CN102027553B - 干式变压器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有至少一个高压绕组和至少一个低压绕组的干式变压器，其中至少一个高压绕组和至少一个低压绕组通过电磁场相互有效连接，其中每个绕组由绕组导线组成，其中高压绕组与低压绕组彼此具有规定的距离，为了保持该距离设有布置在绕组之间的间隔物(10)。此外，本发明还涉及一种用于制造间隔物(10)的方法。
Description
本发明涉及一种具有至少一个高压绕组和至少一个低压绕组的干式变压器，其中至少一个高压绕组和至少一个低压绕组通过电磁场相互有效连接，其中每个绕组由绕组导线组成。
长期以来已知，在分配电能时使用变压器，在该变压器中将高电平的交流电压转变或变压成较低电压电平或反过来。此外，围绕环形铁芯卷绕的导线绕组(Leiterwicklungen)通常具有矩形横截面。
由EP0557549B1已知一种用于制造利用模铸树脂浇铸的、具有卷绕的带绕铁芯(Schnittbandkern)的电网电源变压器(Netz-Leistungstransformators)的方法以及根据该方法制造的环形铁芯变压器，其中该带绕铁芯优选由具有磁性优先方向的冷轧铁合金制成。
必须非常良好且安全地保持高压绕组和低压绕组之间的距离，以避免干扰效果。为了能够允许对于两种绕组之间绝缘尽可能高的要求，此绝缘必须构造成尽可能不受干扰。然而，这至今仍是未解决的问题。
绕组的泄露通道(Streukanal)，也即在高压绕组和低压绕组之间的区域，其中由于温度波动而受到力，该力会很可能导致浇铸中形成裂纹。由此有利的是，将此区域机械地增强。此外，也出现会很可能导致浇铸中形成裂纹的力。由此有利的是，将此区域机械地增强。此外，也由于绕组的单个线圈之间的泄露通道中的磁流而出现大的力。此外，尤其是在对于出现的力而言夹紧压力(Spanndruck)并不足够时，可出现显著持久的绕组变形或甚至绕组断裂。
由现有技术可知本发明的目的在于，构造一种开始所述类型的干式变压器，使得保证其安全操作并且上述问题对其操作没有或仅有不显著的影响。此外，还给出一种制造根据本发明的干式变压器的方法。
此目的根据本发明通过在实施例中所给出的特征实现。与此相应地，根据本发明高压绕组与低压绕组彼此具有规定的距离，为精确地保持该距离设有布置在绕组之间的间隔物。根据本发明设置的间隔物具有足够的坚固度，其在操作时防止否则不会排除的干扰。
根据本发明的优选改型，间隔物具有避免尖锐的棱边并且在可加工性及操作安全性方面得到优化的横截面。在根据本发明的改型的意义上，间隔物配备有环形横截面或椭圆形的或矩形横截面。
一般而言，在根据本发明的干式变压器中，间隔物的纵向棱边(Laengskanten)设有半径。
相应于根据本发明的干式变压器的其它优选变型，在高压绕组和低压绕组之间布置的间隔物借助纤维结构机械地增强并且相互连接。
在此给出，为增强间隔物而设的纤维结构是包括高强度不导电纤维的粗纱(Rovings)或包括高强度不导电纤维的织物(Gewebe)。此外，在有利的方式中，纤维结构也可由包括高强度不导电纤维的网(Netz)来构成。
在本发明的优选变型中，纤维结构可由玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维(Aramidfasern)、碳纤维或这些纤维的混合物来构成。相对于间隔物的所需厚度，该纤维束的厚度仅是该所需厚度的一部分，即大约为1/10的比率，也即，纤维束的厚度为1mm，而间隔物的厚度为10mm。
根据本发明的有利实施方式，为增强间隔物而设的纤维结构至少部分结合(integrieren)到间隔物中，其中构成纤维结构的纤维可局部地例如通过浇铸或放入而放置在间隔物中。
如上所述，本发明也涉及一种用于制造机械地增强的如下间隔物的方法，即为在干式变压器的高压绕组和低压绕组之间保持所需的距离而将该间隔物布置在这些绕组之间。
在此，目的在于，以简单的方式为根据本发明的干式变压器制造间隔物。
该目的根据本发明利用实施例的表征性的特征实现。与此相应地，根据本发明的方法的特征在于，为制造间隔物所设的模制品彼此具有规定距离地定位。
此后，为机械地增强间隔物而设的、包括高强度不导电纤维的纤维结构与用于间隔物的定位的模制品相互接触，其中优选地，为加工而设的纤维结构局部放在模制品上并且每个模制品随后例如利用覆盖部件(Deckteil)几乎被闭合，从而使得在浇铸浇铸材料时无漏损出现。
随后将浇铸材料浇铸在该装置中，也即浇铸到用于在其间嵌入有纤维结构的间隔物的、彼此具有规定距离地定位的模制品中，由此借助浇铸材料利用间隔物至少部分地围绕纤维结构并将其固定在其中。
根据本发明方法的其他有利方面的特征在于，在将浇铸材料浇铸到为制造间隔物所设的模制品中之前及期间分别放入高强度不导电纤维，该纤维因而有助于根据本方法制造的间隔物的机械稳定性。
用于改善根据本发明的间隔物的机械强度的其它优选措施的特征在于，依赖于作为浇铸材料而提供的材料，在将模制品从间隔物去除之前，将位于模制品中的浇铸材料硬化。
此外还规定，在高压绕组和低压绕组之间的上述间隔物已经在施加(aufbringen)高压绕组之前的卷绕工艺期间放入。这样的优点是，在出现对于绕组的完整性有负面作用的干扰时有统一的(gleichfoermig)力引入或力分布。
相应于本发明的有利实施方式，间隔物优选由与后续用于浇铸整个绕组所应用的材料相同的材料制成。此外，如此准备间隔物的表面，使得浇铸材料尽可能最佳地附着于各间隔物上。
为了控制泄露通道区域中可能的机械应力，根据本发明规定，为了机械地增强绕组或围绕绕组的浇铸材料，放入玻璃粗纱或玻璃网形式的高强度纤维。
此增强也结合在仍一直需要的间隔物中，也即，机械的增强材料例如以特定的距离一起浇铸到间隔物中。从而得到例如具有完整的间隔物的玻璃网增强(Glas-Netzverstaerkung)。
其它有利的改型可能性从其它实施例获得。
借助于附图中所示的实施例详细说明本发明、其它实施方式及其它优点。
其中：
图1示出了根据本发明的间隔物的可能横截面形状的总览图，以及
图2示出了间隔物的布置，其中这些间隔物与由纤维制成的网状增强结构连接。
图1中示出了用于根据本发明的间隔物10的一系列不同横截面形状，其中这些间隔物10被嵌入(einfugen)于在此未详细示出的高压绕组的绕组层(Wicklungslagen)之间。
有利地是，这些间隔物10在制造未详细示出的绕组期间已经嵌入相关的支架之间，以确保由如下力引起的负载分配及负载引入(Lasteinleitung)的统一性，即该力是由温度波动还有绕组的单个线圈之间的泄露通道中的磁流造成的。
根据本发明的间隔物10的优选横截面形状是这样的横截面，其取决于形状而一方面具有足够高的阻力矩而另一方面在建造绕组层时能够较好地加工。这些形状不具有在其上可集中可能的压力的尖锐棱边区域，而是具有平和的(harmonisch)曲线，例如圆形或具有做出倒圆角的(abgerundet)棱边区域的矩形以及椭圆形状。但无论如何，间隔物是由不导电的高强度纤维构成的，这些间隔物因此具有足够的机械强度。
制造根据本发明的间隔物10优选在此处同样未详细示出的、其中放入所述纤维的长形模制品中进行，并且随后由放置在模制品中的优选硬化浇铸材料包围。
代替此种制造方式，根据本发明的间隔物也可借助已经预先混合的浇铸材料来制造，也即，首先将不同长度的纤维添加入上述浇铸材料，例如基于合成树脂(比如聚脂树脂)并且接着在相关的模制品中浇铸。由此，在浇铸材料中统一分布地布置的纤维与浇铸材料一同构成了更高强度的纤维增强纱线(faser-verstaerktes Gespinst)。
图2中示出了根据本发明的间隔物10的根据本发明的变型，其中彼此平行布置的间隔物10借助网12(该网12包括高强度不导电的纤维14)相互连接。在此改型中，将具有圆形横截面的间隔物提供为间隔物10。
网状纤维结构12在此几乎一体式地与彼此相邻的间隔物10连接并因而提供间隔物10的额外增强，其中间隔物10与限制相应网孔(Netzmaschen)的纤维束14取决于制造条件而构成一体。
为了制造该通过网12增强的间隔物10，首先制造包括高强度纤维14的网12，然后分别与为制造间隔物10而设、在此未详细示出的模制品组合在一起并且随后当将为制造间隔物10而设的浇铸材料带至用于间隔物10的模制品中时由浇铸材料局部地包围。
图2中有两个视图，即上半部分所示的侧视图及其下所示的与侧视图成90°角度的俯视图或截面图。
由下面的图示可知，在构成了所述网12的纤维束14的交叉点16上纤维结构具有基本不变的厚度，而在与间隔物10的交叉点18上，间隔物10显然出现更大的厚度，该厚度大约比网状纤维结构12的厚度大150％。
参考标号列表
10间隔物
12网，网状纤维结构
14纤维束
16纤维束的交叉点
18纤维束与间隔物的交叉点
Claims (18)
1.一种具有至少一个高压绕组和至少一个低压绕组的干式变压器，所述至少一个高压绕组和所述至少一个低压绕组通过电磁场相互有效连接，其中每个绕组由绕组导线组成，其特征在于，所述高压绕组和所述低压绕组彼此具有规定的距离，为了保持该距离设有布置在所述绕组之间的间隔物(10)，以及所述在所述高压绕组和所述低压绕组之间布置的间隔物(10)借助纤维结构(12)得到机械地增强并且相互连接。
2.根据权利要求1所述的干式变压器，其特征在于，所述间隔物(10)具有避免尖锐的棱边并且在可加工性及操作安全性方面得到优化的横截面形状。
3.根据权利要求2所述的干式变压器，其特征在于，所述间隔物(10)设有环形横截面。
4.根据权利要求2所述的干式变压器，其特征在于，所述间隔物(10)设有椭圆形的横截面。
5.根据权利要求2所述的干式变压器，其特征在于，所述间隔物(10)设有矩形横截面。
6.根据权利要求5所述的干式变压器，其特征在于，所述间隔物(10)的纵向棱边设有半径。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的干式变压器，其特征在于，所述为增强所述间隔物(10)而设的纤维结构(12)由包括高强度不导电纤维(14)的粗纱来构成。
8.根据权利要求1-6中任一项所述的干式变压器，其特征在于，所述纤维结构(12)由包括高强度不导电纤维(14)的织物构成。
9.根据权利要求1-6中任一项所述的干式变压器，其特征在于，所述纤维结构(12)由包括高强度不导电纤维(14)的网构成。
10.根据权利要求1至6中任一项所述的干式变压器，其特征在于，所述纤维结构(12)由玻璃纤维构成。
11.根据权利要求1至6中任一项所述的干式变压器，其特征在于，所述纤维结构(12)由芳族聚酰胺纤维构成。
12.根据权利要求1至6中任一项所述的干式变压器，其特征在于，所述纤维结构(12)由碳纤维构成。
13.根据上述权利要求1至6中任一项所述的干式变压器，其特征在于，所述为增强所述间隔物而设的纤维结构(12)至少部分结合到所述间隔物(10)中。
14.根据权利要求13所述的干式变压器，其特征在于，浇铸材料与纤维(14)混合，其中所述纤维(14)相应于所述为增强而设的纤维结构(12)的纤维。
15.一种用于制造机械地增强的如下间隔物(10)的方法，即为在干式变压器的高压绕组和低压绕组之间保持所需距离而将所述间隔物(10)布置在所述绕组之间，其特征在于，
·所述为制造所述间隔物(10)而设的模制品彼此具有规定距离地定位，
·使所述为机械地增强所述间隔物而设的、包括高强度不导电纤维(14)的纤维结构(12)与用于所述间隔物(10)的所述定位的模制品接触，以及
·所述利用用于所述间隔物的、彼此具有规定距离地定位的模制品而设的纤维结构在将用于所述间隔物的浇铸材料浇铸到所述为此所设的模制品中时，至少部分由所述浇铸材料包围并固定在其中。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，在将所述浇铸材料浇铸到所述为制造所述间隔物(10)而设的模制品中之前及期间，分别放入高强度不导电纤维(14)。
17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，在为了制造所述间隔物(10)而浇铸所述浇铸材料之前，添加高强度不导电纤维(14)。
18.根据权利要求15或16所述的方法，其特征在于，依赖于作为浇铸材料而提供的材料，在将所述模制品从所述间隔物(10)去除之前，将位于所述模制品中的浇铸材料硬化。
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