CN101842860B - 具有聚合物屏蔽壳的干式变压器及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种变压器及制造该变压器的方法，其中，铁心的至少一部分设置在由包含导电颗粒的聚合树脂组合物形成的屏蔽壳内。包括绝缘树脂的包封件封装所述屏蔽壳。电导体电连接至屏蔽壳并能够从包封件的外部触及。

Description

具有聚合物屏蔽壳的干式变压器及其制造方法
技术领域
本发明涉及变压器，更具体地，涉及具有固体绝缘的干式结构的变压器。
背景技术
具有干式结构的变压器包括安装在铁心上的至少一个线圈以形成铁心/线圈组件。铁心是铁磁体并通常包括一堆金属板或晶粒取向硅钢叠片。铁心/线圈组件封装在固体绝缘材料内以将铁心/线圈组件与外部环境隔离并密封。
用于封装干式变压器的铁心/线圈组件的固体绝缘材料通常是热固性聚合物，一种在添加能量时固化成更强形式的聚合物材料。所述能量可以是通过化学反应或者辐射的热量(通常在200摄氏度以上)形式。热固性树脂在固化之前通常为液体或者是可延展的，这使树脂能够被塑造。当热固性树脂固化时，树脂中的分子交联而使树脂硬化。固化后，热固性树脂在不破坏其原始特性的情况下不能再熔化或再被塑造。热固性树脂包括环氧树脂、三聚氰胺、酚和尿素。
在热固性树脂固化时，树脂通常收缩。因为树脂包围着铁心/线圈组件，所以收缩的热固性树脂对变压器的铁心施加很高的机械应力和应变。这些应力和应变使铁心的取向晶粒扭曲并增加对叠片中磁通量的阻力。这种扭曲和增加的阻力引起更高的铁心损耗，使变压器的敏感度降低并使其精度也降低。另外，当热固性树脂围绕边缘和突起收缩时，在热固性树脂中会形成裂纹。裂纹会随着时间增长并损害热固性树脂的绝缘性。结果会发生局部放电。局部放电是桥接铁心/线圈组件的部分之间的热固性树脂的电火花。局部放电不一定发生在铁心/线圈组件处，其可发生在电场强度超过热固性树脂的击穿强度的任何地方。局部放电加剧了热固性树脂的损坏，缩短了变压器的使用寿命。
2006年9月11日提交的题为“DRY-TYPE TRANSFORMERWITH SHIELDED CORE/COIL ASSEMBLY AND METHOD OFMANUFACTURING THE SAME”的美国专利申请No.11/518682中公开了一种用于保护变压器的铁心并防止局部放电的方法，该申请转让给了本发明的受让人，即ABB Technology AG，该申请通过引用结合入本文。在‘682专利申请中，变压器的铁心和线圈组件布置在保护性聚合物壳内，该聚合物壳具有至少部分用导电涂层覆盖的外表面。本发明旨在提供具有改进结构的这种保护性聚合物壳。
发明内容
根据本发明，提供一种变压器，其包括由包括导电颗粒的聚合树脂组合物形成的屏蔽壳。由铁磁材料构成的铁心的至少一部分设置在该屏蔽壳内。初级线圈和次级线圈靠近铁心设置。一包封件封装屏蔽壳。该包封件包括绝缘树脂。
根据本发明还提供一种制造变压器的方法。根据该方法，提供屏蔽壳。该屏蔽壳用包含导电颗粒的聚合树脂组合物形成。还提供线圈和由铁磁材料构成的铁心。线圈围绕铁心设置且至少一部分铁心被放置在屏蔽壳的至少一部分内。将屏蔽壳封装在绝缘树脂中。
附图说明
结合以下描述、权利要求和附图将更好地理解本发明的特征、方面和优点，其中：
图1是根据本发明具体化的变压器的示意图；
图2是变压器的屏蔽壳的立体图，其中，屏蔽壳的盖和主体被分开以显示待安装在屏蔽壳内的铁心/线圈组件；
图3是屏蔽壳的主体的立体图；
图4是屏蔽壳盖内侧的立体图；
图5是屏蔽壳的一部分的剖视图；
图6是图5的屏蔽壳的剖视图的一部分的放大图，其中，所述部分是在图5中用字母“D”确定的部分；
图7是可用于形成屏蔽壳的第一反应注塑成型系统的示意图；
图8是可用于形成屏蔽壳的第二反应注塑成型系统的示意图；
图9是第二变压器的第二屏蔽壳的分解图；
图10是处于组装好状态的第二屏蔽壳的立体图；
图11是内部安装有第二屏蔽壳的第二变压器的示意图；
图12是第三变压器的第三屏蔽壳的分解图；
图13是内部安装有第三屏蔽壳的第三变压器的示意图。
具体实施方式
应当注意，在下文的详细描述中，不论是否在本发明的不同实施方式中显示，相同的部件都具有相同的附图标记。还应当注意，为了清楚简要地公开本发明，附图不一定是按比例绘制的，且本发明的一些特征可能是以有些示意性的形式显示的。
现在参照图1，其显示了根据本发明构建的变压器10的示意图。变压器10是适于外用的电流仪表变压器。变压器10可将范围为10到2500安培的电流逐步降低为范围在1到5安培的电流。变压器10总的包括铁心12、初级或者高压绕组14、次级或者低压绕组16、屏蔽壳22和用树脂26形成的外壳或包封件24。铁心12、高压绕组14、低压绕组16和屏蔽壳22被浇铸到树脂26中从而封装在包封件24内。如下文更加详细地描述的，屏蔽壳22包围着铁心12和低压绕组16并在浇铸工艺中保护其不受树脂损坏。
铁心12为带中心开口的环形(torroidal)并由铁磁材料，例如铁或钢构成。铁心12可由在心轴上缠绕成卷的钢(例如晶粒取向硅钢)带构成。低压绕组16包括围绕铁心12缠绕的一定长度的导线，例如铜线，以形成围绕铁心12的周边布置的多个匝。低压绕组16的端部固定到变压器引线30(或者形成变压器引线30)，变压器引线30连接到安装于外部包封件24外部的端子板。下文中，铁心12和低压绕组16合起来被称作铁心/线圈组件18。高压绕组14包括开环的金属导体，其可以由铜构成。如下文更加全面地描述的，高压绕组14延伸穿过屏蔽壳22和铁心/线圈组件18。一对矩形连接器32分别固定到高压绕组14的端部。
现在参照图2-6，屏蔽壳22具有两件式结构，包括主体34和盖38，如下文更加全面地描述的，主体34和盖38均由高抗冲塑料以反应注塑成型(RIM)工艺形成。
主体34包括连接到环形端壁42的圆柱形侧壁40，环形端壁42具有扩大的中心开口。在侧壁40中形成开口，终端引线30穿过这些开口延伸。侧壁40的自由端中形成有朝外的凹口44(如图6中所示)，用于帮助将盖38固定到主体34，如以下更全面地描述的。圆柱形安装件46围绕着中心开口连接到端壁42并与侧壁40同轴延伸。但安装件46比侧壁40远离端壁42延伸得更远。侧壁40、安装件46和端壁42相互配合限定出环形槽48，该环形槽48适于接收铁心/线圈组件18。在主体34的底部，一对脚52固定到侧壁40上。一对接地连接器54嵌入成型在每个脚52中(或者以其他方式固定到每个脚52)并从脚向下延伸。每个接地连接器54中形成有螺纹孔。
盖38为环形并包括盘形的壁56，壁56的中心具有开口58。内部凸缘60围绕开口58设置并远离壁56延伸。外部凸缘62(清楚地显示于图6中)围绕壁56的外围布置并远离其延伸。外部凸缘62的自由端62a略微向内弯曲并成形为以如图6所示的互锁卡扣配合方式配合到主体34的侧壁40的凹口44中。
主体34和盖38均由热固性树脂组合物构成并且均以RIM工艺形成。热固性树脂组合物包括热固性树脂和一定量的导电颗粒，所述量的导电颗粒足以使主体34和盖38的至少外侧表面充分导电以将电荷传导到地，从而防止局部放电。热固性树脂还可包括各种添加剂以改变固化的热固性树脂组合物的特性。热固性树脂可以是聚降冰片烯(polynorbornene)树脂、聚氨酯树脂、聚脲树脂或者聚氨酯/聚酯树脂。通常，在RIM工艺中，两种反应成分在混合头(mixhead)中组合，然后将这种混合物注射到模具中，在模具中发生聚合作用。例如，如果热固性树脂是聚氨酯树脂，则将在一种反应成分中供应聚异氰酸酯(例如二异氰酸酯)，且在另一种反应成分中供应聚烯烃。
利用聚降冰片烯树脂来形成主体34和盖38尤其合适。聚降冰片烯树脂由开环复分解聚合(ROMP)反应中的一种或多种降冰片烯单体形成。降冰片烯单体是桥环烃。降冰片烯单体的例子包括2-降冰片烯、5-甲基-2-降冰片烯、5-乙基-2-降冰片烯、5-丁基-2-降冰片烯、5-己基-2-降冰片烯、5-亚乙基-2-降冰片烯、5-苯基降冰片烯、双环戊二烯、二氢双环戊二烯、四环十二烯、甲基四环十二烯、乙基四环十二烯、二甲基四环十二烯、二乙基四环十二烯、苯基四环十二烯、环戊二烯三聚体、四氢环戊二烯三聚体等。可以使用前述单体的不同组合。
双环戊二烯(DCPD)，更具体是桥式DCPD(endo-DCPD)(3a，4，7，7a-四氢-4，7-甲烷-1H-茚)特别适用于形成主体34和盖38。可购买到的桥式DCPD最初通过低真空蒸馏提纯，以去除微量杂质。然后使提纯后的桥式DCPD聚合以利用两部分复分解催化系统在RIM工艺中形成聚双环戊二烯。两部分复分解催化系统包括催化剂和助催化剂或活化剂。
催化剂可以是钼酸有机胺，例如四{三[二(十二烷基胺)]))，含钨的催化剂，例如卤化钨(例如WCl6)，或者卤氧化钨(例如WOCl6)，或者含钌的催化剂。美国专利No.6486270和美国专利No.6204347中公开了含钌的催化剂的例子，这两个专利通过引用结合在此。‘270专利公开了特别适合在RIM工艺中使用的钌亚烷基催化剂。这些钌亚烷基催化剂具有通式AxLyXzRu＝CHR’，其中，x＝0，1或2；y＝0，1或2；且z＝1或2；R’是氢或替代或非替代的烷基或芳基，L是任何中性的电子供体(例如磷化氢)，X是任何阴离子配体，A是具有连接中性电子供体和阴离子配体的共价键结构的配体。‘347专利公开的钌催化剂具有分子式：RuX2(L1)m(L2)n(L3)o(L4)p，或者分子式：ARuX2(L1)r(L2)s，其中，L1，L2，L3和L4是彼此独立的C.-C1-C18烷基氰，C6≥C24-芳烷基氰，叔胺，不包含与磷原子结合的任何仲烷基或环烷基的叔膦，，或亚磷酸盐，X是卤素，A是芳烃，m、n、o和p是从0至4的整数，其中，2≤m+n+o+p≤4，r和s是从0到2的整数，其中，1≤r+s≤2。
如果使用有机胺钼酸盐催化剂或者含钨的催化剂，则活化剂可以是烷基卤化铝、烃氧基烷基卤化铝、芳氧基烷基卤化铝或诸如四丁基锡(SnBu4)的有机锡化合物。如果使用‘270专利的钌亚烷基催化剂，则活化剂是酸(有机或无机)，例如盐酸(HCL)，氢溴酸(HBr)、硫酸(H2SO4)或者硝酸(HNO3)。如果使用‘347专利的钌催化剂，则活化剂是含有与磷原子结合的仲烷基或者环烷基中的至少一种的叔膦。这种叔膦的例子包括三异丙基磷和三环己基磷。
可以包括在热固性树脂组合物中的添加剂可包括溶剂、起泡剂、封装起泡剂、颜料、抗氧化剂、光稳定剂、阻燃剂、增塑剂、发泡剂、填充剂、加强剂、大分子改性剂和聚合改性剂。合适的填充剂包括玻璃、钙硅石、云母、滑石和碳酸钙。添加剂必须基本不与各个反应成分起反应。
热固性树脂组合物中用来使主体34和盖38具有导电性的导电颗粒可包括导电炭黑、碳纳米纤维、石墨、金属颗粒或者前述的组合。金属颗粒可包括但不限于：镍颗粒，银片、钨颗粒、钼颗粒、铂金、铁、铝、铜、钽、锌、钴、铬、铅、钛，锡合金以及前述的组合。导电颗粒通常具有小于30微米的平均尺寸，更典型地具有小于10微米，再典型地具有小于5微米的平均尺寸。导电颗粒占总热固性树脂组合物重量的大约1％至大约40％，更具体地占总热固性树脂组合物重量的大约1％至20％。
现在参照图7，其示出了用来由第一反应成分和第二反应成分形成主体34和盖38的RIM系统100的示意图。RIM系统100总的包括第一和第二容器102、104、混合头106、用于主体34的模具108以及用于盖38的模具(未示出)。第一容器102通过第一供应管线110和第一返回管线112连接到混合头106，而第二容器104通过第二供应管线116和第二返回管线118连接到混合头106。当要模制主体34时，模具108连接到混合头106以从其接收热固性树脂组合物，而当要模制盖38时，用于盖38的模具连接到混合头106以从其接收热固性树脂组合物。第一循环泵120和第一计量泵或活塞122连接在第一供应管线110中，而第二循环泵124和第二计量泵或活塞126连接在第二供应管线116中。第一和第二热交换器130、132分别连接在第一和第二返回管线112、118中。阀门(未示出)连接在第一和第二供应管线110、116以及第一和第二返回管线112、118中，以控制第一、第二容器102、104和混合头106之间的材料流动。阀门和泵连接到控制系统(未示出)并由该控制系统控制。
第一容器102容纳第一反应成分，而第二容器104包括第二反应成分。在热固性树脂是聚DCPD的实施方式中，第一反应成分包括DCPD单体、导电颗粒和催化剂，第二反应成分包括DCPD单体、导电颗粒和助催化剂。要包括的任何添加剂可在第一和第二反应成分间被分成大约相等的两部分。第一和第二反应成分中DCPD单体和导电颗粒的量大约相同。第一和第二反应成分分别在第一和第二容器102、104中被加热和搅拌。当阀门使混合头106打开且第一和第二反应成分分别通过第一和第二供应管线110、116被供给到混合头106时，RIM工艺开始。第一和第二计量活塞122、126以计量的量将第一和第二反应成分供应到混合头106。第一和第二反应成分进入混合头106中的混合腔并通过高速碰撞强力地混合到一起。然后将所得的混合物注射到模具108中，在此混合物聚合成聚DCPD并由此形成主体34。模具108可以被加热到大约50℃至大约100℃的温度范围，模具108中的压力可以在大约1至大约10bar的范围，更特别地在大约1至大约3bar的范围。除了用用于盖38的模具来代替模具108，且第一和第二反应成分的量不同外，盖38以基本相同的方式形成。
在以上述方式形成时，导电颗粒基本均匀地遍布主体34和盖38，以为主体34和盖38提供足够的体积电导率来将电荷传导到地，从而防止局部放电。在本发明的另一种实施方式中，可以用第二RIM工艺来将导电颗粒集中在主体34和盖38的表面区域，以仅仅为主体34和盖38提供足以将电荷传导到地的表面电导率，从而防止局部放电。接地连接器54电连接到主体34，从而允许电流从主体34(块和/或表面)流向接地连接器54。由于盖38与主体34紧密接触并且也是导电的，因此盖38也被电连接到接地连接器54。
现在参照图8，使用第二RIM系统136来执行第二RIM工艺。除了第二RIM系统136还包括第三和第四容器138、140及相关的循环泵(未示出)和计量活塞(未示出)，以及中间第一混合器142和中间第二混合器144外，第二RIM系统136与RIM系统100基本相同。为了更加清楚，没有显示第二RIM系统136的循环泵、计量活塞、热交换器和返回管线。第一和第二容器102、104连接到第一混合器142，第三和第四容器138、140连接到第二混合器144。第一和第二混合器142、144的输出依次连接到与模具108(或者用于盖38的模具)相连的混合头106。在第二RIM系统136中，热固性树脂组合物由分别存储在第一、第二、第三和第四容器102、104、138、140中的第一、第二、第三和第四反应成分形成。第一和第三反应成分含有DCPD单体和催化剂，而第二和第四反应成分包含DCPD单体和助催化剂。第三和第四反应成分之一包含所有的导电颗粒。要包括的任何添加剂可在第一、第二、第三和第四反应成分间分成大约相等的部分。
在第二RIM工艺的第一时间段，第三和第四反应成分单独或者与少量或等量的第一和第二反应成分一起被注射到模具108中。在随后的第二时间段，仅将第一和第二反应成分注射到模具108中。这样，导电颗粒就集中在形成的主体34(或盖38)的表面区域。
在如上述塑造主体34和盖38后，将铁心/线圈组件18布置到主体34的槽48中，使得铁心/线圈组件18挨着端壁42且安装件46延伸穿过铁心/线圈组件18的中心开口。当如此设置铁心/线圈组件18时，将盖38放置在主体34上，使得安装件46抵靠内部凸缘60被设置在盖38内，且外部凸缘62的自由端62a卡扣到主体34的侧壁40的外部凹口44中。这样，盖38就以卡扣方式固定到主体34，从而将铁心/线圈组件18封装在屏蔽壳22中并由此在屏蔽壳22与铁心/线圈组件18一起被浇铸到树脂26中形成外部包封件24时相对于树脂26密封铁心/线圈组件18，下文将对此进行描述。
树脂26可以是丁基橡胶或者是环氧铸塑树脂。在本发明的一种实施方式中，树脂26是环脂族环氧树脂，更具体地是疏水性脂环族环氧树脂。在该实施方式中，外部包封件24由树脂26以自动压力凝胶(APG)工艺形成。根据APG工艺，树脂26(液体形式)在真空下被脱气并被预加热到大约40℃至大约60℃。具有设置于其中的铁心/线圈组件18的屏蔽壳22放置在被加热到树脂26的固化温度的模具腔中。变压器引线30、连接器32和接地连接器54延伸出腔以在铸造工艺后从包封件24伸出。然后在低压下将脱气和预加热后的树脂26引入到包含屏蔽壳22的腔中。在腔内，树脂26开始快速形成冻胶。但腔中的树脂26与正在从腔外引入的加压树脂26保持接触。以此方式，腔中凝胶树脂26的收缩由随后在压力下进入此腔的脱气和预加热树脂26的进一步添加来补偿。随着树脂26形成冻胶并完全固化，树脂26收缩并对屏蔽壳22施加力。屏蔽壳22保护铁心/线圈组件18不受这些力的影响，由此保护铁心12的晶粒取向不被破坏。
应当认识到，作为根据APG工艺形成的替代方案，包封件24可使用压缩模制工艺或者真空浇铸工艺形成。
在树脂26固化后，将其中具有屏蔽壳22的固体包封件24从模腔去除。固体包封件24包括顶部部分24a和底部部分24b，顶部部分24a中形成有多个环形翅片或裙部70，底部部分24b具有平的端壁。用于高压绕组14的连接器32从顶部部分24a向上伸出，而变压器引线30从底部部分24b横向伸出。容纳端子板的外壳(未示出)固定到包封件24的底部部分24b。变压器引线30设置在外壳中并连接到端子板。接地连接器54延伸通过底部部分24b的端壁，使得接地连接器54的端面基本与该端壁齐平。由例如铝的导电金属构成的基板72通过螺钉或者其他紧固装置固定到底部部分24b的端壁。基板72中的开口与接地连接器54中的钻孔对准。由导电金属构成的螺钉穿过基板72中的开口插入并螺旋地接收在接地连接器54的钻孔中。螺钉头挨着基板72的外表面。因此，螺钉在基板72和接地连接器54之间形成电连接。当变压器10安装好用于使用时，基板72电连接到大地。由于基板72电连接到接地连接器54，而接地连接器54电连接到屏蔽壳22，因此屏蔽壳22也接地。以此方式，屏蔽壳22围绕铁心/线圈组件18形成法拉第屏蔽。此法拉第屏蔽将帮助降低，即便不能消除，可损害包封件24的局部放电。
在本发明的上述实施方式中，屏蔽壳22同时围绕铁心12及低压绕组16，即铁心/线圈组件18。在本发明的其他实施方式中，屏蔽壳可以仅围绕铁心或者仅围绕一部分铁心。另外，可为不同类型的变压器提供不同结构的屏蔽壳。本发明的另一种实施方式的例子显示在图9和图10中并包括屏蔽壳150。屏蔽壳150被构造成在图11所示的电压仪表变压器152中使用。
现在参照图9和图10，屏蔽壳150包括C形大主体154、管道形小主体156和C形盖158。大主体154包括从C形底壁164竖直向上延伸的C形内壁160和C形外壁162。内壁160、外壁162和底壁164相互配合限定一开放的C形槽168，槽168适于接收变压器152的铁心190的一部分。小主体156具有封闭周边和矩形截面。盖158和大主体154构造成使得盖158可设置在大主体154上并可释放地与其接合，从而盖住槽168。盖158、大主体154和小主体156构造成使得小主体156可在组合的大主体154/盖158的相对端之间延伸并与该相对端可释放地接合。
大主体154的内壁160具有朝外定位的凸缘172，而大主体154的外壁162具有朝内定位的凸缘176。盖158具有内部凸缘180和外部凸缘182。内壁160的相对端均具有朝内定位的凸缘174，而外壁162的相对端均具有朝外定位的凸缘178。盖158被构造成当盖158设置在大主体154上并放置成与其接合时，盖158的内部和外部凸缘180、182分别摩擦接合大主体154的凸缘172、176，且凸缘172被设置成从内部凸缘180朝外，凸缘176被设置成从外部凸缘182朝内。
小主体156具有均具有朝内定位的周边凸缘186的相对端部。当小主体156被设置在大主体154和盖158之间并布置成与大主体154的端部和盖158接合时，大主体154和盖158的凸缘174、178、180、182与小主体156的凸缘186彼此摩擦接合并重叠，且大主体154和盖158的凸缘174、178、180、182被设置成从小主体156的凸缘186向外。
屏蔽壳150的部件(即，大主体154、小主体156和盖158)均由导电的热固性树脂组合物构成并均以RIM工艺形成。用于形成屏蔽壳150的热固性树脂组合物可具有与用来形成屏蔽壳22(即，主体34和盖38)的热固性树脂组合物相同的成分。另外，屏蔽壳150的部件可使用上述RIM系统100的RIM工艺或者第二RIM系统136的第二RIM工艺形成。当屏蔽壳150由上述的导电聚合物构成时，屏蔽壳150具有足够的体积导电率和/或表面导电率来将电荷传导到地，从而防止局部放电。
现在参照图11，其显示了电压变压器152的示意图。屏蔽壳150的盖158的部分断裂以显示铁心190，铁心190是由缠绕成具有中心开口和一对腿194的大体为矩形的主体的一个或多个铁磁材料带、例如硅钢带形成。在形成变压器152的过程中，铁心190的一部分能够运动以打开铁心190并允许缠绕在小主体156上的线圈196组件安装在一个腿194上。线圈组件196包括初级绕组和次级绕组并可以在绕线机中缠绕在小主体156上。在线圈组件196和小主体156安装在铁心190上后，铁心190的可动部分被固定到铁心190的剩余部分上以防止铁心190被打开。铁心190的暴露的C形部分然后被放置在大主体154的槽168中且小主体156的凸缘186与大主体154的凸缘174、178接合。然后，将盖158固定到大主体154上以盖住槽168并因此盖住铁心190的C形部分。此时，整个铁心190都被围在屏蔽壳150内。然后将该组件浇注到树脂26中以形成外部包封件200。同样，树脂26可以是丁基橡胶或者是环氧铸塑树脂，例如疏水形环脂族环氧树脂。基板202由导电金属，例如铝制成，其通过螺钉或者其他紧固装置固定到包封件200的端壁。接地连接器204将屏蔽壳150电连接到基板202。当变压器152安装好用于使用时，基板202电连接到大地。由于基板202电连接到屏蔽壳150，因此屏蔽壳150也接地。以此方式，屏蔽壳150围绕铁心190和线圈196形成法拉第屏蔽。此法拉第屏蔽将帮助降低，即便不能消除，可损害包封件24的局部放电。
现在参照图12，其示出了根据本发明的另一种实施方式构建的屏蔽壳210。屏蔽壳210被构建成在如图13中显示的电压仪表变压器208中使用。
屏蔽壳210包括矩形大主体212、管道形小主体214和矩形盖216。大主体212包括一对相对的内部侧壁222，每个内部侧壁均具有凸缘开口224。盖216具有一对与大主体212的内部侧壁222对应的相对的内部凸缘或者裙部226。每个裙部226具有凸缘开口228。大主体212限定适于接收变压器208的第一和第二铁心218、220的部分的矩形槽(未示出)。小主体214具有封闭周边和矩形截面。盖216和大主体212被构建成使得盖216可设置在大主体212上并可释放地与其接合，从而盖住槽。当盖216与大主体212接合时，大主体212的凸缘开口224与盖216的凸缘开口228配合形成凸缘复合开口。小主体214在侧壁222和侧裙部226之间延伸并具有与组合的大主体212/盖216的凸缘复合开口接合的相对凸缘端部。
屏蔽壳210的部件(大主体212、小主体214和盖216)均由导电的热固性树脂组合物构成并均以RIM工艺形成。用于形成屏蔽壳210的热固性树脂组合物可与用来形成屏蔽壳22(即，主体34和盖38)的热固性树脂组合物具有相同的成分。另外，屏蔽壳210的部件可使用上述RIM系统100的RIM工艺或者第二RIM系统136的第二RIM工艺形成。当屏蔽壳210由上述的导电聚合物构成时，屏蔽壳210具有足够的体积导电率和/或表面导电率来将电荷传导到地，从而防止局部放电。
现在参照图13，电压变压器208具有双铁心构造并包括第一铁心208(以虚线显示)和第二铁心220(以虚线显示)，其均由缠绕成具有中心开口和一对腿234(以虚线显示)的大体矩形主体的一个或多个铁磁材料带、例如硅钢带形成。第一和第二铁心218、220彼此并排设置，第一铁心218的腿234邻接第二铁心220的腿234。在形成变压器208的过程中，第一和第二铁心218、220的一部分均能够运动以打开第一和第二铁心218、220并允许缠绕在小主体214上的线圈组件236安装在邻接的腿234。线圈组件236包括初级绕组和次级绕组并可在绕线机中缠绕在小主体214上。在线圈组件236和小主体214被安装在第一和第二铁心218、220上之后，第一和第二铁心218、220的可动部分被固定到第一和第二铁心218、220的剩余部分上，以防止第一和第二铁心218、220被打开。然后，将第一和第二铁心218、220的暴露部分放置到大主体212的矩形槽中，然后将盖216紧固到大主体212。此时，第一和第二铁心218、220都完全被包围在屏蔽壳210内。然后，将该组件浇注到树脂26中以形成外部包封件238。同样，树脂26可以是丁基橡胶或者是环氧铸塑树脂，例如疏水形环脂族环氧树脂。由导电金属，例如铝制成的基板(未示出)通过螺钉或者其他紧固装置固定到包封件238的端壁。接地连接器242将屏蔽壳210电连接到基板240。接地连接器242可以由金属或者替代地可以由与屏蔽壳210相同的导电热固性树脂组合物构成。实际上，接地连接器242可与盖216一体模制。当变压器208安装好用于使用时，基板电连接到大地。由于基板电连接到屏蔽壳210，因此屏蔽壳210也接地。以此方式，屏蔽壳210围绕第一和第二铁心218、220和线圈236形成法拉第屏蔽。此法拉第屏蔽将帮助降低，即便不能消除，可损害包封件24的局部放电。
应当理解，前面描述的示例性实施方式仅仅是用于对本发明的说明，而非穷尽性的。本领域普通技术人员在不脱离本发明的精神或者由权利要求限定的其范围的情况下可以对公开的发明主题的实施方式进行某些添加、删除和/或修改。

Claims (22)

1.一种变压器，包括：
屏蔽壳，其由均匀地遍布有导电颗粒的聚合树脂组合物形成；
铁心，其由铁磁材料构成，所述铁心的至少一部分设置在所述屏蔽壳内；
初级线圈和次级线圈，其靠近所述铁心设置；和
包封件，其封装所述屏蔽壳，所述包封件包括绝缘树脂。
2.根据权利要求1所述的变压器，其中，所述绝缘树脂包括环氧树脂。
3.根据权利要求2所述的变压器，其中，所述绝缘树脂包括疏水性脂环族环氧树脂。
4.根据权利要求1所述的变压器，其中，所述屏蔽壳包括主体和可释放地固定到主体的盖。
5.根据权利要求4所述的变压器，其中，所述主体和所述盖均通过反应注塑成型形成。
6.根据权利要求5所述的变压器，其中，所述聚合树脂组合物还包括选自由以下各项组成的组的热固性树脂：聚降冰片烯树脂、聚氨酯树脂、聚脲树脂和聚酯树脂。
7.根据权利要求6所述的变压器，其中，所述热固性树脂是聚降冰片烯树脂。
8.根据权利要求7所述的变压器，其中，所述热固性树脂是聚双环戊二烯。
9.根据权利要求1所述的变压器，其中，所述铁心和所述次级线圈设置在所述屏蔽壳中。
10.根据权利要求9所述的变压器，其中，所述铁心的形状是环形并具有中心开口，且所述次级线圈是围绕所述铁心的外围缠绕的。
11.根据权利要求10所述的变压器，所述初级线圈延伸穿过所述环形铁心的中心开口。
12.根据权利要求1所述的变压器，其中，所述铁心具有矩形形状并包括一对腿，并且所述屏蔽壳包括大主体、小主体和可释放地固定到所述大主体的盖，所述小主体围绕所述铁心的所述腿之一设置。
13.根据权利要求12所述的变压器，其中，所述初级线圈和所述次级线圈围绕所述小主体缠绕。
14.根据权利要求13所述的变压器，其中，所述大主体和所述盖均为C形。
15.根据权利要求13所述的变压器，其中，所述铁心是第一铁心，并且所述变压器还包括第二铁心，该第二铁心具有矩形形状并包括一对腿，所述小主体围绕所述第一铁心的所述腿之一并围绕所述第二铁心的所述腿之一设置，所述大主体和所述盖均具有矩形形状。
16.根据权利要求1所述的变压器，还包括电连接到所述屏蔽壳并能够从所述包封件的外部触及的电导体。
17.根据权利要求16所述的变压器，其中，所述电导体包括固定到所述包封件的金属板，所述金属板连接到大地，由此使所述屏蔽壳接地并围绕所述铁心的至少一部分形成法拉第屏蔽。
18.一种制造变压器的方法，包括：
提供由均匀地遍布有导电颗粒的聚合树脂组合物形成的屏蔽壳；
提供由铁磁材料构成的铁心；
提供线圈；
围绕所述铁心设置所述线圈；
将所述铁心的至少一部分放置在所述屏蔽壳的至少一部分内；和
将所述屏蔽壳封装在绝缘树脂中。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述提供屏蔽壳的步骤包括用聚合树脂组合物反应注塑成型所述屏蔽壳，所述聚合树脂组合物还包括双环戊二烯。
20.根据权利要求18所述的方法，其中，所述屏蔽壳包括大主体、小主体和盖，所述铁心具有矩形形状并包括一对腿，并且所述提供线圈的步骤包括围绕所述小主体缠绕一定长度的导体以形成线圈，所述围绕所述铁心设置所述线圈的步骤以及将所述铁心的至少一部分放置在所述屏蔽壳的至少一部分内的步骤包括将其上缠绕有线圈的小主体围绕所述铁心的腿设置。
21.根据权利要求18所述的方法，其中，将所述铁心的至少一部分放置在所述屏蔽壳的至少一部分内的步骤包括将整个铁心放置在所述屏蔽壳内。
22.根据权利要求18所述的方法，其中，所述提供线圈以及围绕所述铁心设置线圈的步骤包括：
提供环形铁心；和
围绕所述铁心的外围缠绕一定长度的导体以形成线圈。
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