CN102648141B - 卷绕机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造用于极高电压的穿壁套管的卷绕机(1)，该卷绕机(1)具有在卷绕轴线上沿纵向对置的保持器件(2、3)，所述保持器件(2、3)设置用于支承和旋转作为卷绕芯体的高压导体(4)，该卷绕机(1)还具有用于输送绕组层(5)的器件(9)，该绕组层(5)可缠绕在所述高压导体(4)上以构成绕组(6)；通过所述卷绕机(1)也能够制造用于极高电压的较大的穿壁套管，而不会导致绕组的弯曲或软纸体的机械变形，按本发明建议，设置至少一个具有带导引元件(12)的带承载机构(10)，所述带导引元件(12)设计用于使贴边带(11)贴靠在所述绕组(6)的外轮廓上，其中，所述贴边带(11)在所述绕组(6)的下方至少部分保持自由，使得所述贴边带(11)形状配合地贴靠在所述绕组(6)上。

Description

卷绕机

本发明涉及一种用于制造用于极高电压的穿壁套管的卷绕机，该卷绕机具有在卷绕轴线上沿纵向相对置的保持器件，所述保持器件设计用于支承和旋转作为卷绕芯体的高压导体，所述卷绕机还具有用于输送绕组层的器件，所述绕组层可缠绕在高压导体上以构成绕组。

这种卷绕机在现有技术中是已知的。用于高电压的穿壁套管以这种方式制造，即，将带状的纸围绕卷绕芯体缠绕，其中，高压导体用作卷绕芯体。通过这种方式制造的穿壁套管设计用于引导高压穿过处于地电位的任意壳体壁。穿过壳体壁的通道常常也造成绝缘环境的改变。在绕组体中除了纸层还设有导电衬里，该导电衬里用于受控地降低较高的场强。接着在耗能和耗时的过程中将水从绕组体的纸中抽出。然后将绕组体浸泡在浸渍液体中，如油或浇铸树脂中。在使用浇铸树脂的情况中，通常使用褶皱的纸，以确保足够可靠地用浓稠的浇铸树脂进行浸渍。

为了使得越来越高的电压，例如800kV的直流电压或1100V的交流电压能够得到控制，所需的穿壁套管越来越大，其可超过10米长并且因此具有较大的自重。

用于高压穿壁套管的卷绕机通常具有两个在纵向上彼此相对设置的夹紧卡盘，其中至少一个能够被驱动旋转。在所述夹紧卡盘中，大多由实心的铜制成的高压导体夹紧。实心高压导体具有的强度使得已知绕组体可无支承地卷绕。对于用于超过800kV的额定工作电压的、具有超过12m的长度和超过600mm的直径的穿壁套管，绕组在卷绕过程中由于自重而弯曲并且因此导致不能很好地控制在高压穿壁套管工作中的电场。

在DE 10 2006 043 649A1中描述了一种用于纸卷的卷绕机，其中，卷绕辊位于由两个支承辊构成的卷绕床上。这种卷绕床虽然能够防止较重的穿壁套管弯曲。但是，支承辊较大的压紧力会在敏感的皱纹纸上造成压痕和产生缺陷，这些压痕和缺陷同样对穿壁套管的耐压强度产生不利影响。

因此，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种开头所述类型的卷绕机，借助该卷绕机也能够制造用于极高电压的较大型穿壁套管，而不会导致绕组的弯曲或软纸的机械变形。

该技术问题按本发明由此解决，即设置至少一个具有带导引元件的带承载机构，所述带导引元件设计用于使贴边带贴靠在绕组的外轮廓上，其中，贴边带在绕组下方至少部分保持自由，使得所述贴边带形状配合地贴靠在绕组上。

按照本发明设置多个具有带导引元件的带承载机构用于在卷绕过程中支承绕组，所述带导引元件将贴边带至少部分自由地保持在绕组下方。所述带导引元件设计成，使得紧邻卷绕轴线下方不设置机械导引元件或压紧元件。因此当带承载机构压紧到在卷绕过程中不断增大的绕组上时，该贴靠力由贴边带柔和地承接。按照本发明，所述贴边带设计为可轻微变形并且沿纵向平面状地以一定的宽度平行于卷绕轴线延伸，因此该贴边带在绕组不断增大时贴靠在绕组的外轮廓上或者能够持续地保持柔和地贴靠。如前所述，该压紧力仅由柔性且可变形的贴边带承接，所述贴边带可随即变形并且形状配合地贴靠在绕组上。通过这种方式方法可避免过大的压紧力。绕组的纸层因此被柔和地支承并且避免了纸层的变形，其中，同时防止了绕组本身在长度和自重较大时弯曲。

所述贴边带优选地设计为闭合的并且包围所述带导引元件，所述带导引元件使得贴边带可由绕组驱动运转。换句话说，绕组在卷绕过程中驱动所述闭合的、围绕带导引元件运转的贴边带，所述贴边带然后同样与绕组转动方向相反地围绕带导引元件运转。为此，所述带导引元件被这样支承，使得贴边带的运转不受阻碍。为此，已知的旋转轴承或类似装置例如适合用作带导引元件。

按照一种优选的结构设计，所述带导引元件具有至少两个平行于卷绕轴线延伸的导辊，所述贴边带贴靠在所述导辊上，其中，所述导轨这样相对于卷绕轴线布置，使得所述卷绕轴线在穿过导辊旋转轴线延伸的平面上的投影在导辊的旋转轴线之间与它们平行地延伸。尤其适宜的是，卷绕轴线的投影在导辊旋转轴线之间居中地与它们平行地延伸。通过这种方式方法可确保，所述贴边带在卷绕轴线下方由导辊自由地保持。导引元件优选地具有三个导辊，它们在沿纵向的侧视图中彼此布置成V形。在此，V形的顶端由在卷绕轴线下方延伸的导辊构成并且背向旋转轴线。而V形的开口侧朝向卷绕轴线并且因此朝向绕组。所述开口侧由两个导辊限定，这两个导辊同样平行于卷绕轴线延伸，但是在从上观察的俯视图中侧向错位地，也就是在卷绕轴线右侧和左侧延伸。而中间的导辊在卷绕轴线的正下方并且与之平行地延伸。在贴边带被自由保持的V形的开口侧上，在制造过程中不断增大的绕组被柔和地支承。

所述贴边带优选地设计为弹性的并且由导引元件轻微张紧地保持。在此出现的张紧力这样选择，使得一方面提供尽可能大的支承作用，但是另一方面非常柔和地支承敏感易损的纸层。

按照本发明一种优选的结构设计，所述贴边带是弹性体，例如是天然橡胶或人造橡胶或类似材料。

按照本发明一种优选的结构设计，设置用于改变所述贴边带相对于所述卷绕轴线的间距的位置调整器件。通过本发明这种有利的扩展设计例如可以使整个带承载机构相对卷绕轴线沿径向运动，以便由此改变自由保持的带相对于卷绕轴线或绕组外轮廓的间距，从而保持作用在不断增大的绕组上的压紧力始终恒定。

按照一种与之相关的适宜的扩展设计，所述位置调整器件具有调节单元，该调节单元与力传感器相连，该力传感器可检测贴边带作用在绕组外轮廓上的压紧力。此外，所述调节单元例如与转速传感器相连，该转速传感器可检测制造过程中绕组的转数。该调节单元具有逻辑单元，该逻辑单元处理由转速传感器和力传感器传送的信号并且借助位置调整器件使带承载机构在其相对于卷绕轴线的间距方面这样运动，使得自由保持的贴边带作用在绕组外轮廓上的压紧力基本保持恒定。

所述带在纵向上优选地具有500mm至1000mm的宽度。

适宜地设置至少三个带承载机构，它们彼此具有1m的间距。所述带承载机构优选地在纵向上彼此依次对齐。

所述保持器件原则上能够任意设计。在本发明范围内重要的是，该保持器件能够保持作为卷绕芯体的高压导体并且同时将旋转运动导入该卷绕芯体中。在本发明一种优选的结构设计中，所述保持器件设计为两个在纵向上彼此对置的旋转卡盘。所述旋转卡盘张紧地夹持高压导体，其中，旋转卡盘之一是被驱动用于旋转的旋转卡盘。未被驱动的旋转卡盘被可旋转地支承。

绕组层相宜地包括皱纹纸和导电控制衬里。缠绕在绕组中的导体控制衬里用于可控地减小在高电压中出现的电场。所述绕组优选地在卷绕过程结束后用树脂浸渍，从而形成用树脂浸渍过的穿壁套管。

以下结合本发明的实施例参照附图描述本发明其它适宜的结构设计和优点，其中，相同功能的构件引用相同的附图标记，并且在附图中：

图1显示的是卷绕机的立体图并且

图2显示的是按照图1的卷绕机的带承载机构的放大图。

图1显示的是按照本发明的卷绕机1的一个实施例。在此显示的卷绕机1具有两个在纵向上彼此相对设置的旋转卡盘2和3，高压导体4沿纵向在旋转卡盘2和3之间延伸。由例如铝或铜这样的金属制成的高压导体用作卷绕芯体，绕组层5缠绕在卷绕芯体上以构成绕组体或绕组6。为此，旋转卡盘被引导作旋转运动。绕组层5包括由皱纹纸7构成的层和在皱纹纸7之间的、图1中不可见的导电衬里，该导电衬里与皱纹纸7共同作为绕组层5缠绕在高压导体4上。此外，设置同样置入绕组6中的附加衬层8。用于输送绕组层5的器件在此共同地使用附图标记9。用于输送绕组层5的器件在本发明范围内可任意设计。但是这种器件对于本领域技术人员应是已知的，因此在此可以不详细描述。在图1中所示的卷绕设备1用于制造用于极高电压的穿壁套管。为了保持由高电压产生的击穿距离，绕组6必须具有相应长的尺寸。因此，按照图1的绕组6具有12米的长度。此外，电场必须被控制。为此，绕组的厚度必须与高电压相适配。因此，较大的长度和厚度使得绕组6具有较大的重量。因此，制成的绕组6在其用适当浸渍剂浸渍之前就已经有了几吨的重量。为了避免绕组6在其制造过程中弯曲和同时避免敏感的皱纹纸7损坏，在绕组6下方设置带承载机构10，该带承载机构10在纵向上依次设置并且平行于同心地穿过卷绕芯体延伸的假想的卷绕轴线。该卷绕轴线由相互对置的保持器件2、3定义。在所示实施例中，该卷绕轴线穿过旋转卡盘2、3的中心。

图2更详细地显示了带承载机构10。可以看到的是，每个带承载机构10具有例如由橡胶或其它弹性体制成的弹性的贴边带11以及用于引导贴边带11的带导引元件12。所述带导引元件12由三个导辊13、14、15构成，它们在沿纵向的侧视图中相互呈V形设置。在此，所述V形的尖端远离旋转轴线或绕组。换句话说，导辊15平行于绕组6或旋转轴线并且正好位于绕组6或旋转轴线下方延伸，其中，导辊12和13在俯视图中相对卷绕轴线侧向地向左或向右错位地布置。在此，所有的导辊平行于卷绕轴线定向。通过所有导辊13、14、15连续地环绕运转的贴边带11因此自由地保持在卷绕轴线或绕组6下方，因此贴边带11形状配合地贴靠在绕组6的外轮廓上而在此不会在绕组6敏感的皱纹纸7上施加过大的压力。同时，带承载机构10以其贴边带11提供支承作用，从而避免了绕组6因其较大的自重而弯曲。

如已经描述的那样，贴边带11由例如橡胶的弹性体制成，其相对绕组层5具有足够大的摩擦作用，从而由旋转卡盘传入绕组6中的旋转运动(例如是逆时针的)致使贴边带11围绕导辊13、14和15顺时针转动。

带承载机构10还包括稳定滚子16，其可旋转地支承在稳定支架17中。该稳定支架17包括与支架框19固定连接的齿条18。带承载机构10的支架框19与卷绕机1的支承机架20固定耦连，卷绕机1借助该支承机架20搁放在地面上。稳定滚子16仅用于在卷绕过程中保持和稳定绕组6。通过将齿条18从支承机架19中拉出，可以改变稳定滚子16相对贴边带11并且因此相对绕组6的位置。

此外，带承载机构10具有位置调整器件21，该位置调整器件21设置用于改变整个带承载机构10并且因此改变贴边带11相对卷绕轴线和绕组6的间距。在图2中不能看到的液压装置用于改变该间距。为了相同地调整卷绕机1的所有带承载机构10，每个带承载机构10的位置调整器件21通过万向节轴22相互连接。

位置调整器件21具有图中同样未显示的调节单元，该调节单元与可检测绕组6作用在贴边带11上的压紧力的力传感器相连。此外，调节单元与转速增量传感器相连，该转速增量传感器检测卷绕过程中绕组6的旋转次数并且向调节单元传输该数据。根据卷绕过程中绕组6的旋转次数，调节单元借助位置调整器件21的液压装置连续地移动整个带承载机构10，以便由此调节形成相对绕组6不断变大的外轮廓始终基本相同的间距。通过另一调节回路对带承载机构10相对绕组6外轮廓的间距进行微调，该调节回路将通过力传感器检测到的压紧力的各实际值与预设的额定值相比较，形成实际值和额定值之间的差值并且将由此产生的调节差值传输至调节器。调节器借助液压装置这样移动带承载机构10，使得调节差值尽可能地小。通过这种方式能够调节压紧力并且使其保持恒定。

Claims (11)

1.一种用于制造用于极高电压的穿壁套管的卷绕机(1)

-具有在卷绕轴线上沿纵向对置的保持器件(2、3)，所述保持器件(2、3)设置用于支承和旋转作为卷绕芯体的高压导体(4)，和

-具有用于输送绕组层(5)的器件(9)，该绕组层(5)可缠绕在所述高压导体(4)上以构成绕组(6)，

其特征在于，

设有至少一个具有带导引元件(12)的带承载机构(10)，所述带导引元件(12)设计用于使贴边带(11)贴靠在所述绕组(6)的外轮廓上，其中，所述贴边带(11)在所述绕组(6)的下方至少部分保持自由，使得所述贴边带(11)形状配合地贴靠在所述绕组(6)上，并且压紧力仅由贴边带承接。

2.按照权利要求1所述的卷绕机(1)，其特征在于，所述贴边带(11)设计为闭合的并且包围所述带导引元件(12)，其中，所述带导引元件(12)能够实现所述贴边带(11)由所述绕组(6)驱动的运转。

3.按照权利要求1或2所述的卷绕机(1)，其特征在于，所述带导引元件(12)具有至少两个平行于所述卷绕轴线延伸的导辊(13、14、15)，所述贴边带(11)围绕所述导辊(13、14、15)运转，其中，所述导辊(13、14、15)相对所述卷绕轴线这样布置，使得所述卷绕轴线在穿过两个相同高度的导辊(13、14)的旋转轴线延伸的平面上的投影在所述相同高度的导辊(13、14)的旋转轴线之间与它们平行地延伸。

4.按照权利要求1所述的卷绕机(1)，其特征在于，所述贴边带(11)设计为弹性的并且由所述导引元件(12)张紧地保持。

5.按照权利要求4所述的卷绕机(1)，其特征在于，所述贴边带(11)为弹性体。

6.按照权利要求1所述的卷绕机(1)，其特征在于，设置有用于改变所述贴边带(11)相对所述卷绕轴线的间距的位置调整器件(21)。

7.按照权利要求6所述的卷绕机(1)，其特征在于，所述位置调整器件(21)具有调节单元，该调节单元与力传感器相连，该力传感器检测所述贴边带(11)作用在所述绕组(6)的外轮廓上的压紧力。

8.按照权利要求1所述的卷绕机(1)，其特征在于，所述贴边带(11)在纵向上具有500毫米至1000毫米的宽度。

9.按照权利要求8所述的卷绕机(1)，其特征在于，设置有至少三个彼此间隔1米的带承载机构(10)。

10.按照权利要求1所述的卷绕机(1)，其特征在于，所述保持器件具有两个相互对置的旋转卡盘(2、3)。

11.按照权利要求1所述的卷绕机(1)，其特征在于，所述绕组层(5)包括皱纹纸(7)和导电的控制衬里。