浅析干式电流互感器一次绕组包绕工艺

摘 要：几年来，我公司在干式电流互感器的生产过程中，核心的零部件一次绕组一直采用外购，外购无疑增加了生产成本，通过大家的努力，一次绕组已经能生产了，这里对LGBJ-110型干式电流互感器中一次绕组的制造工艺做一些探讨。

关键词：干式电流互感器；一次绕组；制造工艺

1 一次绕组的结构

一次绕组由载流体、接线端子、骨架、绝缘层、电容屏、外护套、伞裙及地屏引出线构成。载流体用根据用户要求，采用单匝或双匝结构，其导电截面能满足额定电流和短路电流的要求。接线端子和载流体连接，并用来连接外导线。骨架是由不导磁的刚性管状材料制成，弯成“U”形。绝缘层为聚四氟乙烯薄膜缠绕而成，电容屏用金属箔铺设在绝缘层上作为极板，两者多次交替包绕形成同轴圆柱形结构，使沿径向和轴向的电场分布均匀，提高了一次绕组的击穿电压和沿面放电电压。外护套及伞群构成一次绕组的外绝缘，伞裙的直径及个数由使用地点的环境污秽程度决定。地屏引出线是与最末一层电容屏相连的金属线，把它与地电位连接，使最末层电容屏处于地电位，并被称作地屏。外护套采用硅橡胶并紧裹在具有电容屏的绝缘层外，使得外护套表面电位被钳制，因而沿表面电压分布均匀，提高了沿面污闪放电电压。

2 制造工艺

一次绕组呈“U”字形，在绝缘内部设有一定数量的电容屏以均匀电场。“U”字形结构的特点是绝缘包扎连续，工艺性好，便于实现机械化包扎，比较容易保证绝缘包扎质量。制造过程由绝缘包扎及热缩两部份工序完成。工艺难点在于：包扎过程中绝缘层中气泡的消除、防止硅油渗漏。

2.1 绝缘包扎工序

2.1.1 包扎环境。

绝缘包扎是确保干式电流互感器具有可靠的电气特性的关键工序之一，一次绕组的包扎的好坏关系到局放、介损是否合格，并且和操作间的环境温度、湿度、洁净度、降尘量有直接的关系，此外包绕过程中聚四氟乙烯薄膜张力、硅油量的多少同样对局放有影响，所以要求包扎场所有较高的洁净度，应在防尘间内包扎。防尘间的门窗要密封良好，人员进入防尘间之前须更衣换鞋，戴好工作帽，经过风淋之后才许进入，这样才能保证降尘量控制在10mg/m2・日以下。并定期检测防尘间内的降尘量。以便及时发现问题，防尘间应有适当的空调措施，保证室内的温度控制在20±5°、湿度控制在40%。

2.1.2 包绕前准备。

（1）按图纸尺寸，用壁纸刀裁好各种铝箔规格，其中三分之一的铝箔涂中昊晨光硅橡胶（注意单面均匀涂中昊晨光硅橡胶、同时注意涂胶部位为铝箔宽度的三分之二），将涂胶的面用薄膜覆盖后送烘房烘干（温度80℃、时间4～5小时），取出后，在干燥处自然放凉。

（2）硅油送箱进行干烘（温度120℃、时间5小时）后，取出后，在干燥处自然放凉。

2.1.3 绝缘包扎。

将绝缘材料聚四氟乙烯薄膜及铝箔一层一层包绕在U型一次导体上，绝缘带间空隙用硅油填充，包扎聚四氟乙烯薄膜采用半叠方式，这样反复绕几十层，薄模的张力、硅油的含量要严格控制。

在包绕过程中要特别注意滑屏现象，所谓滑屏就是铝箔的滑脱，它可引起电场的畸变并与电屏及薄膜包绕时拉力有关，解决滑屏问题，要严格控制包绕间的湿度（相对湿度

2.1.4 包绕完成后，将“U”字形绕组用塑料套包好，放置在支撑架上进行控油，时间根据电压等级进行确定，一般≥12小时。

2.1.5 经过≥12小时控油工序，硅油表面呈现许多小水珠。用白绸布擦去表面硅油，然后半叠绕一层A-23绝缘自粘带。

2.1.6 半成品试验：（局部放电试验、介质损耗因数tanδ），试验合格后转热缩工序。

2.2 热缩前准备工作

2.2.1 按图纸尺寸，用壁纸刀裁好各种热缩管，热缩管搭接处粘接面纵横交叉打毛，打毛长度为150～200mm，打毛深度0.5～1.0mm，用无水乙醇清洁热缩管的粘接面后送烘房烘干，环氧环送烘房烘干，烘房温度50℃，2小时。

2.2.2 备好2500W电炉丝、1764促进剂、1515螺纹密封胶、618环氧树脂、651固化等。

2.2.3 将产品放在支撑架上，用丙酮将钢管螺纹部位清洗干净，不留一点油渍。钢管端部（单臂）安装电炉丝两个，再拧上10个环氧环。

2.2.4 在环氧环内孔及钢管螺纹处喷1764促进剂，接着钢管螺纹处涂1515螺纹胶密封，然后环氧环拧入钢管螺纹处，最后外表面横向打毛，并清理干净表面污物。

2.2.5 管从没有地线的一端套入，用热风枪从中间向外烘，然后用F4带将热缩管绕周勒紧，待定型后，拆除F4带，用壁纸刀将弯道两端部裁成锥度，并横向打毛150mm，并清理干净灰尘。

2.3 引出的地屏线翻折到热缩管表面，将地屏线尽量横向展开，在热缩管表面环绕一周后引出，缩4层Φ8热缩管

2.3.1 配胶：环氧树脂618和固化剂651混合均匀搅拌，在热缩管端口打毛处均匀涂一层环氧树脂混合胶，将地线与热缩管端口粘紧密，浸透环氧树脂混合胶，不能有棱。

2.3.2 套入Φ140mm热缩管，Φ140mm热缩管与Φ200mm热缩管搭接长度150～200mm，并覆盖住地屏线，由搭接处向外端进行热缩，并及时将搭接处用F4带勒紧，待定型后拆除F4带。

2.3.3 待缩至管头200mm处，在管头环氧环外侧均匀涂抹一层环氧树脂618和固化剂651混合体，热缩端部并及时用紧固带勒紧，冷却后将管头用壁纸刀裁齐，拆除紧固带。

2.3.4 另一端套入Φ140mm热缩管，Φ140mm热缩管与Φ200mm热缩管搭接长度150～200mm，并覆盖住地屏线，由搭接处向外端进行热缩，并及时将搭接处用F4带勒紧，待定型后拆除F4带。

2.3.5 在地线一侧热缩宽20mm的热缩管，不涂胶，位置在地线引出处。

2.3.6 检查、清理产品外表面，不得由油渍，端口不得有毛刺，检查合格后，套入干净塑料套，转运至装配区。

2.3.7 影响35～500kV干式电流互感器的局放的因素很多，在保证原材料质量的前提下，应使产品结构合理，控制好绝缘包扎、热缩过程。

2.4 原材料的质量标准和入厂检验

聚四氟乙烯薄膜带是一次包绕的主绝缘，对产品的质量和长期安全运行至关重要。聚四氟乙烯薄膜本身具有优良的耐化学腐蚀性能、耐热、耐寒，长期使用温度为-200℃～+250℃，有良好的电气性能。聚四氟乙烯薄膜有定向、半定向和不定向之分，颗粒有粗细之分，杂质含量有多有少，以及不同的成型工艺等诸多因素都影响着聚四氟乙烯薄膜本身的质量。根据现有经验，在一定的工艺条件下应选用定向薄膜及颗粒细的原材料。

硅油是缠绕中用的少量填充剂，影响硅油的质量主要是水分含量，我们知道，甲基硅油的电机击穿与其含水量有关，经过充分干燥的硅油含水量为10μL/L时，其击穿强度可达32.5kV/mm，若充分暴露于空气中，其含水量增至200μL/L时，其击穿强度可达]降低至10kV/mm以下，因此要对硅油进行干燥处理，包绕规定：≯10kV/mm，耐压击穿强度大于30kV/mm，在120℃下干燥时间≥5h。

关键件一次绕组包绕取得成功，并且整台产品经过样机试制和试验，于2008年顺利通过集团公司的鉴定，目前已取得百十台的订单，该产品的研制成功，给公司带来可观的经济效益。