CN102576596A - 具有改善的冷却的盘绕变压器 - Google Patents

Abstract

一种用于制造变压器的方法，包括使用多个预制冷却管道形成盘绕线圈。可以由固定在该冷却管道的墙体之间的支撑管或者由可移除的插入物来支撑每个冷却管道。形成第一导体层和第二导体层，第一导体层和第二导体层中的每一个包括在该盘绕线圈的轴向方向上设置的多个盘形绕组。在第一导体层和第二导体层之间形成间隔层，以形成多个轴向延伸的通路。将该冷却管道滑入该轴向延伸的通路从而使其设置在第一导体层与第二导体层之间。

Description

具有改善的冷却的盘绕变压器

技术领域

本发明涉及变压器并且更具体而言涉及具有盘绕线圈的变压器。

背景技术

众所周知，变压器将处于一个电压上的电转换成处于另一个电压上的电，不管是更高的还是更低的值。变压器使用初级线圈和次级线圈来实现该电压转换，初级线圈和次级线圈中的每一个被缠绕在铁磁芯上并且包括大量电导体匝数。将初级线圈连接到电压源并且将次级线圈连接到负载。初级线圈中的匝数与次级线圈中的匝数的比(“匝数比”)与电压源的电压与负载的电压的比相同。使用两种主要的缠绕技术来形成线圈，即层绕和盘绕。主要由线圈中的匝数和线圈中的电流来确定用于形成线圈的缠绕技术的类型。对于具有大量所需匝数的高压绕组，典型地使用盘绕技术，而对于具有少量所需匝数的低压绕组，典型地使用层绕技术。

在盘绕技术中，在沿线圈的轴向长度串行设置的多个盘上缠绕线圈所需要的导体匝数。在每个盘中，在径向方向上缠绕匝数，一匝叠加在另一匝上面，即每层一匝。将盘连接成串联电路关系并且典型而言交替地从内到外和从外到内地缠绕，使得能够从相同的导体形成盘。在美国专利号5,167,063中显示了该交替缠绕的示例。

具有盘形绕组的变压器可以是干式的，即由与液体电介质相反的空气进行冷却。在该干式变压器中，可以使用真空室、胶凝炉等等，将该盘形绕组套上或浇铸在电介质树脂中。如果该盘形绕组浇铸在固态电介质树脂中，则出现冷却问题。为了解决这些问题，Pauley等人的美国专利申请号11/494,087(转让给本申请的受让人并且通过参考的方式并入本申请)公开了使用预制冷却管道提供冷却。本发明涉及该预制冷却管道在具有盘绕的树脂浇注变压器中的构造、安装和使用的改善。

发明内容

本发明涉及一种用于制造变压器的方法。根据该方法，使用多个预制冷却管道形成盘绕线圈。形成第一导体层，其包括在该盘绕线圈的轴向上设置的多个盘形绕组。每个该盘形绕组包括被缠绕成多个同心匝的导体。在该第一导体层上形成间隔层。该间隔层包括多个间隔物。在该间隔层上形成第二导体层。该第二导体层包括在该盘绕线圈的轴向上设置的多个盘形绕组。每个该盘形绕组包括被缠绕成多个同心匝的导体。该间隔层被形成为使得当形成该第二导体层时，在该第一导体层与该第二导体层之间形成多个轴向延伸的通路。将该预制冷却管道滑入该轴向延伸的通路，以便被设置在该第一导体层与该第二导体层之间。

根据本发明还提供了一种变压器，其包括具有第一导体层的盘绕线圈，该第一导体层包括在该盘绕线圈的轴向上设置的多个盘形绕组。每个该盘形绕组包括被缠绕成多个同心匝的导体。第二导体层设置于第一导体层上。第二导体层包括在该盘绕线圈的轴向上设置的多个盘形绕组。每个该盘形绕组包括被缠绕成多个同心匝的导体。间隔层设置在该第一导体层与该第二导体层之间。该间隔层包括多个间隔物，该多个间隔物被设置为使得在该第一导体层与该第二导体层之间形成多个轴向延伸的通路。将多个冷却管道分别设置在该轴向延伸的通路中，从而被定位于该第一导体层与该第二导体层之间。

附图说明

通过考虑下文的描述、所附权利要求和附图，本发明的特征、方案和优点将变得更好理解，其中：

图1是根据本发明所体现的变压器的示意性截面图；

图2显示了该变压器的线圈的透视图，其中切掉了一部分线圈以显示一部分线圈的横截面；

图3显示了线圈的端视图；

图4显示了线圈的盘形绕组的多个同轴对；

图5显示了盘形绕组的同轴对的端视图；

图6显示了变压器的配线示意图；

图7显示了根据本发明的第一实施方式来构造的第一冷却管道的透视图；

图8显示了根据本发明的第二实施方式所体现的第二冷却管道的正视图；

图9显示了第二冷却管道的端视图；

图10显示了适用于插入到该第一冷却管道或该第二冷却管道的末端内部的插头的正视图；

图11显示了在本发明的第一制造方法中在缠绕心轴上形成的变压器的线圈的侧面透视图；

图12显示了在本发明的第一制造方法中在心轴上形成的一部分线圈的端视图；

图13显示了部分插入到第一冷却管道内部的插入物的示意图；

图14显示了在本发明的第二制造方法中形成的线圈的端视图，其中间隔物带包覆在第一冷却管道上；

图15显示了在本发明的第二制造方法中形成的线圈的端视图，其中第二导体层包覆在该间隔物带的间隔物上；以及

图16显示在该第二制造方法期间被插入到该线圈的冷却管道的示意图。

具体实施方式

应该注意到在下文的详细描述中，相同的部件具有相同的附图标记，而不管他们是否显示在本发明的不同实施方式中。还应该注意到，为了清楚并且简洁地公开本发明，无需按比例绘制附图并且可以以示意性的形式来显示本发明的特定特征。

现在参考图1，其显示了包括根据本发明所体现的线圈的三相变压器10的内部图。变压器10包括装配到芯18并且封闭在通风的外部外壳20中的三个线圈组件12(每相一个)。芯18包括铁磁金属并且通常具有矩形的形状。芯18包括在一对轭24之间延伸的一对外部支柱22。内部支柱26也在轭24之间延伸并且设置于轭24之间，并且基本上与外部支柱22均匀地间隔。将线圈组件12装配并且设置在外部支柱22和内部支柱26周围。每个线圈组件12包括高压线圈30和低压线圈，高压线圈和低压线圈中的每一个是圆柱形的。如果变压器10是降压变压器，那么高压线圈30是初级线圈，并且低压线圈是次级线圈。可选择地，如果变压器10是升压变压器，那么高压线圈30是次级线圈并且低压线圈是初级线圈。在每个线圈组件12中，可以同心地装配高压线圈30和低压线圈，其中将低压线圈设置在高压线圈30之中并且径向地在高压线圈30内，如图1中所示。可选择地，高压线圈30和低压线圈可以被装配为使得他们轴向分离，其中将低压线圈装配在高压线圈30之上或之下。

变压器10是配电变压器并且可以具有范围在大约112.5kVA到大约15000kVA的范围的kVA额定值。高压线圈的电压可以具有从大约600V到大约35kV的范围，并且低压线圈的电压可以具有从大约120V到大约15kV的范围。

虽然将变压器10显示并且描述为三相配电变压器，但是应该认识到本发明不限制于三相变压器或配电变压器。可以在单相变压器和与配电变压器不同的变压器中利用本发明。

图2-3显示了根据本发明所构造的其中一个高压线圈30。每个高压线圈30具有多个导体层，导体层至少包括内或第一导体层32和外或第二导体层34。第一导体层32和第二导体层34中的每一个包括多个盘形绕组36。可以将第一导体层32中的盘形绕组36分别轴向地设置在第二导体层34中的盘形绕组36内部，以便形成沿高压线圈30的纵轴设置的盘形绕组36的同轴对37，如图4中所示的。以间隔的方式围绕高压线圈30的圆周设置多个预制冷却管道40或42。冷却管道40、42位于第一导体层32和第二导体层34之间。将冷却管道40、42和第一导体层32和第二导体层34封装在包括固态电介质绝缘树脂45的套44中。

在图2和3中，为了易于说明的目的，一般地显示了冷却管道40或42。在图7中显示了冷却管道40的结构，而在图8和9中显示了冷却管道42的结构。在下文的段落中更详细地描述冷却管道40、42两者。不应当将在图2和3中显示的冷却管道的数量解释为用于限制本发明的范围。可以使用更多或更少数量的冷却管道40、42。

现在参考图4和5，每个盘形绕组36包括多个同心的导体层46。导体46包括如铜或铝的金属并且可以采取具有椭圆形或矩形横截面的电线的形式。可选择地并且如图所示，导体46可以采取薄片的形式，其中导体46是薄的并且矩形的，具有与其所形成的盘形绕组36的一样宽的宽度。在所示及所述实施方式中，已发现使用薄片导体特别有用，更具体而言，宽厚比率大于20∶1的薄片导体，更具体而言从大约250∶1到大约25∶1，更具体而言从大约200∶1到大约50∶1，并且更具体而言大约150∶1。在一个具体实施方式中，薄片导体的厚度为大约0.008到大约0.02英寸之间并且宽度为大约1到2英寸之间，更具体而言大约0.01英寸厚并且大约1.5英寸宽。在每个盘形绕组36中，一个在另一个之上(即每层一匝)径向缠绕导体46的匝数。绝缘材料的层设置于导体46的每一层或每一匝之间。这样，具有导体46和绝缘材料的交替的层。该绝缘材料可以包括如用

商标销售的聚酰亚胺薄膜、用

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可以用图6所示的方式将盘形绕组36连接在一起。如图所示，第一导体层32包括盘形绕组36a-36h并且第二导体层34包括盘形绕组36i-36p。在第一导体层32中，将盘形绕组36a-36d串行连接在一起，并且将盘形绕组36e-36h串行相连接在一起。盘形绕组36d不连接到相邻的盘形绕组36e。这样，第一导体层32具有两组串联盘形绕组36，其中该两个组不直接连接在一起。在第二导体层34中，存在四组未连接在一起的盘形绕组36，其中每个组包括一对连接在一起的盘形绕组36。该四个组是：36i和36j，36k和36l，36m和36n以及36o和36p。将主抽头50、52分别连接到第二导体层34的盘形绕组36i、36p。次抽头54分别连接到不同的盘形绕组36。将不同的次抽头54对连接在一起就改变了变压器10的匝数比。例如将次抽头54a和54b连接在一起则将两个第一导体层32和第二导体层34中的全部盘形绕组36串行连接在一起。主抽头50、52分别朝着高压线圈30的末端放置，而次抽头朝着高压线圈30的中心放置。主抽头50、52和次抽头位于高压线圈30的圆顶82中。

现在参考图7，其显示了根据本发明的第一实施方式所构造的其中一个冷却管道40。每个冷却管道40具有大体上椭圆的横截面，其中，由一对间隔开的弯曲的侧面墙体64将开口端和间隔开的大体上平面的前后墙体60、62接合在一起。已发现向每个冷却管道40提供线性尺度x是特别有用的，其中x是冷却管道52的宽度d的大约三倍。每个冷却管道40包括纤维增强塑料，其中将诸如玻璃纤维的纤维浸渍在热固树脂中，如聚酯树脂、乙烯基酯树脂或环氧树脂。在一个实施方式中，使用挤压成型过程来形成每个冷却管道40，在该过程中牵引该纤维通过该热固树脂的一个或多个浴，并且通过热膜，在其中该热固树脂固化。可以将该纤维排列成单向纱束或多向垫子。在该实施方式中，该热固树脂可能是聚酯树脂。在其他实施方式中，使用这样一种条带来形成每个冷却管道40，其中该条带包括用大约70％固化的F级环氧树脂(适用于150摄氏度以上)来浸渍的纤维玻璃。围绕铸模缠绕该条带并且然后在热应用之下固化。

现在参考图8和9，其显示了根据本发明的第二实施方式所构造的其中一个冷却管道42。除了支撑管66固定在前后墙体60、62之间之外，冷却管道42可以具有与冷却管道40相同的构造。更具体而言，可以通过将支撑管66固定在冷却管道40内部来构造冷却管道42。支撑管66包括与冷却管道40相同的材料(即由挤压成型或条带包覆形成的纤维增强塑料)并且将其构造成刚性的。支撑管66是圆柱形的并且具有中空的内部。支撑管66足够短于冷却管道40，从而当将支撑管66固定于前后墙体60、62之间时，分别在支撑管66的末端与冷却管道40的末端之间形成间隙。可以使用高强度粘接如两部分环氧粘接来将支撑管66固定于前后墙体60、62之间。支撑管66有助于加强冷却管道42并且防止当在树脂浇注过程期间将真空应用到冷却管道42时冷却管道42弯折或者变形。

在形成第一导体层32之后安装冷却管道40、42。取决于所利用的制造方法，可以在缠绕第二导体层34之前或之后安装冷却管道40、42。

现在参考图11和12，其显示了根据本发明的第一制造方法所制造的其中一个高压线圈30。最初，在缠绕机的缠绕心轴72之上形成第一绝缘层(未显示)。取决于在树脂浇注过程期间使用的铸模，可以在装配到心轴72的内部铸模上形成第一绝缘层或者可以直接在心轴72上形成第一绝缘层。可以由电动机旋转缠绕心轴72。使用心轴72的旋转来在心轴72上缠绕导体46和绝缘材料，以形成高压线圈30的层，如下文所述的。第一绝缘层包括屏蔽材料70的片或网，该屏蔽材料的片或网包括被编织成具有开口的网格的玻璃纤维。更具体而言，屏蔽材料70具有纵向间隔设置的玻璃纤维，该玻璃纤维在交叉点处邻接具有横向间隔设置的玻璃纤维，以形成矩形的开口的转角。可以用如环氧的绝缘树脂浸渍该玻璃纤维。可以将绝缘材料堆或扣接合到每个交叉点并且凸出于该网之上并且还可以凸出于该网之下。该扣具有圆形的形状并且通过在交叉点建立绝缘树脂来形成该扣。屏蔽材料70可以具有美国专利申请号10/858,039(公开号2005/0275496)中所公开的屏蔽材料的构造和配置，其中通过参考的方式将该公开并入本申请。围绕缠绕心轴72缠绕屏蔽材料70的网以形成圆柱，并且将该网的相对的纵向边缘至少部分地与玻璃纤维条带保持在一起。

在第一绝缘层之上从导体46的两个或更多个长度形成(缠绕)第一导体层32。随着第一导体层32的形成，可以移除用于将第一绝缘层保持在一起的玻璃纤维条带，或者可以将该玻璃纤维条带保持就位。在形成盘形绕组36时，可以连续缠绕导体46或者可以向导体46提供“下拉(drop-downs)”。如果连续缠绕导体46，那么在交替的方向上缠绕导体46，即从内到外并且随后从外到内，等等。如果向导体46提供下拉，那么在一个方向上缠绕导体46，即从内到外。下拉是这样一种弯曲，其中在盘形绕组36的完成时形成该弯曲以将导体46从外带到内以便开始下一个盘形绕组36。

在形成第一导体层32之后，在第一导体层32之上形成包括屏蔽材料70的片或网的第二绝缘层74。将该网的相对的纵向边缘至少部分地暂时与玻璃纤维条带保持在一起。接下来将冷却管道40、42的层76设置在第二绝缘层74之上，如下文所更完整地描述的。然后在冷却管道40、42的层之上形成包括屏蔽材料70的片或网的第三绝缘层78。

在冷却管道40、42的安装的层76之上从导体46的多个长度形成第二导体层34。在形成第二导体层34之后，在第二导体层34之上形成包括屏蔽材料70的片或网的第四绝缘层(未示出)。然后准备好用绝缘树脂45浸渍部分成形的线圈30，这在下文中更详细地描述。

当如上所述在包括具有扣的网格材料的第一和第二绝缘层之间形成盘形绕组36时，在扣之间保持盘形绕组36以便在盘形绕组36与设置在盘形绕组36相对侧面上的屏蔽材料的网格之间形成绝缘间隙。还在冷却管道40、42的相对侧面上形成该绝缘间隙。在用绝缘树脂64来封装线圈期间，由绝缘树脂45填充该绝缘间隙。

现在回到冷却管道40、42的层76的形成，在安装之前，沿着冷却管道40、42中的每一个的整个长度，用一层玻璃纱包覆该冷却管道。另外，在安装之前，在每个末端用包括可压缩材料如闭孔硅树脂泡沫或硅树脂橡胶的条带来包覆冷却管道40、42中的每一个。在冷却管道40、42的每个末端包覆可压缩的条带，以便从该末端向下延伸大约3厘米。还可以在每个末端用用于形成绝缘层的屏蔽材料70包覆冷却管道40、42中的每一个。该进一步的包覆从每个末端向下延伸大约10cm。在如上所述进行包覆之后，在第二绝缘层74之上，将冷却管道40、42围绕部分成形的线圈30的周围设置。除了增大的间距或间隙80之外，冷却管道40、42实质上均匀地间隔开，在其中在封装过程中形成圆顶82。最初由围绕冷却管道40、42的层76的周围设置的玻璃纤维条带的多个段84将冷却管道40、42保持就位。如图所示，冷却管道40、42在该部分成形的线圈的第一和第二末端之间纵向延伸。

在形成层76时，可以使用冷却管道40或冷却管道42。如果使用冷却管道42，那么在树脂浇铸过程期间支撑管66向冷却管道42提供支撑。将插头90分别简单地插入每个冷却管道42的末端，并且然后将部分成形的线圈30封装到绝缘树脂45中，如下文更完整地描述的。在树脂浇铸过程期间，插头90阻止绝缘树脂45流入冷却管道42。每个插头90包括例如硅树脂橡胶的弹性材料，并且尺寸设定为摩擦地适配于支撑管66的末端与冷却管道42的末端之间形成间隙。更具体而言，如图10中所示的，每个插头90具有向内逐渐变小(即向下)的主体并且具有围绕该主体的外围设置的肋92，以确保与冷却管道42的内表面的正确密封。在该树脂浇铸过程之后，从冷却管道42移除插头90。

如果使用冷却管道40，那么与冷却管道40一起使用(图13中所示的)插入物100。从高温塑料如聚亚苯基硫醚、聚酰胺-酰亚胺、聚酰亚胺、聚酰胺纤维、聚邻苯二甲酰胺或聚二醚酮(PEEK)形成插入物100。每个插入物100具有椭圆形横截面并且插入物100的大小使得插入物100能够易于被插入到其中一个冷却管道40。插入物100可以是实心的或中空的。如果插入物100是中空的，那么他们具有足够的墙体厚度使得他们不能变形。每个插入物100足够短于冷却管道40，从而当将插入物100设置在冷却管道40内部时，分别在插入物100的末端与冷却管道40的末端之间形成间隙。该间隙的大小适合接收插头90。对于每个插入物100，可以通过机械扣件(如螺丝或螺钉)和/或高强度粘接，将其中一个插头90固定到插入物100的末端。可选择地，插入物100可以与插头90分离。

在将冷却管道40安装到部分成形的线圈30中之前或之后，将插入物100分别插入冷却管道40内部。在将插入物100插入到冷却管道40中之后，将插头90插入到冷却管道40的末端中。如果如上所述将插头90附接到插入物100的末端，那么当插入插入物100时将附接的插头90插入到冷却管道40的第一末端中。这样，仅需要将插头90插入到冷却管道40的第二末端。如果没有将插头90附接到插入物100的末端，那么将插头90插入到冷却管道40的第一末端和第二末端两者中。在树脂浇铸过程期间，插入物100内部地支撑冷却管道40并且当将真空应用于冷却管道40时防止冷却管道40弯折或变形。在该树脂浇铸过程之后，从冷却管道40移除插头90和插入物100。

现在参考图14和15，其显示了根据本发明的第二制造方法所制造的其中一个高压线圈30。在第二制造方法中，用与上述第一制造方法相同的方式形成第一绝缘层。接下来，形成绕组36的同轴对37，其中每个同轴对37包括同轴地设置在第二导体层34的外盘形绕组36内部的第一导体层32的内部盘形绕组36。可以串行地形成绕组36的同轴对37，其中完全形成一个同轴对37并且随后完全形成相邻的同轴对37并且随后形成另一个，以此类推。可选择地，可以首先形成完整的第一导体层32并且随后可以在该第一导体层32之上形成第二导体层34。

在盘形绕组36的每个同轴对37中，首先形成第一导体层32中的内部盘形绕组36。接下来，用一匝间隔物带110包覆盘形绕组36，其中间隔物带110包括固定在一条绝缘带114上的多个间隔开的间隔物112，其中绝缘带114包括绝缘材料如聚酰亚胺、聚酰胺或聚酯。每个间隔物112具有矩形的横截面并且可以包括纤维增强塑料，其中将诸如玻璃纤维的纤维浸渍在热固树脂中，如聚酯树脂、乙烯基酯树脂或环氧树脂。通过粘接将间隔物112固定在条带114上，并且间隔物112沿条带114的宽度延伸。在用于形成盘形绕组36的导体46包括薄片的实施方式中，间隔物112的长度和条带114的宽度大约与导体46的宽度相同。间隔物112间隔距离略微大于冷却管道40、42的长的宽度(尺度x)。另外，间隔物112在垂直于条带114的方向上的尺度略微大于冷却管道40、42的最小宽度(尺度d)。这样，间隔物112形成可以容纳冷却管道40、42的空间，如下文将更完整地描述的。将间隔物带110包覆在盘形绕组36上以形成单匝，使得条带114接合盘形绕组36和如辐条般径向向外延伸的间隔物112。可以(例如通过粘接带)将每条间隔物带110的末端扣在一起，以形成从盘形绕组36径向向外设置的环形。可以将该环形固定在径向向内的盘形绕组36上。代替用于形成单匝的间隔物带110的分离的条，间隔物带110可以是用于形成间隔物112之上的外盘形绕组36的绝缘带114的长的长度的一部分。在该实施方式中，仅将间隔物112固定到绝缘带114的长的长度的一部分上，并且仅将条带114的一个末端固定到径向向内的盘形绕组36上。在将具有固定在其上的间隔物112的该部分条带114围绕径向向内的盘形绕组36的周围设置之后，(与导体46一起)继续在间隔物112之上缠绕条带114，以形成径向的外盘形绕组36。在该缠绕期间，缠绕机器的张紧保持绝缘带114(和导体46)就位。

在用一件间隔物带110包覆第一导体层32中的内盘形绕组36之后，在间隔物带110的环形之上形成第二导体层34的外盘形绕组36，以便在间隔物112上受到支撑并且与内盘形绕组36间隔开。绝缘材料的初始层直接接触间隔物112。此后，在间隔物带110的环形上缠绕导体46和绝缘材料的交替的层，以形成外盘形绕组36。当外盘形绕组36完成之后，由被间隔物112隔离的一系列圆周地设置的空间120来分离外盘形绕组36和内盘形绕组36，如图5中所示的。

用相同的方式将间隔物带110缠绕在第一导体层32的每个盘形绕组36上，从而将在盘形绕组36的同轴对中的间隔物112和空间120沿高压线圈30的轴向长度对准。这样，当盘形绕组36的同轴对的形成完成时，对准的空间120形成一系列通过部分成形的高压线圈30轴向延伸的通路122(图16中所示)。

在形成盘形绕组36的同轴对之后，在第二导体层34上形成包括屏蔽材料的片或网的外绝缘层(未显示)。然后分别将冷却管道40、42插入到通路122中，因此冷却管道40、42的末端基本上分别与部分成形的高压线圈30的末端对准。如在第一制造方法中一样，在插入冷却管道40、42中的每一个之前，沿着冷却管道40、42中的每一个的整个长度，用一层玻璃纱包覆该冷却管道，并且随后在在每个他的末端用包括可压缩材料如闭孔硅树脂泡沫或硅树脂橡胶的条带来包覆冷却管道40、42中的每一个。还如在第一制造方法中一样，还可以在每个末端用用于形成绝缘层的屏蔽材料包覆冷却管道40、42中的每一个。

在第二制造方法中，如在第一制造方法中一样，可以使用冷却管道40或冷却管道42中的任意一个。用与如上用于第一制造方法的方式相同的方式使用插头90和插入物100。

在完全缠绕高压线圈30并且安装冷却管道40、42之后，从缠绕心轴72移除高压线圈30，并且随后在树脂浇铸过程期间将高压线圈30封装到绝缘树脂45中。首先将线圈30封闭到包括大体上圆柱形的内和外铸模的铸模中。将内铸模插入到线圈30的开口中心中，并且围绕线圈30设置外铸模。如果将内铸模装配到缠绕心轴72上并且随后在内铸模之上缠绕线圈30，那么仅需要围绕线圈30的外部设置外铸模。该铸模可以是垂直铸模，即铸模保持线圈30使线圈30的轴垂直延伸，或者该铸模可以是水平铸模，即该铸模保持线圈30使线圈30的轴水平延伸。在美国专利申请号6,223,421中公开了一种可以利用的水平铸模的示例，其中通过参考的方式将该公开并入本申请。在美国专利申请号7,023,312中公开了一种可以利用的垂直铸模的示例，其中通过参考的方式将该公开并入本申请。应该认识到冷却管道42中的支撑管66以及在冷却管道40中临时出现的插入物100分别对冷却管道40、42提供了足够的支撑，以允许在水平铸模中用绝缘树脂45来封装线圈30，这在以前是不可能的。

在炉子中预先加热线圈30和铸模，以从绝缘层和导体层除湿。然后将线圈30放置到真空室中。清空该真空室以除去线圈30中的任何残余湿度和气体并且以排除盘形绕组36中的相邻匝之间的任何空隙。将可流动的绝缘树脂45灌注到内铸模和外铸模之间以封装线圈30。将该真空保持预定的时间间隔，以允许绝缘树脂45浸渍绝缘层的屏蔽材料。然后释放该真空。然后可以将压力施加到树脂浇铸的线圈30上，以迫使绝缘树脂45浸渍绝缘层中的任意残余空隙。然后从真空室移除线圈30，并且将线圈30放置到炉中以将绝缘树脂45固化成固态。

炉子中的固化过程是常规的并且是本领域公知的。例如，固化循环可以包括(1)在大约85摄氏度上大约5小时的凝胶部分，(2)大约2小时的倾斜升温部分，其中温度从大约85摄氏度开始增加到大约140摄氏度，(3)在大约140摄氏度上大约6小时的固化部分，以及(4)到大约80摄氏度的大约4小时的倾斜降温部分。在固化之后，移除内铸模和外铸模。可以在不破坏环绕的绝缘树脂45的前提下用钳子或其他夹握设备轻易地移除插头90。如果使用了插入物100，那么可以通过冷却管道40的末端插入棒或杆(未显示)并且通过另一端将插入物100推出冷却管道40，从每个插入物100各自的冷却管道40移除每个插入物。

绝缘树脂45可以是环氧树脂或聚酯树脂。已发现环氧树脂特别适用于用作为绝缘树脂45。该环氧树脂可以是填充的或未填充的。在美国专利号6,852,415中公开了可用于绝缘树脂45的环氧树脂的示例，其中通过参考的方式将该公开并入本申请。可用于绝缘树脂45的环氧树脂的另一个示例是可以从德国Iserlohn的Bakelite AG商用可得的Rutapox VE-4883。

要理解前文的一个或多个示例性实施方式的描述仅适用于说明而不是穷举本发明。本领域的熟练技术人员将能够在不脱离如所附权利要求所限定的本发明的精神或范围的前提下，做出对于所公开的主题的一个或多个实施方式的特定增加、删除和/或修改。

Claims (20)

1.一种用于制造变压器的方法，包括：

形成盘绕线圈，包括：

提供多个预制冷却管道；

形成第一导体层，其包括在所述盘绕线圈的轴向上设置的多个盘形绕组，每个所述盘形绕组包括被缠绕成多个同心匝的导体；

在所述第一导体层上形成间隔层，所述间隔层包括多个间隔物；

在所述间隔层上形成第二导体层，所述第二导体层包括在所述盘绕线圈的轴向上设置的多个盘形绕组，每个所述盘形绕组包括被缠绕成多个同心匝的导体，其中，所述间隔层被形成为使得当形成所述第二导体层时，在所述第一导体层与所述第二导体层之间形成多个轴向延伸的通路；并且

将所述预制冷却管道滑入轴向延伸的通路，以便被设置在所述第一导体层与所述第二导体层之间。

2.如权利要求1所述的方法，其中，在所述第一导体层中的盘形绕组的数量与在所述第二导体层中的盘形绕组的数量相同。

3.如权利要求2所述的方法，其中，所述第一导体层的盘形绕组分别轴向设置在所述第二导体层的盘形绕组的内部，从而形成盘形绕组的多个同轴对。

4.如权利要求3所述的方法，其中，形成间隔层的步骤包括：围绕所述第一导体层中的每个盘形绕组的圆周设置多个间隔物。

5.如权利要求4所述的方法，其中，围绕每个盘形绕组的圆周设置多个间隔物的步骤包括：提供条带，所述条带具有以间隔的方式固定在所述条带上并且围绕所述盘形绕组的圆周缠绕所述条带的多个所述间隔物。

6.如权利要求5所述的方法，其中，所述条带是可压缩的并且通过粘接将所述间隔物固定到所述条带上。

7.如权利要求1所述的方法，其中，每个所述预制冷却管道具有封闭外围，所述封闭外围限定在所述冷却管道的末端之间延伸的通路。

8.如权利要求7所述的方法，还包括：

提供多个插入物，所述多个插入物的尺寸适配于所述预制冷却管道的内部；并且

将所述插入物插入到所述冷却管道中。

9.如权利要求8所述的方法，其中，所述插入物包括与所述预制冷却管道不同的材料。

10.如权利要求8所述的方法，还包括：

提供多个插头；并且

在所述插入物之一已被插入到所述预制冷却管道之后，分别将所述插头插入到每个预制冷却管道的末端中。

11.如权利要求10所述的方法，其中，所述插头包括硅树脂橡胶。

12.如权利要求10所述的方法，还包括：

在所述插头已被插入到所述预制冷却管道之后，将所述第一导体层和所述第二导体层和所述预制冷却管道封装到绝缘树脂中。

13.如权利要求12所述的方法，还包括：

在将所述第一导体层和所述第二导体层和所述预制冷却管道封装到所述绝缘树脂中之后，从所述预制冷却管道移除所述插头；并且

在移除所述插头之后，从所述预制冷却管道移除所述插入物。

14.如权利要求1所述的方法，其中，所述预制冷却管道和所述第一导体层和所述第二导体层具有基本上相同的长度。

15.如权利要求14所述的方法，其中，每个所述预制冷却管道具有包括一对平行墙体的封闭外围，所述封闭外围限定在所述冷却管道的末端之间延伸的通路。

16.如权利要求15所述的方法，其中，每个所述预制冷却管道还包括固定在所述平行墙体之间的支撑管。

17.如权利要求16所述的方法，其中，在每个预制冷却管道中，所述支撑管短于所述平行墙体，并且所述支撑管的定位使得在所述预制冷却管道的每个末端处，在所述支撑管的末端与所述平行墙体的末端之间形成间隙。

18.如权利要求1所述的方法，还包括：在将所述预制冷却管道滑入所述轴向延伸的通路中之前，用可压缩的带包覆每个预制冷却管道的每个末端。

19.一种变压器，包括：

盘绕线圈，包括：

第一导体层，其包括在所述盘绕线圈的轴向上设置的多个盘形绕组，每个所述盘形绕组包括被缠绕成多个同心匝的导体；

第二导体层，设置于所述第一导体层上，所述第二导体层包括在所述盘绕线圈的轴向上设置的多个盘形绕组，每个所述盘形绕组包括被缠绕成多个同心匝的导体；

间隔层，设置在所述第一导体层与所述第二导体层之间，所述间隔层包括多个间隔物，所述多个间隔物被设置为使得在所述第一导体层与所述第二导体层之间形成多个轴向延伸的通路；以及

多个冷却管道，分别设置在所述轴向延伸的通路中，从而被定位于所述第一导体层与所述第二导体层之间。

20.如权利要求19所述的变压器，其中，每个所述冷却管道具有包括一对平行墙体的封闭外围，所述封闭外围限定在所述冷却管道的末端之间延伸的通路，并且其中，每个所述冷却管道还包括固定在所述平行墙体之间的支撑管。

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