淺析干式電流互感器一次繞組包繞工藝

摘 要：幾年來，我公司在干式電流互感器的生產過程中，核心的零部件一次繞組一直采用外購，外購無疑增加了生產成本，通過大家的努力，一次繞組已經能生產了，這里對LGBJ-110型干式電流互感器中一次繞組的制造工藝做一些探討。

關鍵詞：干式電流互感器；一次繞組；制造工藝

1 一次繞組的結構

一次繞組由載流體、接線端子、骨架、絕緣層、電容屏、外護套、傘裙及地屏引出線構成。載流體用根據用戶要求，采用單匝或雙匝結構，其導電截面能滿足額定電流和短路電流的要求。接線端子和載流體連接，并用來連接外導線。骨架是由不導磁的剛性管狀材料制成，彎成“U”形。絕緣層為聚四氟乙烯薄膜纏繞而成，電容屏用金屬箔鋪設在絕緣層上作為極板，兩者多次交替包繞形成同軸圓柱形結構，使沿徑向和軸向的電場分布均勻，提高了一次繞組的擊穿電壓和沿面放電電壓。外護套及傘群構成一次繞組的外絕緣，傘裙的直徑及個數由使用地點的環境污穢程度決定。地屏引出線是與最末一層電容屏相連的金屬線，把它與地電位連接，使最末層電容屏處于地電位，并被稱作地屏。外護套采用硅橡膠并緊裹在具有電容屏的絕緣層外，使得外護套表面電位被鉗制，因而沿表面電壓分布均勻，提高了沿面污閃放電電壓。

2 制造工藝

一次繞組呈“U”字形，在絕緣內部設有一定數量的電容屏以均勻電場。“U”字形結構的特點是絕緣包扎連續，工藝性好，便于實現機械化包扎，比較容易保證絕緣包扎質量。制造過程由絕緣包扎及熱縮兩部份工序完成。工藝難點在于：包扎過程中絕緣層中氣泡的消除、防止硅油滲漏。

2.1 絕緣包扎工序

2.1.1 包扎環境。

絕緣包扎是確保干式電流互感器具有可靠的電氣特性的關鍵工序之一，一次繞組的包扎的好壞關系到局放、介損是否合格，并且和操作間的環境溫度、濕度、潔凈度、降塵量有直接的關系，此外包繞過程中聚四氟乙烯薄膜張力、硅油量的多少同樣對局放有影響，所以要求包扎場所有較高的潔凈度，應在防塵間內包扎。防塵間的門窗要密封良好，人員進入防塵間之前須更衣換鞋，戴好工作帽，經過風淋之后才許進入，這樣才能保證降塵量控制在10mg/m2·日以下。并定期檢測防塵間內的降塵量。以便及時發現問題，防塵間應有適當的空調措施，保證室內的溫度控制在20±5°、濕度控制在40%。

2.1.2 包繞前準備。

（1）按圖紙尺寸，用壁紙刀裁好各種鋁箔規格，其中三分之一的鋁箔涂中昊晨光硅橡膠（注意單面均勻涂中昊晨光硅橡膠、同時注意涂膠部位為鋁箔寬度的三分之二），將涂膠的面用薄膜覆蓋后送烘房烘干（溫度80℃、時間4～5小時），取出后，在干燥處自然放涼。

（2）硅油送箱進行干烘（溫度120℃、時間5小時）后，取出后，在干燥處自然放涼。

2.1.3 絕緣包扎。

將絕緣材料聚四氟乙烯薄膜及鋁箔一層一層包繞在U型一次導體上，絕緣帶間空隙用硅油填充，包扎聚四氟乙烯薄膜采用半疊方式，這樣反復繞幾十層，薄模的張力、硅油的含量要嚴格控制。

在包繞過程中要特別注意滑屏現象，所謂滑屏就是鋁箔的滑脫，它可引起電場的畸變并與電屏及薄膜包繞時拉力有關，解決滑屏問題，要嚴格控制包繞間的濕度（相對濕度<40%）、清潔度、填充物含水量（<10Lμ/L）、另外操作著的技巧及熟練程度對包繞質量起著極其重要的作用。

2.1.4 包繞完成后，將“U”字形繞組用塑料套包好，放置在支撐架上進行控油，時間根據電壓等級進行確定，一般≥12小時。

2.1.5 經過≥12小時控油工序，硅油表面呈現許多小水珠。用白綢布擦去表面硅油，然后半疊繞一層A-23絕緣自粘帶。

2.1.6 半成品試驗：（局部放電試驗、介質損耗因數tanδ），試驗合格后轉熱縮工序。

2.2 熱縮前準備工作

2.2.1 按圖紙尺寸，用壁紙刀裁好各種熱縮管，熱縮管搭接處粘接面縱橫交叉打毛，打毛長度為150～200mm，打毛深度0.5～1.0mm，用無水乙醇清潔熱縮管的粘接面后送烘房烘干，環氧環送烘房烘干，烘房溫度50℃，2小時。

2.2.2 備好2500W電爐絲、1764促進劑、1515螺紋密封膠、618環氧樹脂、651固化等。

2.2.3 將產品放在支撐架上，用丙酮將鋼管螺紋部位清洗干凈，不留一點油漬。鋼管端部（單臂）安裝電爐絲兩個，再擰上10個環氧環。

2.2.4 在環氧環內孔及鋼管螺紋處噴1764促進劑，接著鋼管螺紋處涂1515螺紋膠密封，然后環氧環擰入鋼管螺紋處，最后外表面橫向打毛，并清理干凈表面污物。

2.2.5 管從沒有地線的一端套入，用熱風槍從中間向外烘，然后用F4帶將熱縮管繞周勒緊，待定型后，拆除F4帶，用壁紙刀將彎道兩端部裁成錐度，并橫向打毛150mm，并清理干凈灰塵。

2.3 引出的地屏線翻折到熱縮管表面，將地屏線盡量橫向展開，在熱縮管表面環繞一周后引出，縮4層Φ8熱縮管

2.3.1 配膠：環氧樹脂618和固化劑651混合均勻攪拌，在熱縮管端口打毛處均勻涂一層環氧樹脂混合膠，將地線與熱縮管端口粘緊密，浸透環氧樹脂混合膠，不能有棱。

2.3.2 套入Φ140mm熱縮管，Φ140mm熱縮管與Φ200mm熱縮管搭接長度150～200mm，并覆蓋住地屏線，由搭接處向外端進行熱縮，并及時將搭接處用F4帶勒緊，待定型后拆除F4帶。

2.3.3 待縮至管頭200mm處，在管頭環氧環外側均勻涂抹一層環氧樹脂618和固化劑651混合體，熱縮端部并及時用緊固帶勒緊，冷卻后將管頭用壁紙刀裁齊，拆除緊固帶。

2.3.4 另一端套入Φ140mm熱縮管，Φ140mm熱縮管與Φ200mm熱縮管搭接長度150～200mm，并覆蓋住地屏線，由搭接處向外端進行熱縮，并及時將搭接處用F4帶勒緊，待定型后拆除F4帶。

2.3.5 在地線一側熱縮寬20mm的熱縮管，不涂膠，位置在地線引出處。

2.3.6 檢查、清理產品外表面，不得由油漬，端口不得有毛刺，檢查合格后，套入干凈塑料套，轉運至裝配區。

2.3.7 影響35～500kV干式電流互感器的局放的因素很多，在保證原材料質量的前提下，應使產品結構合理，控制好絕緣包扎、熱縮過程。

2.4 原材料的質量標準和入廠檢驗

聚四氟乙烯薄膜帶是一次包繞的主絕緣，對產品的質量和長期安全運行至關重要。聚四氟乙烯薄膜本身具有優良的耐化學腐蝕性能、耐熱、耐寒，長期使用溫度為-200℃～+250℃，有良好的電氣性能。聚四氟乙烯薄膜有定向、半定向和不定向之分，顆粒有粗細之分，雜質含量有多有少，以及不同的成型工藝等諸多因素都影響著聚四氟乙烯薄膜本身的質量。根據現有經驗，在一定的工藝條件下應選用定向薄膜及顆粒細的原材料。

硅油是纏繞中用的少量填充劑，影響硅油的質量主要是水分含量，我們知道，甲基硅油的電機擊穿與其含水量有關，經過充分干燥的硅油含水量為10μL/L時，其擊穿強度可達32.5kV/mm，若充分暴露于空氣中，其含水量增至200μL/L時，其擊穿強度可達]降低至10kV/mm以下，因此要對硅油進行干燥處理，包繞規定：≯10kV/mm，耐壓擊穿強度大于30kV/mm，在120℃下干燥時間≥5h。

關鍵件一次繞組包繞取得成功，并且整臺產品經過樣機試制和試驗，于2008年順利通過集團公司的鑒定，目前已取得百十臺的訂單，該產品的研制成功，給公司帶來可觀的經濟效益。