一種乾式變壓器及其專用高壓線圈的製作方法

2023-05-01 15:02:10 1

本發明涉及變壓器線圈技術領域，尤其涉及一種乾式變壓器及其專用高壓線圈。

背景技術：

乾式變壓器是指不浸漬在絕緣油中，依靠自然空氣或強迫空氣冷卻的一種變壓器，廣泛用於局部照明、高層建築和機場等場所。乾式變壓器的局部放電是引起絕緣老化並導致絕緣擊穿的主要原因。短時間的放電不僅會造成整個通道的介質受損，而且放電的電解作用使得絕緣加速氧化，並腐蝕絕緣，從而降低變壓器的壽命。

如申請號為：201310340729.9的中國專利公開了一種帶填料高壓線圈的繞制方法，該方法主要通過在繞制工序中，通過保證排線間距的均勻性，進而來保證介電強度和局放水平，如對線圈進行內絕緣處理，所述內絕緣處理具體為：首先在線圈內側繞層規格為玻璃絲布帶，使得相鄰玻璃絲布帶匝間不接觸；然後在玻璃絲布帶上放置一層網格布，網格布的接口在出線面板處，接口兩端面之間的間隔5mm；最後在網格布上繞一層用於固定網格布的玻璃絲布帶。但該方法中的高壓線圈內部填充有填料，對變壓器在工作過程中的散熱增加了一定的負擔。

又如申請號為：201520654028.7的中國專利公開了一種散熱式節能幹式變壓器線圈，包括有低壓線圈、脫模紙、第一氣道、氣道條、環氧樹脂、第二氣道和高壓線圈。在低壓線圈中設置有第一氣道，所述的第一氣道與低壓線圈之間設置有脫模紙，在第一氣道內豎直設置有氣道條，在高壓線圈中設置有第二氣道，所述的第二氣道與高壓線圈之間設置有脫模紙，在第二氣道內豎直設置有氣道條，所說的第二氣道內的氣道條之間間隔距離與第一氣道內氣道條之間間隔距離相同，且第二氣道內的氣道條與第一氣道內的氣道條呈交錯設置，該變壓器線圈主要通過氣道條來散熱，但是該氣道條的分布較密集會影響線圈之間的感應性能，另外氣道條的大小一定，不會根據變壓器工作溫度進行調整，會導致能源的浪費，不符合可持續發展的宗旨。

技術實現要素：

為克服現有技術中存在的高壓線圈結構複雜，電場分布不均勻，局放大，容易造成線圈內部擊穿燒毀且變壓器散熱性能不佳等問題，本發明提供了一種乾式變壓器及其專用高壓線圈。

具體技術方案如下：一種乾式變壓器專用高壓線圈，包括扁裸銅線和包繞在扁裸銅線上的兩層聚酯薄膜，所述外層聚酯薄膜上包繞有聚酯無紡布，所述聚酯無紡布上表面層壓有絕緣膠皮，所述絕緣膠皮包括第一絕緣膠皮和第二絕緣膠皮，所述第一絕緣膠皮和第二絕緣膠皮一體成型，所述第一絕緣膠皮與第二絕緣膠皮呈階梯型設置。

在此基礎上，所述第一絕緣膠皮的寬度等於扁裸銅線豎向截面的長度。

在此基礎上，所述第二絕緣膠皮的寬度大於第一絕緣膠皮的寬度。

在此基礎上，所述第二絕緣膠皮表面均勻設置有多個壓槽，各個所述壓槽之間的距離為第二絕緣膠皮的五分之一。

本發明還提供了一種乾式變壓器，包括底座、鐵芯以及包覆於鐵芯上的同軸繞組，所述同軸繞組為中空型絕緣繞組，所述繞組包括低壓線圈、冷卻氣道和高壓線圈，所述低壓線圈設置在內圈，所述高壓線圈設置在外圈，所述冷卻氣道設置在低壓線圈和高壓線圈之間。

在此基礎上，所述冷卻氣道與高壓線圈和低壓線圈的兩個相鄰面均開設有至少4個散熱凹槽，所述散熱凹槽的高度小於冷卻氣道的高度。

在此基礎上，所述散熱凹槽表面設置有活動開口，所述活動開口包括滑槽、玻璃板和高度調節裝置，所述滑槽固定設置在冷卻氣道外表面，所述玻璃板與滑槽活動連接，所述高度調節裝置設置在玻璃板的下端。

在此基礎上，所述高度調節裝置包括兩個套管和平衡裝置，所述平衡裝置設置在兩個套管的上方，所述兩個套管分別為第一套管和第二套管，所述第一套管和第二套管平行設置在冷卻氣道的外表面，所述第二套管設置在玻璃板的下端，所述第一套管不與玻璃板接觸，所述平衡裝置的兩端分別活動設置在第一套管和第二套管內部。

在此基礎上，所述第一套管內部設置有水銀，所述第二套管底部設置有彈簧，所述第二套管內壁兩側均勻設置有卡口。

在此基礎上，所述平衡裝置包括弧形杆和卡球，所述卡球包括活動卡球和固定卡球，所述活動卡球和固定卡球分別設置在弧形杆的兩端，所述固定卡球設置在第一套管內部，所述活動卡球設置在第二套管內部，所述弧形杆的左側設置有支撐杆，所述支撐杆與玻璃板下端相抵，所述卡球為半球形，所述卡球的直徑大於卡口的寬度，所述卡球的半徑小於卡口的寬度。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

1、本發明所提供的一種乾式變壓器專用高壓線圈，包括扁裸銅線和包繞在扁裸銅線上的兩層聚酯薄膜，所述外層聚酯薄膜上包繞有聚酯無紡布，所述聚酯無紡布上表面層壓有絕緣膠皮，該高壓線圈的結構在工作時線圈內部不會產生較大的氣泡放電，因此局部放電量低，不會造成線圈內部擊穿燒毀，提高了變壓器工作的可靠性。

2、本發明所提供的一種乾式變壓器專用高壓線圈還包括絕緣膠皮，該絕緣膠皮包括第一絕緣膠皮和第二絕緣膠皮，所述第一絕緣膠皮與第二絕緣膠皮呈階梯型設置。在繞制工序中，可以通過第二絕緣膠皮保證排線間距的均勻性，從而進一步保證介電強度和局放水平，提高了乾式變壓器的使用壽命。

3、本發明中的第二絕緣膠皮表面均勻設置有多個壓槽，各個所述壓槽之間的距離為第二絕緣膠皮的五分之一，壓槽的設置可以根據不同型號的高壓線圈和生產需要進行調整線圈繞制時的間距，適用範圍廣泛，且大大提高了生產效率。

4、本發明所提供的一種乾式變壓器，包括底座、鐵芯以及包覆於鐵芯上的同軸繞組，所述繞組包括低壓線圈、冷卻氣道和高壓線圈，所述低壓線圈設置在內圈，所述高壓線圈設置在外圈，所述冷卻氣道設置在低壓線圈和高壓線圈之間。本發明在低壓線圈和高壓線圈之間增設有冷卻氣道，大大增加了線圈與外部的熱交換面積，加快了線圈的散熱速度。

5、本發明中的冷卻氣道與高壓線圈和低壓線圈的兩個相鄰面均開設有至少4個散熱凹槽，且該散熱凹槽表面設置有活動開口，所述活動開口包括滑槽、玻璃板和高度調節裝置，該高度調節裝置可以根據變壓器內部線圈的溫度進行高度調節，進而調節活動開口的開度，進行針對性散熱，散熱效果小，且節約了能源。

附圖說明

圖1是本發明一種乾式變壓器專用高壓線圈的橫截面示意圖；

圖2是本發明一種乾式變壓器的線圈結構示意圖；

圖3是本發明一種乾式變壓器的冷卻氣道的展開示意圖；

圖4是本發明一種乾式變壓器的高度調節裝置的結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖和實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。

本發明披露了一種乾式變壓器專用高壓線圈，如圖1所示，包括扁裸銅線1和包繞在扁裸銅線1上的兩層聚酯薄膜2，所述外層聚酯薄膜2上包繞有聚酯無紡布3，該高壓線圈6的結構在工作時線圈內部不會產生較大的氣泡放電，因此局部放電量低，不會造成線圈內部擊穿燒毀，提高了變壓器工作的可靠性。優選地，聚酯無紡布3上表面層壓有絕緣膠皮，即該絕緣膠皮設置有半面，所述絕緣膠皮包括第一絕緣膠皮41和第二絕緣膠皮42，所述第一絕緣膠皮41和第二絕緣膠皮42一體成型，所述第一絕緣膠皮41與第二絕緣膠皮42呈階梯型設置，優選地，所述第一絕緣膠皮41的寬度等於扁裸銅線1豎向截面的長度，所述第二絕緣膠皮42的寬度大於第一絕緣膠皮41的寬度。在繞制工序中，由於絕緣膠皮設置在扁裸銅線1的最外部，且只設置有半面，不僅不會放置銅線的繞制，而且可以根據第二絕緣膠皮42的寬度對繞線間距進行定位，保證排線間距的均勻性，從而進一步保證介電強度和局放水平，提高了乾式變壓器的使用壽命，繞線完畢後，可以將絕緣膠皮撕掉亦可將其留在聚酯無紡布3表面。進一步優選地，所述第二絕緣膠皮42表面均勻設置有多個壓槽421，本發明中各個所述壓槽421之間的距離為第二絕緣膠皮42的五分之一，在實際生產過程中可對壓槽421的間距進行進一步的優化，以適用於各類變壓器。壓槽421的設置可以根據不同型號的高壓線圈6和生產需要進行調整線圈繞制時的間距，即第二絕緣膠皮42可以根據壓槽421的間距進行撕拉第二絕緣膠皮42，進而縮短第二絕緣膠皮42的寬度，適用範圍廣泛，且大大提高了生產效率。

本發明還披露了一種包括上述高壓線圈6的乾式變壓器，包括底座、鐵芯8以及包覆於鐵芯8上的同軸繞組，如圖2所示，所述同軸繞組為中空型絕緣繞組，所述繞組包括低壓線圈5、冷卻氣道7和高壓線圈6，所述低壓線圈5設置在內圈，所述高壓線圈6設置在外圈，所述冷卻氣道7設置在低壓線圈5和高壓線圈6之間。本發明在低壓線圈5和高壓線圈6之間增設有冷卻氣道7，大大增加了線圈與外部的熱交換面積，加快了線圈的散熱速度。

如圖3所示，本發明中的冷卻氣道7與高壓線圈6和低壓線圈5的兩個相鄰面均開設有至少4個散熱凹槽71，即環形冷卻氣道7的兩個面上均設置有散熱凹槽71，兩個面上的散熱凹槽71均勻間隔，且兩個面上的散熱凹槽71錯開設置，以提高散熱效率。所述散熱凹槽71的高度小於冷卻氣道7的高度。所述散熱凹槽71表面設置有活動開口，所述活動開口包括滑槽72、玻璃板73和高度調節裝置74，所述滑槽72固定設置在冷卻氣道7外表面，即滑槽72設置在冷卻氣道7的內部。所述玻璃板73與滑槽72活動連接，即通過玻璃板73來調整活動開口的開度，高度調節裝置74設置在玻璃板73的下端。該高度調節裝置74可以根據變壓器內部線圈的溫度進行高度調節，進而調節活動開口的開度，進行針對性散熱，散熱效果小，且節約了能源。如圖4所示，其中高度調節裝置74包括兩個套管和平衡裝置，所述平衡裝置設置在兩個套管的上方，所述兩個套管分別為第一套管741和第二套管742，所述第一套管741和第二套管742平行設置在冷卻氣道7的外表面，所述第二套管742設置在玻璃板73的下端，所述第一套管741不與玻璃板73接觸，所述平衡裝置的兩端分別活動設置在第一套管741和第二套管742內部。優選地，第一套管741內部設置有水銀7411，該溶液隨溫度變化明顯，但是也可替換為其他位置。所述第二套管742底部設置有彈簧7421，所述第二套管742內壁兩側均勻設置有卡口7422。平衡裝置包括弧形杆743和卡球，所述卡球包括活動卡球744和固定卡球745，所述活動卡球744和固定卡球745分別設置在弧形杆743的兩端，所述固定卡球745設置在第一套管741內部，所述活動卡球744設置在第二套管742內部，所述弧形杆743的左側設置有支撐杆746，所述支撐杆746與玻璃板73下端相抵，所述卡球為半球形，所述卡球的直徑大於卡口7422的寬度，所述卡球的半徑小於卡口7422的寬度。

工作過程：

當乾式變壓器未工作時，溫度常溫，此時活動開口關閉；當乾式變壓器中線圈的溫度逐漸升高時，第二套管742內的水銀7411感受到溫度的變化，並且隨著溫度的變化膨脹，體積變大，進而提升固定卡球745和弧形杆743。由於弧形杆743一體成型，因此弧形杆743的一端抬升後，則另一端下降，即活動卡球744在弧形杆743的作用下，活動卡球744本體進行旋轉，由於活動卡球744的半徑小於第二套管742卡口7422的寬度，因此在玻璃板73重力的作用下，活動卡球744和弧形杆743向下移動，帶動支撐杆746和玻璃板73向下移動，從而加大了活動開口的開度，當下降到一定程度時，在第二套管742內部彈簧7421的作用下，停止下降，並且通過卡口7422固定位置；同理，在乾式變壓器逐漸停止工作時，溫度逐漸下降，水銀7411的體積逐漸恢復到正常，固定卡球745的浮力變小，帶動活動卡球744的本體進行旋轉，玻璃板73在彈簧7421的作用下，上升，進而減小活動開口的開度。

實施例1：

一種乾式變壓器專用高壓線圈，包括扁裸銅線1和包繞在扁裸銅線1上的兩層聚酯薄膜2，所述外層聚酯薄膜2上包繞有聚酯無紡布3，所述聚酯無紡布3上表面層壓有絕緣膠皮，所述絕緣膠皮包括第一絕緣膠皮41和第二絕緣膠皮42，所述第一絕緣膠皮41和第二絕緣膠皮42一體成型，所述第一絕緣膠皮41與第二絕緣膠皮42呈階梯型設置。所述第一絕緣膠皮41的寬度等於扁裸銅線1豎向截面的長度。所述第二絕緣膠皮42的寬度大於第一絕緣膠皮41的寬度。所述第二絕緣膠皮42表面均勻設置有多個壓槽421，各個所述壓槽421之間的距離為第二絕緣膠皮42的五分之一。

本實施例在繞制工序中，可以通過第二絕緣膠皮42保證排線間距的均勻性，從而進一步保證介電強度和局放水平。在工作過程中，該高壓線圈6的結構內部不會產生較大的氣泡放電，因此局部放電量低，提高了變壓器工作的可靠性。另外壓槽421的設置可以根據不同型號的高壓線圈6和生產需要進行調整線圈繞只是的間距，適用範圍廣泛，且大大提高了生產效率。

實施例2：

在實施例1的基礎上，本發明還提供了一種乾式變壓器，包括底座、鐵芯8以及包覆於鐵芯8上的同軸繞組，所述同軸繞組為中空型絕緣繞組，所述繞組包括低壓線圈5、冷卻氣道7和高壓線圈6，所述低壓線圈5設置在內圈，所述高壓線圈6設置在外圈，所述冷卻氣道7設置在低壓線圈5和高壓線圈6之間。

本實施例在低壓線圈5和高壓線圈6之間增設有冷卻氣道7，大大增加了線圈與外部的熱交換面積，加快了線圈的散熱速度。

實施例3：

在實施例2的基礎上，所述冷卻氣道7與高壓線圈6和低壓線圈5的兩個相鄰面均開設有至少4個散熱凹槽71，所述散熱凹槽71的高度小於冷卻氣道7的高度。所述散熱凹槽71表面設置有活動開口，所述活動開口包括滑槽72、玻璃板73和高度調節裝置74，所述滑槽72固定設置在冷卻氣道7外表面，所述玻璃板73與滑槽72活動連接，所述高度調節裝置74設置在玻璃板73的下端。所述高度調節裝置74包括兩個套管和平衡裝置，所述平衡裝置設置在兩個套管的上方，所述兩個套管分別為第一套管741和第二套管742，所述第一套管741和第二套管742平行設置在冷卻氣道7的外表面，所述第二套管742設置在玻璃板73的下端，所述第一套管741不與玻璃板73接觸，所述平衡裝置的兩端分別活動設置在第一套管741和第二套管742內部。第一套管741內部設置有水銀7411，所述第二套管742底部設置有彈簧7421，所述第二套管742內壁兩側均勻設置有卡口7422。所述平衡裝置包括弧形杆743和卡球，所述卡球包括活動卡球744和固定卡球745，所述活動卡球744和固定卡球745分別設置在弧形杆743的兩端，所述固定卡球745設置在第一套管741內部，所述活動卡球744設置在第二套管742內部，所述弧形杆743的左側設置有支撐杆746，所述支撐杆746與玻璃板73下端相抵，所述卡球為半球形，所述卡球的直徑大於卡口7422的寬度，所述卡球的半徑小於卡口7422的寬度。

本實施例在實施例2的基礎上，增設有散熱凹槽71和活動開口，該結構可以根據變壓器內部線圈的溫度進行活動開口開度調節，進行針對性散熱，散熱效果小，且節約了能源，符合可持續發展的宗旨。

上述說明示出並描述了本發明的優選實施例，如前所述，應當理解本發明並非局限於本文所披露的形式，不應看作是對其他實施例的排除，而可用於各種其他組合、修改和環境，並能夠在本文所述發明構想範圍內，通過上述教導或相關領域的技術或知識進行改動。而本領域人員所進行的改動和變化不脫離本發明的精神和範圍，則都應在本發明所附權利要求的保護範圍內。