压力凝胶工艺制成的零序电流互感器及其制备方法与流程

本发明涉及互感器技术领域，尤其涉及零序电流互感器及其制备方法。

背景技术：

以往的闭合式零序互感器安装使用不方便，开合式零序互感器制作工艺复杂，误差精度不高，很难满足短线路的电流测量精度。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供压力凝胶工艺制成的零序电流互感器及其制备方法，以解决上述至少一个技术问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

压力凝胶工艺制成的零序电流互感器，包括一零序电流互感器，所述零序电流互感器包括一壳体，所述壳体内设有一绕设有线圈的环状铁芯，其特征在于，所述环状铁芯是由两个半环状铁芯磁性连接构成，两个半环状铁芯分别为第一半环状铁芯、第二半环状铁芯，所述第一半环状铁芯位于所述第二半环状铁芯的上方，且所述线圈绕设在所述第一半环状铁芯上；

所述壳体是由上壳体和下壳体可拆卸连接构成的壳体；

所述上壳体和下壳体均是采用压力凝胶工艺制成的，所述上壳体内埋设有所述第一半环状铁芯，所述下壳体内埋设有第二半环状铁芯；

所述上壳体与所述下壳体连接时，所述第一半环状铁芯与所述第二半环状铁芯相抵围成所述环状铁芯。

本发明通过优化传统一体化封装的零序电流互感器，便于实现零序电流互感器的安装，可以在电缆先铺设或带电情况下安装，极大了方便了电力施工和维修改造项目。上壳体与下壳体采用压力凝胶工艺制成的，压注方式加工时间短，产品外观美观，不需要后期修补处理，产品误差不因树脂收缩或传统后期切割方式而发生变化。精度可以做到5p级或1级精度，特殊变比参数可以做到0.5级精度，已经极大地提高了零序互感器的精度范围。且脱模后期不需要再切割研磨，节省了人力和材料成本，缩短了制作工期。

所述线圈引出有接线端子，所述接线端子固定在所述上壳体的上端部。

本发明通过将接线端子设置在上壳体的上端部，便于实现接线端子与上壳体内的线圈进行电性导通。便于通过接线端子连接继电保护装置。

所述壳体的底面呈平面状，所述壳体的下方设有一安装底座；

所述安装底座是由一板状体弯折构成的安装底座；

以所述环状铁芯的中心轴线方向为前后方向，所述安装底座从左至右依次为顺序连接的第一弯折段、第二弯折段、第三弯折段、第四弯折段、第五弯折段，且相邻的弯折段间的夹角为80°-100°；

所述第一弯折段、所述第三弯折段、所述第五弯折段三者平行，且所述第三弯折段高于所述第一弯折段与第五弯折段；

所述第三弯折段与所述壳体的底面相抵，并通过至少三个螺丝相连；

所述第一弯折段与所述第五弯折段上均开设有用于零序电流互感器进行安装固定的安装孔。

便于通过安装孔穿过螺栓，实现零序电流互感器与其他部件间的固定。本发明通过优化安装底座的结构，结构简单的同时，还能实现安装底座与壳体连接的同时，还能实现零序电流互感器的固定。

所述板状体的外壁上通过胶黏层与一橡胶层相连，所述橡胶层的厚度为1mm-2mm；

所述胶黏层是由玻璃胶制成的胶黏层，所述胶黏层的厚度为0.5mm-0.8mm。

本发明通过在板状体的外壁上设有一橡胶层，实现减震效果的同时，防止安装底座与其他部件连接时的板状体的磨损，防止板状体的生锈。本发明通过胶黏层实现橡胶层的固定同时，还可以进一步防止板状体的生锈腐蚀。

所述第一半环状铁芯的下端部外凸于所述第一壳体的下表面，且突出高度为1mm-5mm；

所述第二半环状铁芯的上端部外凸于所述第二壳体的上表面，且突出高度为1mm-5mm。

便于第一壳体与第二壳体可拆卸连接过程中，观测第一半环状铁芯与第二半环状铁芯的连接状态。

所述零序电流互感器的制备方法，包括如下步骤：

步骤一，第一半环状铁芯与第二半环状铁芯的制备；环状铁芯绕制线圈后，切割成第一半环状铁芯及第二半环状铁芯；

步骤二，第一半环状铁芯放入压力凝胶成型机，制备固定有第一半环状铁芯的上壳体；

第二半环状铁芯放入压力凝胶成型机，制备固定有第二半环状铁芯的下壳体；

步骤三，上壳体与下壳体通过紧固件相连，制成零序电流互感器。

本发明通过选取压力凝胶成型机进行压注，节省了浇注时间和浇注模具。产品外观美观，不需要后期修补处理。

所述压力凝胶成型机包括用于放置第一半环状铁芯的第一型腔、用于放置第二半环状铁芯的第二型腔；

所述第一型腔的底部设有一用于吸附第一半环状铁芯的第一磁铁；

所述第二型腔的底部设有一用于吸附第二半环状铁芯的第二磁铁。

便于实现第一半环状铁芯与第二半环状铁芯分别固定在第一型腔与第二型腔内的固定，安装于拆卸方便。

步骤二中，将第一半环状铁芯与第二半环状铁芯放入压力凝胶成型机后，进行抽真空处理，至真空度将至1-5mbar，再将浇注材料注入，注射速度为1-1.8kg/min,注射时间控制在5min-10min，注射完毕后，在0.1-0.2mpa压力下保压30-33min，开模取出固定有第一半环状铁芯的上壳体与固定有第二半环状铁芯的下壳体。

所述上壳体与下壳体均是由浇注材料制成的，浇注材料包括如下质量百分比的原料：70％-80％环氧树脂、5％-8％酚醛树脂、5％-10％硅微粉、5％-8％气凝胶、4％-10％固化剂、4％-10％增韧剂。保证绝缘效果。

所述上壳体与下壳体均是由浇注材料制成的，浇注材料包括如下质量百分比的原料：70％-80％环氧树脂、5％-8％酚醛树脂、5％-10％硅微粉、5％-8％气凝胶、1％-2％铟镓合金、3％-5％磁粉。

本发明通过优化传统浇注材料的配比，本发明通过铟镓合金实现散热的效果，本发明通过设有气凝胶，由于气凝胶具有微孔，镓铟合金易穿过微孔，保证镓铟合金分布的均匀性，保证散热面。通过设有磁铁进一步提高电磁屏蔽效果。防止外界干扰。

作为一种优选方案，浇注材料由质量百分比的原料构成：70％环氧树脂、8％酚醛树脂、10％硅微粉、5％气凝胶、2％铟镓合金、5％磁粉。

经实验，采用上述配比，散热性能优异，抗干扰性能优异。

所述上壳体与所述下壳体通过螺栓相连；

所述上壳体与所述下壳体上均设有用于螺栓穿过的螺栓孔，所述螺栓孔的横截面呈正六边形；

所述螺栓包括一头部、一设有外螺纹的螺纹部，所述头部与所述螺纹部之间设有一横截面与螺栓孔相匹配的棱柱状的中部；

所述中部的轴向的长度不大于所述上壳体与所述下壳体上的螺栓孔的轴向的长度之和。本发明通过优化螺栓孔与螺栓的结构，增加接触面积，防止螺栓拧接螺帽时活动，同时可在连接时对上壳体与下壳体进行限位。采用本发明改良的螺栓结构，上壳体与下壳体通过一个螺栓即可实现两者的固定与定位，上壳体与下壳体的相对位置不会发生偏转。优选为，上壳体与下壳体通过两个螺栓相连，两个螺栓分别位于壳体的左右两侧。采用本发明螺栓的结构，解决了传统多个螺栓的安装繁琐性，节约成本。

螺纹部的径向宽度不大于中部的径向宽度，且差值不大于6mm。便于保证螺栓的紧固效果。

所述壳体的上端部开设有一用于容置液态金属的散热窗，还设有一钢制散热器，所述钢制散热器包括一钢制盖体，所述钢制盖体上方设有散热翅片；所述钢制盖体下方设有热交换金属片；

所述钢制散热器的钢制盖体盖住所述凹槽，实现密封；所述热交换金属片插入凹槽内的液态金属中。

液态金属在高温下(如40度以上)，是液态。在需要对芯片进行散热时，完成液态转化。液态的流动性，在上下温差作用下，会产生对流，散热性远远大于固态金属。本专利将液态金属的对流散热，和固态金属制成的散热器相结合，既保证了流体金属强度的热交换性能，又实现了对液态金属的密封，保证了电路的安全性。

另外，本专利中特别采用由钢制成的钢制散热器，而不是采用常用的铝质散热器。避免了同相金属的溶解腐蚀。

所述钢制盖体下方分布有至少10条竖直设置的条状热交换金属片。在允许液态金属产生上下对流的前提下，也允许左右或者前后对流，利于整体进行热交换。

进一步优选为，相邻的两条条状热交换金属片距离在0.2-3mm。

附图说明

图1为本发明一种结构示意图；

图2为本发明采用图1视图作为主视图的侧视图；

图3为本发明采用图1视图作为主视图的俯视图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。

参见图1、图2、图3，压力凝胶工艺制成的零序电流互感器，包括一零序电流互感器，零序电流互感器包括一壳体，壳体内设有一绕设有线圈的环状铁芯，环状铁芯是由两个半环状铁芯磁性连接构成，两个半环状铁芯分别为第一半环状铁芯、第二半环状铁芯，第一半环状铁芯位于第二半环状铁芯的上方，且线圈绕设在第一半环状铁芯上；壳体是由上壳体1和下壳体3可拆卸连接构成的壳体；上壳体1和下壳体3均是采用压力凝胶工艺制成的，上壳体1内埋设有第一半环状铁芯，下壳体3内埋设有第二半环状铁芯；上壳体1与下壳体3连接时，第一半环状铁芯与第二半环状铁芯相抵围成环状铁芯。本发明通过优化传统一体化封装的零序电流互感器，便于实现零序电流互感器的安装，可以在电缆先铺设或带电情况下安装，极大了方便了电力施工和维修改造项目。上壳体1与下壳体3采用压力凝胶工艺制成的，压注方式加工时间短，产品外观美观，不需要后期修补处理，产品误差不因树脂收缩或传统后期切割方式而发生变化。精度可以做到5p级或1级精度，特殊变比参数可以做到0.5级精度，已经极大地提高了零序互感器的精度范围。且脱模后期不需要再切割研磨，节省了人力和材料成本，缩短了制作工期。

上壳体1和下壳体3通过螺栓5相连。线圈引出有接线端子，接线端子固定在上壳体1的上端部。本发明通过将接线端子设置在上壳体1的上端部，便于实现接线端子与上壳体1内的线圈进行电性导通。便于通过接线端子连接继电保护装置。上壳体的上端部还设有用于固定接线罩4的螺纹孔，螺纹孔设有两个，接线端子设有两个，两个螺纹孔的中心轴线所处的平面垂直于两个接线端子的中心轴线所处的平面；两个接线端子分别位于两个螺栓孔的中心轴线所处的平面的两侧；两个螺纹孔分别位于两个接线端子的中心轴线所处的平面的两侧。便于实现接线罩的可拆卸固定。图3中的表示了两个接线端子s1、s2。

壳体的底面呈平面状，壳体的下方设有一安装底座6；安装底座6是由一板状体弯折构成的安装底座6；以环状铁芯的中心轴线方向为前后方向，安装底座6从左至右依次为顺序连接的第一弯折段、第二弯折段、第三弯折段、第四弯折段、第五弯折段，且相邻的弯折段间的夹角为80°-100°；第一弯折段、第三弯折段、第五弯折段三者平行，且第三弯折段高于第一弯折段与第五弯折段；第三弯折段与壳体的底面相抵，并通过至少三个螺丝相连；第一弯折段与第五弯折段上均开设有用于零序电流互感器进行安装固定的安装孔。便于通过安装孔穿过螺栓，实现零序电流互感器与其他部件间的固定。本发明通过优化安装底座6的结构，结构简单的同时，还能实现安装底座6与壳体连接的同时，还能实现零序电流互感器的固定。

板状体的外壁上通过胶黏层与一橡胶层相连，橡胶层的厚度为1mm-2mm；胶黏层是由玻璃胶制成的胶黏层，胶黏层的厚度为0.5mm-0.8mm。本发明通过在板状体的外壁上设有一橡胶层，实现减震效果的同时，防止安装底座与其他部件连接时的板状体的磨损，防止板状体的生锈。本发明通过胶黏层实现橡胶层的固定同时，还可以进一步防止板状体的生锈腐蚀。

第一半环状铁芯的下端部2外凸于第一壳体1的下表面，且突出高度为1mm-5mm；第二半环状铁芯的上端部外凸于第二壳体的上表面，且突出高度为1mm-5mm。便于第一壳体与第二壳体可拆卸连接过程中，观测第一半环状铁芯与第二半环状铁芯的连接状态。

零序电流互感器的制备方法，包括如下步骤：步骤一，第一半环状铁芯与第二半环状铁芯的制备；环状铁芯绕制线圈后，切割成第一半环状铁芯及第二半环状铁芯；步骤二，第一半环状铁芯放入压力凝胶成型机，制备固定有第一半环状铁芯的上壳体；第二半环状铁芯放入压力凝胶成型机，制备固定有第二半环状铁芯的下壳体；步骤三，上壳体与下壳体通过紧固件相连，制成零序电流互感器。本发明通过选取压力凝胶成型机进行压注，节省了浇注时间和浇注模具。产品外观美观，不需要后期修补处理。

压力凝胶成型机包括用于放置第一半环状铁芯的第一型腔、用于放置第二半环状铁芯的第二型腔；第一型腔的底部设有一用于吸附第一半环状铁芯的第一磁铁；第二型腔的底部设有一用于吸附第二半环状铁芯的第二磁铁。便于实现第一半环状铁芯与第二半环状铁芯分别固定在第一型腔与第二型腔内的固定，安装于拆卸方便。

步骤二中，将第一半环状铁芯与第二半环状铁芯放入压力凝胶成型机后，进行抽真空处理，至真空度将至1-5mbar，再将浇注材料注入，注射速度为1-1.8kg/min,注射时间控制在5min-10min，注射完毕后，在0.1-0.2mpa压力下保压30-33min，开模取出固定有第一半环状铁芯的上壳体与固定有第二半环状铁芯的下壳体。

上壳体与下壳体均是由浇注材料制成的，浇注材料包括如下质量百分比的原料：70％-80％环氧树脂、5％-8％酚醛树脂、5％-10％硅微粉、5％-8％气凝胶、1％-2％铟镓合金、3％-5％磁粉。本发明通过优化传统浇注材料的配比，本发明通过铟镓合金实现散热的效果，本发明通过设有气凝胶，由于气凝胶具有微孔，镓铟合金易穿过微孔，保证镓铟合金分布的均匀性，保证散热面。通过设有磁铁进一步提高电磁屏蔽效果。防止外界干扰。

作为一种优选方案，浇注材料由质量百分比的原料构成：70％环氧树脂、8％酚醛树脂、10％硅微粉、5％气凝胶、2％铟镓合金、5％磁粉。经实验，采用上述配比，散热性能优异，抗干扰性能优异。

上壳体与下壳体通过螺栓相连；上壳体与下壳体上均设有用于螺栓穿过的螺栓孔，螺栓孔的横截面呈正六边形；螺栓包括一头部、一设有外螺纹的螺纹部，头部与螺纹部之间设有一横截面与螺栓孔相匹配的棱柱状的中部；中部的轴向的长度不大于上壳体与下壳体上的螺栓孔的轴向的长度之和。本发明通过优化螺栓孔与螺栓的结构，增加接触面积，防止螺栓拧接螺帽时活动，同时可在连接时对上壳体与下壳体进行限位。采用本发明改良的螺栓结构，上壳体与下壳体通过一个螺栓即可实现两者的固定与定位，上壳体与下壳体的相对位置不会发生偏转。优选为，上壳体与下壳体通过两个螺栓相连，两个螺栓分别位于壳体的左右两侧。采用本发明螺栓的结构，解决了传统多个螺栓的安装繁琐性，节约成本。螺纹部的径向宽度不大于中部的径向宽度，且差值不大于6mm。便于保证螺栓的紧固效果。

壳体的上端部开设有一用于容置液态金属的散热窗，还设有一钢制散热器，钢制散热器包括一钢制盖体，钢制盖体上方设有散热翅片；钢制盖体下方设有热交换金属片；钢制散热器的钢制盖体盖住凹槽，实现密封；热交换金属片插入凹槽内的液态金属中。液态金属在高温下(如40度以上)，是液态。在需要对芯片进行散热时，完成液态转化。液态的流动性，在上下温差作用下，会产生对流，散热性远远大于固态金属。本专利将液态金属的对流散热，和固态金属制成的散热器相结合，既保证了流体金属强度的热交换性能，又实现了对液态金属的密封，保证了电路的安全性。另外，本专利中特别采用由钢制成的钢制散热器，而不是采用常用的铝质散热器。避免了同相金属的溶解腐蚀。钢制盖体下方分布有至少10条竖直设置的条状热交换金属片。在允许液态金属产生上下对流的前提下，也允许左右或者前后对流，利于整体进行热交换。进一步优选为，相邻的两条条状热交换金属片距离在0.2-3mm。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。