CN103077811A - 一种高压变压器绕组的屏蔽环及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
一种高压变压器绕组的屏蔽环及其加工方法，涉及非金属高压电晕屏蔽件及其加工方法的改进。整体质量更小、成本更低廉，且能满足高压工作环境的一种高压变压器绕组的屏蔽环及其加工方法。包括对称的两个呈哈夫结构的圆弧形本体，各圆弧形本体包括上管体、下管体和处于两者之间的环体；各管体均为密封空心结构；两本体对合后，一端通过连接件固定连接、另一端保留2-5mm间隙；且两本体处于同一圆周轴心线上。本发明采用了“开路”形式；为了便于与绕组之间的固定连接，两半圆弧形本体相互之间保留一定的间隙；在高电压环境下工作时，绕组的高电势不会在屏蔽环上形成“磁屏蔽短路”，有效避免了屏蔽环自身及周边发热。成本低廉、加工方便。
Description
技术领域
本发明涉及非金属高压电晕屏蔽件及其加工方法的改进。
技术背景
高压变压器在工作中，绕组逐级增高电势，在绕组两端会形成较强的电场，该电场处置不当，会在绕组外部壳体上形成电晕，因此，通常需在绕组两端配备屏蔽环。
以往一般是采用非磁性金属材料制作屏蔽环（大多采用铝合金材质），总所周知，纯铝导磁率极低，而在实际应用中所采用的铝合金，由于杂质因素，在高压工作环境中，会产生较大的热量，进而影响高压变压装置整体的运行状况。
国家知识产权局2008-3-5公开的名称“高压屏蔽件”（CN101136282A）的专利文献，公开了一种比现有技术的电晕屏蔽件重量轻，而且易于制造的高压电晕屏蔽件。其技术方案主要是采用聚合材料替代现有技术的金属材料。并启发性地指出主体最好采用吹塑过程制成；进一步地，在主体的环形腔室中填充一些电绝缘的轻质泡沫聚合物。但是，该案提供的屏蔽环存在以下问题：1、整体结构为封闭环形，仍具有形成涡流的可能，2、产品需通过连接件才能够与绕组连接，这相当于又建立了“电晕的载体”。
在上述对比文件的启发下，目前，国际和国内的非金属屏蔽环多采用玻璃丝一层一层缠绕制作，先加工成方形，然后再用车床加工成所需要大小的圆形，加工工艺复杂。玻璃丝一层一层缠绕，是实心的，每个屏蔽环的重量达到60kg，每个绕组需要有两个屏蔽环，尽管有效克服了屏蔽环发热的弊端，但增加了重量。
发明内容
本发明针对以上问题，提供了一种整体质量更小、成本更低廉，且能满足高压工作环境的一种高压变压器绕组的屏蔽环及其加工方法。
本发明的屏蔽环：包括对称的两个呈哈夫结构的圆弧形本体，各所述圆弧形本体包括上管体、下管体和处于两者之间的环体；各所述管体均为密封空心结构；
两本体对合后，一端通过连接件固定连接、另一端保留2-5mm间隙；且两本体处于同一圆周轴心线上。
所述采用连接件固定连接的一端保留2-5mm间隙。
各所述管体的管壁由外到内包括设于表面的导电层、绝缘包覆层和骨架层。
所述环体的上边通过若干榫卯结构与所述上管体相连，所述环体的下边通过若干榫卯结构与所述下管体相连。
各所述半圆弧形本体的上管体和下管体的内腔充入有绝缘性气体。
所述环体高度小于等于所述绕组的高度；所述对接后两本体的环体构成的直径等于所述绕组直径。
本发明的屏蔽环的加工方法，按以下步骤进行：
1）、制上、下管体骨架；
首先，采用环氧树脂、聚氯乙烯材质的管体分切为若干长度50-150mm的短管，逐个续接为圆形，保持各短管之间为固定连接；然后，在外表面裹覆或绕包绝缘包覆层，将表面处理光滑，干燥，得形状规整的圆形管坯；
2）、制环体；采用环氧树脂、聚氯乙烯材质片材环成圆环形；然后在圆环形的上边和下边分别开设若干凸榫；
3）、开榫口；按照所述环体上凸榫的位置，在管坯上开设榫口；
4）、投接；将所述管坯分别投接在所述环体的上边和下边，然后将上管坯、环体、下管坯三者固定连接为一整体，得整环形坯体；
6）、对剖；将所述整环形坯体从中心轴线纵向分割为相等的两半，使得圆形管坯形成四个筒口；
7）、封头；采用环氧树脂、聚氯乙烯材质片材加工呈与所述圆环截面适配的封头件，固定封闭所述筒口；得两个形状、尺寸一致，且略小于半圆的圆弧形本体坯体；
8）、表面处理；将所处理平整、光滑，制得。
在封头步骤时，采用绝缘气体置换各所述半圆弧形本体的上管体和下管体的内腔中的空气。
表面处理后，再在表面涂覆一层导电层。
本发明的屏蔽环相对于现有技术在结构上采用了“开路”形式；为了便于与绕组之间的固定连接，本发明采用了哈夫结构，直接卡设在圆柱形绕组的外表面，对合后，两半圆弧形本体相互之间保留一定的间隙；这样，在高电压环境下工作时，绕组的高电势不会在屏蔽环上形成“磁屏蔽短路”，有效避免了屏蔽环自身及周边发热。
本发明的制作避免了跨领域的高成本制作模式（制作模具等费用极其昂贵）。采用标准件及本发明的规范流程即可进行规模化、节约化生产。并且鉴于本发明的产品属于易损易耗件，本发明原材料总大多属于有机物，即便产品报废，后续处理也不会造成会环境的影响。
本发明的产品结构进一步优化，有效避免了发热，便于使用；本发明的工艺成本低廉、加工方便，不会对环境产生不利影响。
附图说明
图1是本发明的结构示意图，
图2是图1中A处局部放大图，
图3是图1的俯视图，
图4是图3中C-C剖视图，
图5是图3中D-D剖视图，
图6是图3中B向局部视图，
图7是本发明制得的一对圆弧形本体分离状态的参考图，
图8是本发明使用状态参考图；
图中1是本体一，11是上管体，12是下管体，13是环体，
2是本体二，21是上管体，22是下管体，23是环体，
211是导电层，212是绝缘包覆层，213是骨架层，
231是凸榫，
3是间隙，31是连接件，311是凹口一，312是凹口二，110是凹卡头，210是凸卡头；
4是绕组。
具体实施方式
本发明的屏蔽环如图1-7所示，包括对称的两个呈哈夫结构的圆弧形本体（本体一1、本体二2），各所述圆弧形本体包括上管体11\21、下管体12\22和处于两者之间的环体13\23；各所述管体11\12\21\22均为密封空心结构；
两本体（本体一1、本体二2）对合后，一端通过连接件31固定连接、另一端保留2-5mm间隙3；且两本体处于同一圆周轴心线上。
更进一步地，所述采用连接件31固定连接的一端保留2-5mm间隙。也就是两半圆弧本体的两个对接端都保留间隙，这样避免涡流的效果更好。连接件31的形式很多，原则上不超出本体表面的环形轮廓即可，本例中如图6，在两侧管体的端头分别设置凹口一311、凹口二312，在凹口一311、凹口二312内分别放置凸卡头21、凹卡头110，可以是圆柱形插入式加胶浆粘结，也可以采用圆锥形插入式（卡紧后，不会分离，结合强度符合使用要求，且便于拆卸）。由于对接的连接形式较多，本文不一一赘述，遵从上述原则即可。
各所述管体11\12\21\22的管壁由外到内包括设于表面的导电层211、绝缘包覆层212和骨架层213。由于上、下管体的结构具有一致性，因此本处仅仅以其中一侧为例进行说明。
所述环体13\23的上边通过若干榫卯结构与所述上管体相连，所述环体13\23的下边通过若干榫卯结构与所述下管体相连。
各所述半圆弧形本体的上管体和下管体的内腔充入有绝缘性气体。最主要的有六氟化硫，此外还可以采用CCl3F(R-11)，CCl2F2(R-12)，CClF3(R-13)，C2Cl3F3(R-113)，C2ClF5(R-115)等。
所述环体高度小于等于所述绕组的高度；所述对接后两本体的环体构成的直径等于所述绕组直径。便于紧密地卡设在绕组4的外部，本发明的两个半环自身相当于一种连接件。
本发明的屏蔽环的加工方法，按以下步骤进行：
1）、制上、下管体骨架；
首先，采用环氧树脂、聚氯乙烯材质的管体分切为若干长度50-150mm的短管，逐个续接为圆形，保持各短管之间为固定连接；然后，在外表面裹覆或绕包绝缘包覆层，将表面处理光滑，干燥，得形状规整的圆形管坯；
裹覆或绕包绝缘包覆层的手段有多种，比如：1、采用2mm电工纸板，卷成圆筒式，在圆筒内部加上环氧骨架作支撑用（实际上就是在骨架层外包覆绝缘包覆层），电工纸板与环氧骨架之间采用乳胶连接；2、采用绝缘纸在骨架层外绕包，然后再在外层涂覆绝缘腻子来整形；获得截面为正圆的管坯；上述方法均能使得整套屏蔽环的重量大幅降低，而且加工过程简便，无需专门开设昂贵的模具来加工；
2）、制环体；采用环氧树脂、聚氯乙烯材质片材环成圆环形；然后在圆环形的上边和下边分别开设若干凸榫231；
3）、开榫口；按照所述环体上凸榫的位置，在管坯上开设榫口；
4）、投接；将所述管坯分别投接在所述环体的上边和下边，然后将上管坯、环体、下管坯三者固定连接为一整体，得整环形坯体；
6）、对剖；将所述整环形坯体从中心轴线纵向分割为相等的两半，使得圆形管坯形成四个筒口；
7）、封头；采用环氧树脂、聚氯乙烯材质片材加工呈与所述圆环截面适配的封头件，固定封闭所述筒口；得两个形状、尺寸一致，且略小于半圆的圆弧形本体坯体；
8）、表面处理；将所处理平整、光滑，制得。
在封头步骤时，采用绝缘气体置换各所述半圆弧形本体的上管体和下管体的内腔中的空气。
表面处理后，再在表面涂覆一层导电层。导电层可以是一种薄的导体或者半导体材料，能很好的解决由于漏磁通在屏蔽环上产生发热的问题，
制成品的使用状态如图8所示，两个半圆形本体卡设在绕组4的外部，且两半圆形本体之间保留有间隙3。
Claims (9)
1.一种高压变压器绕组的屏蔽环，其特征在于，包括对称的两个呈哈夫结构的圆弧形本体，各所述圆弧形本体包括上管体、下管体和处于两者之间的环体；各所述管体均为密封空心结构；
两本体对合后，一端通过连接件固定连接、另一端保留2-5mm间隙；且两本体处于同一圆周轴心线上。
2.根据权利要求1所述的一种高压变压器绕组的屏蔽环，其特征在于，所述采用连接件固定连接的一端保留2-5mm间隙。
3.根据权利要求1所述的一种高压变压器绕组的屏蔽环，其特征在于，各所述管的管壁由外到内包括设于表面的导电层、绝缘包覆层和骨架层。
4.根据权利要求1所述的一种高压变压器绕组的屏蔽环，其特征在于，所述环体的上边通过若干榫卯结构与所述上管体相连，所述环体的下边通过若干榫卯结构与所述下管体相连。
5.根据权利要求1所述的一种高压变压器绕组的屏蔽环，其特征在于，各所述半圆弧形本体的上管体和下管体的内腔充入有绝缘性气体。
6.根据权利要求1所述的一种高压变压器绕组的屏蔽环，其特征在于，所述环体高度小于等于所述绕组的高度；所述对接后两本体的环体构成的直径等于所述绕组直径。
7.一种权利要求1所述一种高压变压器绕组的屏蔽环的加工方法，其特征在于，按以下步骤进行：
1）、制上、下管体骨架；
首先，采用环氧树脂、聚氯乙烯材质的管体分切为若干长度50-150mm的短管，逐个续接为圆形，保持各短管之间为固定连接；然后，在外表面裹覆或绕包绝缘包覆层，将表面处理光滑，干燥，得形状规整的圆形管坯；
2）、制环体；采用环氧树脂、聚氯乙烯材质片材环成圆环形；然后在圆环形的上边和下边分别开设若干凸榫；
3）、开榫口；按照所述环体上凸榫的位置，在管坯上开设榫口；
4）、投接；将所述管坯分别投接在所述环体的上边和下边，然后将上管坯、环体、下管坯三者固定连接为一整体，得整环形坯体；
6）、对剖；将所述整环形坯体从中心轴线纵向分割为相等的两半，使得圆形管坯形成四个筒口；
7）、封头；采用环氧树脂、聚氯乙烯材质片材加工呈与所述圆环截面适配的封头件，固定封闭所述筒口；得两个形状、尺寸一致，且略小于半圆的圆弧形本体坯体；
8）、表面处理；将所处理平整、光滑，制得。
8.根据权利要求7所述的一种高压变压器绕组的屏蔽环的加工方法，其特征在于，在封头步骤时，采用绝缘气体置换各所述半圆弧形本体的上管体和下管体的内腔中的空气。
9.根据权利要求7所述的一种高压变压器绕组的屏蔽环的加工方法，其特征在于，表面处理后，再在表面涂覆一层导电层。
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Denomination of invention: A shielding ring of high voltage transformer winding and its processing method Effective date of registration: 20220412 Granted publication date: 20150708 Pledgee: Yangzhou Branch of Bank of Jiangsu Co.,Ltd. Pledgor: JIANGSU SHENGHUA ELECTRIC Co.,Ltd. Registration number: Y2022980004132 |
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