完一層導(dǎo)線(4)后再在其上纏繞薄膜(5)。
3.如權(quán)利要求1所述一種電壓互感器高壓線圈，其特征在于線圈由導(dǎo)線(4)沿骨架(3)軸線呈S形左右往復(fù)繞制而成。
4.如權(quán)利要求1所述一種電壓互感器高壓線圈，其特征在于薄膜(5)為PET聚酯薄膜。
5.一種電壓互感器高壓線圈的制備方法，其特征在于，包括以下步驟1)、先用薄膜( 在骨架C3)外表面卷繞；2)、將漆包線(4)用電工膠帶固定在薄膜(5)上；3)、留出一段漆包線(4)作線圈低壓端引出線O)；4)、用漆包線(4)沿骨架(3)軸向均勻繞制線圈，繞完一層導(dǎo)線(4)后再在其上纏繞 2 6層薄膜(5)，然后再繼續(xù)繞制下一層；5)、漆包線(4)達到規(guī)定的圈數(shù)后，在其外部包繞薄膜(5)；6)、將漆包線(4)末端引出作高壓端引線(1)；7)、將繞好的線圈放進烘箱中，在固化溫度100°C的條件下固化6小時，進行烘干固化處理。
6.如權(quán)利要求5所述的一種電壓互感器高壓線圈的制備方法，其特征在于所述步驟 1)中薄膜( 卷繞層數(shù)為3層；所述步驟幻中漆包線(4)起頭部位距離薄膜( 端部30mm ； 所述步驟3)中低壓端引出線O)的長度為200mm。
7.如權(quán)利要求5所述的一種電壓互感器高壓線圈的制備方法，其特征在于所述步驟 4)中漆包線(4)沿骨架(3)軸向呈S形左右往復(fù)卷繞，導(dǎo)線節(jié)距0. 3mm，線圈卷繞時漆包線(4)張力控制在1.8 3N，分若干層均勻排列，每2層漆包線間包繞2 6層薄膜。
8.如權(quán)利要求5所述的一種電壓互感器高壓線圈的制備方法，其特征在于步驟4)中外層導(dǎo)線的纏繞圈數(shù)較相鄰的內(nèi)層導(dǎo)線的纏繞圈數(shù)遞減1 2圈。
9.如權(quán)利要求5所述的一種電壓互感器高壓線圈的制備方法，其特征在于步驟6)中高壓端引出線(1)的長度為300mm ；步驟5)中漆包線(4)外部包繞10層薄膜(5)。
10.如權(quán)利要求5所述的一種電壓互感器高壓線圈的制備方法，其特征在于薄膜(5) 為PET聚酯薄膜。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電壓互感器高壓線圈及其制備方法，包括骨架、導(dǎo)線、薄膜；所述骨架上繞有線圈；相鄰導(dǎo)線層之間繞有2～6層薄膜；外層導(dǎo)線的纏繞圈數(shù)較相鄰的內(nèi)層導(dǎo)線的纏繞圈數(shù)遞減1～2圈。本發(fā)明通過對導(dǎo)線排列方式的改進、導(dǎo)線線徑的選取、以及對導(dǎo)線和薄膜卷繞時張力的合理控制，有效地防止了線圈鼓包、松動、薄膜和導(dǎo)線發(fā)生竄動的現(xiàn)象。整個線圈截面采用了幅寬由下到上逐層遞減的梯形層式絕緣結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)絕緣結(jié)構(gòu)合理、緊湊，體積小，電場分布均勻，線圈機械強度高，使得線圈在裝配、運輸和使用過程不容易受外力影響而變形，保證了高壓線圈的機械和電氣絕緣性能穩(wěn)定性和可靠性。
文檔編號H01F38/24GK102376430SQ20111035057
公開日2012年3月14日 申請日期2011年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月8日
發(fā)明者楊育京, 王傳川 申請人:中國西電電氣股份有限公司