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(chǎn)過程中，核心的零部件一次繞組一直采用外購(gòu)，外購(gòu)無疑增加了生產(chǎn)成本，通過大家的努力，一次繞組已經(jīng)能生產(chǎn)了，這里對(duì)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(guān)鍵詞：干式電流互感器；一次繞組；制造工藝

1 一次繞組的結(jié)構(gòu)

一次繞組由載流體、接線端子、骨架、絕緣層、電容屏、外護(hù)套、傘裙及地屏引出線構(gòu)成。載流體用根據(jù)用戶要求，采用單匝或雙匝結(jié)構(gòu)，其導(dǎo)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(dǎo)線。骨架是由不導(dǎo)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(shè)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(jié)構(gòu)，使沿徑向和軸向的電場(chǎng)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(hù)套及傘群構(gòu)成一次繞組的外絕緣，傘裙的直徑及個(gè)數(shù)由使用地點(diǎn)的環(huán)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(hù)套采用硅橡膠并緊裹在具有電容屏的絕緣層外，使得外護(hù)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(nèi)部設(shè)有一定數(shù)量的電容屏以均勻電場(chǎng)。“U”字形結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是絕緣包扎連續(xù)，工藝性好，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化包扎，比較容易保證絕緣包扎質(zhì)量。制造過程由絕緣包扎及熱縮兩部份工序完成。工藝難點(diǎn)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(huán)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(guān)鍵工序之一，一次繞組的包扎的好壞關(guān)系到局放、介損是否合格，并且和操作間的環(huán)境溫度、濕度、潔凈度、降塵量有直接的關(guān)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(duì)局放有影響，所以要求包扎場(chǎng)所有較高的潔凈度，應(yīng)在防塵間內(nèi)包扎。防塵間的門窗要密封良好，人員進(jìn)入防塵間之前須更衣?lián)Q鞋，戴好工作帽，經(jīng)過風(fēng)淋之后才許進(jìn)入，這樣才能保證降塵量控制在10mg/m2·日以下。并定期檢測(cè)防塵間內(nèi)的降塵量。以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，防塵間應(yīng)有適當(dāng)?shù)目照{(diào)措施，保證室內(nèi)的溫度控制在20±5°、濕度控制在40%。

2.1.2 包繞前準(zhǔn)備。

（1）按圖紙尺寸，用壁紙刀裁好各種鋁箔規(guī)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(shí)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(shí)間4～5小時(shí)），取出后，在干燥處自然放涼。

（2）硅油送箱進(jìn)行干烘（溫度120℃、時(shí)間5小時(shí)）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(dǎo)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(fù)繞幾十層，薄模的張力、硅油的含量要嚴(yán)格控制。

在包繞過程中要特別注意滑屏現(xiàn)象，所謂滑屏就是鋁箔的滑脫，它可引起電場(chǎng)的畸變并與電屏及薄膜包繞時(shí)拉力有關(guān)，解決滑屏問題，要嚴(yán)格控制包繞間的濕度（相對(duì)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(duì)包繞質(zhì)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(jìn)行控油，時(shí)間根據(jù)電壓等級(jí)進(jìn)行確定，一般≥12小時(shí)。

2.1.5 經(jīng)過≥12小時(shí)控油工序，硅油表面呈現(xiàn)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(yàn)：（局部放電試驗(yàn)、介質(zhì)損耗因數(shù)tanδ），試驗(yàn)合格后轉(zhuǎn)熱縮工序。

2.2 熱縮前準(zhǔn)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(zhǎng)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(huán)氧環(huán)送烘房烘干，烘房溫度50℃，2小時(shí)。

2.2.2 備好2500W電爐絲、1764促進(jìn)劑、1515螺紋密封膠、618環(huán)氧樹脂、651固化等。

2.2.3 將產(chǎn)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(diǎn)油漬。鋼管端部（單臂）安裝電爐絲兩個(gè)，再擰上10個(gè)環(huán)氧環(huán)。

2.2.4 在環(huán)氧環(huán)內(nèi)孔及鋼管螺紋處噴1764促進(jìn)劑，接著鋼管螺紋處涂1515螺紋膠密封，然后環(huán)氧環(huán)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(fēng)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(huán)繞一周后引出，縮4層Φ8熱縮管

2.3.1 配膠：環(huán)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(huán)氧樹脂混合膠，將地線與熱縮管端口粘緊密，浸透環(huán)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(zhǎng)度150～200mm，并覆蓋住地屏線，由搭接處向外端進(jìn)行熱縮，并及時(shí)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(huán)氧環(huán)外側(cè)均勻涂抹一層環(huán)氧樹脂618和固化劑651混合體，熱縮端部并及時(shí)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(zhǎng)度150～200mm，并覆蓋住地屏線，由搭接處向外端進(jìn)行熱縮，并及時(shí)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(cè)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(chǎn)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(zhuǎn)運(yùn)至裝配區(qū)。

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(zhì)量的前提下，應(yīng)使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)合理，控制好絕緣包扎、熱縮過程。

2.4 原材料的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和入廠檢驗(yàn)

聚四氟乙烯薄膜帶是一次包繞的主絕緣，對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量和長(zhǎng)期安全運(yùn)行至關(guān)重要。聚四氟乙烯薄膜本身具有優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性能、耐熱、耐寒，長(zhǎng)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(xì)之分，雜質(zhì)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(zhì)量。根據(jù)現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)，在一定的工藝條件下應(yīng)選用定向薄膜及顆粒細(xì)的原材料。

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

關(guān)鍵件一次繞組包繞取得成功，并且整臺(tái)產(chǎn)品經(jīng)過樣機(jī)試制和試驗(yàn)，于2008年順利通過集團(tuán)公司的鑒定，目前已取得百十臺(tái)的訂單，該產(chǎn)品的研制成功，給公司帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。