一种用于大功率供电电压互感器的线圈及其绕制方法技术

本发明专利技术提供一种用于大功率供电电压互感器的线圈及其绕制方法，其包括低压绝缘筒，低压绝缘筒的外圈缠绕有低压线圈，低压线圈的外部套设有高压绝缘筒，高压绝缘筒的外圈缠绕有高压线圈，所述低压线圈为缠绕在低压绝缘筒外的铜带，所述高压线圈包括至少两段间隔缠绕在高压绝缘筒外圈的高压线圈单体，相邻高压线圈单体的引线通过金属导电杆并联连接。相较于现有的电压互感器用线圈，本发明专利技术所提供的用于大功率供电电压互感器的线圈采用低压铜带带材绕组结构和高压分段式绕组结构绕制而成，其能够有效减少线圈尺寸、增加线圈散热面积，维持线圈温升小于50K；同时其还增加了机械稳定性；并使得整体绕制工艺节省材料、操作简单。操作简单。操作简单。

【技术实现步骤摘要】
一种用于大功率供电电压互感器的线圈及其绕制方法


[0001]本专利技术属于电压互感器
，具体涉及一种用于大功率供电电压互感器的线圈及其绕制方法。

技术介绍

[0002]电压互感器和变压器类似，是用来变换线路上电压的仪器。不过两者变换电压的目的不同，即变压器变换电压的目的是为了输送电能，因此变压器的容量很大，一般都是以千伏安或兆伏安为计算单位；而电压互感器变换电压的目的主要是用来给测量仪表和继电保护装置供电，以测量线路的电压、功率和电能；或者用来在线路发生故障时保护线路中的贵重设备、电机和变压器，因此电压互感器的容量一般都很小，且其内部所设绕组(线圈)多为多根铜线并绕的低压绕组和宝塔型高压绕组。
[0003]但当电压互感器为大功率供电型电压互感器时，由于其相较于传统的电压互感器而言，除了具有常规的计量功能、保护功能外，还额外增加了供电功能，故若其还采用传统的线圈结构和绕制方式，其会出现供电功能线圈尺寸过大的问题，以及出现短路动稳定能力差、温升过大、散热效果差和绕制工艺操作繁琐等等问题，从而严重影响整个电压互感器的可靠性和使用寿命。
[0004]因此，需要提供一种能够有效降低对应的供电绕组尺寸和温升，且绕制工艺操作简洁的电压互感器用线圈及其绕制方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术解决的技术问题是提供一种用于大功率供电电压互感器的线圈及其绕制方法，并使该线圈能够有效降低对应的供电绕组尺寸和温升，该绕制方法操作简洁。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术一方面提供了一种用于大功率供电电压互感器的线圈，其包括低压绝缘筒，低压绝缘筒的外圈缠绕有低压线圈，低压线圈的外部套设有高压绝缘筒，高压绝缘筒的外圈缠绕有高压线圈，所述低压线圈为缠绕在低压绝缘筒外的铜带，所述高压线圈包括至少两段间隔缠绕在高压绝缘筒外圈的高压线圈单体，相邻高压线圈单体的引线通过金属导电杆并联连接。这时在低压线圈部分，由于本专利技术采用铜带代替多根铜线，其不仅卷绕方便，还能有效增加线圈散热面积、缩小线圈径向尺寸，并节省材料成本；另外，在高压线圈部分，由于本专利技术采用分级多段式缠绕方式缠绕高线线圈，本专利技术在任意相邻的两个高压线圈单体之间都留有一定的间隙，并通过该间隙形成一个散热通道，从而保证整体温升小于50K；同时本专利技术采用金属导电杆代替柔性引线，其还能够增强线圈及器身在壳体内部的机械稳定性，进而提高整个线圈的安全可靠性。
[0007]进一步地，铜带的起头处固定有固定销，低压绝缘筒的外筒壁设置有凹槽，凹槽的形状与固定销的形状相适应，且所述凹槽能够与铜带的起头插接。这样在低压线圈进行绕制前，本专利技术可直接通过该凹槽与固定销的配合将铜带的起头与低压绝缘筒快速插接在一起，且整个装配过程操作简单。另外，此种固定方式和固定结构还能够避免因铜带的焊接固
定或螺丝固定而引起的局部电阻增加或局部的机械损伤，进而保证铜带卷绕平整，端面整齐，且不易变形，并使得整体线圈局放水平低。
[0008]进一步地，固定销的材质为环氧树脂类，固定销通过浇注工艺粘结在铜带上，且其形状既可以为圆形，也可以为凸字形。
[0009]进一步地，固定销的一端为连接部，连接部包裹在铜带外侧，且连接部与铜带的接触长度L为2mm
‑
10mm，连接部的浇注厚度t为铜带厚度T的二分之一；固定销的另一端为用来与凹槽插接的插接部，插接部的形状为球形，插接部的外径为D，D＜3
×
(T+2t)。在此基础上，其既能保证固定销与铜带之间粘结牢固、机械强度高；又能尽可能的减小固定销尺寸。
[0010]进一步地，所有高压线圈单体的绕线方向相同，且其可通过多头自动绕线机一次绕制而成，从而提高高压线圈的绕制效率。
[0011]进一步地，还包括绝缘层，绝缘层为带背胶的树脂菱格薄膜。
[0012]另一方面，本专利技术还提供了一种用于实现上述用于大功率供电电压互感器的线圈的绕制方法，其包括以下步骤：
[0013]S1、固定销浇注，经过浇注工艺在低压线圈的铜带的起头处形成固定销，固定销的材质为环形树脂类；
[0014]S2、铜带固定装配，将铜带起头处的固定销与低压绝缘筒上所设凹槽插接，从而将铜带与低压绝缘筒插接在一起；
[0015]S3、低压线圈绕制，在低压绝缘筒的两端可拆卸安装卷绕工装，并将卷绕工装上所设的传动齿轮与卷绕机的输出齿轮传动连接；随后通过卷绕机上输出齿轮的转动带动对应的卷绕工装进行转动，通过卷绕工装带动低压绝缘筒进行转动，以实现低压线圈的绕制；
[0016]S4、高压线圈绕制，先利用多头自动绕制机配合实现高压绝缘筒上所有高压线圈单体的绕制，待高压线圈单体绕制结束后通过金属导电杆将各段高压线圈单体并联。
[0017]进一步地，卷绕工装上所设传动齿轮的外径大于低压绝缘筒的外径，这时本专利技术可通过该绕制工装增加对应的扭矩，进而降低低压绝缘筒对绕制设备驱动力的要求。
[0018]从以上技术方案可以看出，本专利技术具有以下优点：
[0019]1、本专利技术所提供的用于大功率供电电压互感器的线圈采用低压铜带带材绕组结构和高压分段式绕组结构绕制而成，其能够有效减少线圈尺寸、增加线圈散热面积，维持线圈温升小于50K；同时其还采用导电杆代替柔性引线，增加了机械稳定性；并使得整体绕制工艺节省材料、操作简单；
[0020]2、在低压线圈部分，本专利技术采用铜带代替多根铜线，其不仅卷绕方便，还能有效增加线圈散热面积、缩小线圈径向尺寸，并节省材料成本，简化低压线圈卷绕工艺；
[0021]3、本专利技术采用插接固定方式将铜带固定在低压绝缘筒上，且此固定结构能够避免因铜带的焊接固定或螺丝固定而引起的局部电阻增加或局部的机械损伤，进而保证铜带卷绕平整，端面整齐，不易变形，且整体线圈局放水平低；
[0022]4、本专利技术采用具有较大直径的卷绕工装对低压绝缘筒进行铜带的绕制，从而将传统的小尺寸轴带动卷绕变为大尺寸齿轮啮合传动卷绕，以减少设备驱动力，并使得使绕制张力和绕制速度更加平稳。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为本专利技术所提供的用于大功率供电电压互感器的线圈的剖视图；
[0025]图2为低压线圈的绕制示意图；
[0026]图3为铜带与低压绝缘筒插接处的结构示意图；
[0027]图4为高压线圈的绕制示意图。
[0028]图中：1、金属导电杆，2、高压线圈单体，3、绝缘层，4、高压绝缘筒，5、铜带，5
‑
1固定销，6、低压绝缘筒，6
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1、凹槽，7、卷绕工装；S、相邻高压线圈单体的间隙，D、固定销的插接部的外径，L、固定销的连接部与铜带的接触长度，t、固定销的连接部的浇注厚度，T、铜带厚度。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于大功率供电电压互感器的线圈，包括低压绝缘筒，低压绝缘筒的外圈缠绕有低压线圈，低压线圈的外部套设有高压绝缘筒，高压绝缘筒的外圈缠绕有高压线圈；其特征在于，所述低压线圈为缠绕在低压绝缘筒外的铜带，所述高压线圈包括至少两段间隔缠绕在高压绝缘筒外圈的高压线圈单体，相邻高压线圈单体的引线通过金属导电杆并联连接。2.根据权利要求1所述的用于大功率供电电压互感器的线圈，其特征在于，铜带的起头处固定有固定销，低压绝缘筒的外筒壁设置有凹槽，凹槽的形状与固定销的形状相适应，且所述凹槽能够与铜带的起头插接。3.根据权利要求2所述的用于大功率供电电压互感器的线圈，其特征在于，固定销的材质为环氧树脂类，固定销通过浇注工艺粘结在铜带上。4.根据权利要求2或3所述的用于大功率供电电压互感器的线圈，其特征在于，固定销的一端为连接部，连接部包裹在铜带外侧，且连接部与铜带的接触长度L为2mm
‑
10mm，连接部的浇注厚度t为铜带厚度T的二分之一；固定销的另一端为用来与凹槽插接的插接部，插接部的形状为球形，插接部的外径为D，D＜3
×
(T+2t)。5.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩长庚，李磊，苏本超，闫博，顾安娜，闫光艺，刘丙猛，刘洪佳，石志泉，王彤彤，张思思，马飞，裴孝昶，
申请(专利权)人：山东泰开互感器有限公司，
类型：发明
国别省市：