7.电压互感器的基本结构
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电压互感器的基本结构
电压互感器的基本结构主要由绕组、铁心和绝缘构成。
单相双绕组电压互感器的两个绕组:一次绕组和二次绕组。
单相三绕组电压互感器有三个绕组:一次绕组、二次绕组和剩余电压绕组。
三相双绕组和三绕组电压互感器的绕组,相当于三个单相双绕组和三绕组电压互感器的绕组。
电压互感器的铁心有方形叠片铁心、C形卷铁心和环形卷铁心三种结构。
方形叠片铁心,是将硅钢片剪成所需尺寸的方片,然后将硅钢片一片一片叠成铁心。
这种铁心的优点是绕组绕制和绝缘方便,绕组和绝缘可以预先在绕线机上绕制好,然后装入硅钢片铁心;缺点是铁心之间有气隙,磁性能低,绕组的漏磁大,电力系统中用的电压互感器一般都采用这种铁心。
单相35kV及以下采用的单柱旁轭式铁心如图2所示,绕组装在铁心的中心柱上。
三相电压互感器采用的三相三柱旁轭式(又称三相五柱式)铁心如图3所示,ABC三相绕组分别装在中间的三个心柱上。
110kV及以上串级式电压互感器采用的双柱式铁心如图4所示,绕组装在两个心柱上。
绕组一般都是空心圆柱形的,为了充分利用绕组的内圆空间,铁心柱的截面通常采用多级梯形,如图5所示。
级数越多,截面越接近于圆形,在一定的直径下,铁心柱的有效截面也越大,绕组的匝数同可相应减小。
但是级数增加,叠片的种类也随着增多,从而使铁心制造的工艺复杂。
电压互感器铁心截面的级数可参照变压器选择。
对于不同铁心柱直径选择的合理级数如表4所列。
C形卷铁心是将铁心卷制成椭圆形,然后锯开成C形,锯口经磨床磨平。
两对C形铁心组成单柱旁轭式铁心,如图6所示。
绕组装在两对C形铁心组成的柱上。
装上绕组后,原锯口再胶合在一起。
C形铁心磁性能优于叠片铁心,小型且大量生产时,制作工艺比较简单。
主要用于10kV 以下单相电压互感器。
环形卷铁心是由硅钢片带直接卷制而成。
由于铁心没有气隙,且磁通顺着硅钢片辗压方向通过,所以铁心磁性能很好,卷制工艺也比较简单。
绕组在环形铁心上均匀绕制,漏磁很小,特别适合于制作精密电压互感器。
但是在环形铁心上绕制绕组比较困难,尤其是绝缘更难处理,所以环形铁心只能用于制作低压精密电压互感器。
电压互感器的一次和二次绕组的匝间、层间以及绕组间都有绝缘,绕组与铁心、外壳之间也有绝缘。
低压电压互感器的绕组主要采用聚脂薄膜绝缘。
聚脂薄膜绝缘强度高,介电系数小,是很好的绝缘材料,但是它在高电压下产生电晕,从而损坏绝缘。
因而不宜用于10kV 以上高压电压互感器。
目前国内10kV以上高电压互感器绕组主要采用油纸绝缘。
出线头和
绕组对地间的绝缘:低压主要靠空气绝缘,10kV左右可用树脂浇注绝缘,10kV以上主要采用瓷套管或瓷箱绝缘。