CN104078216B - 一种可替代变压器端空绝缘的梳状绝缘纸及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可替代变压器端空绝缘的梳状绝缘纸及其使用方法，其中，所述的绝缘纸上设有一条或两条弯折线，所述的弯折线将绝缘纸分为梳子部和原状部；以及，使用本发明绝缘纸制作变压器的方法，A00.在缠绕线圈前，先在骨架上使用绝缘纸包裹N层，绝缘纸原状部的宽度与骨架绕幅宽度一致，绝缘纸的弯折线或原状部两边对齐骨架绕幅的两端，梳齿的垂直于骨架绕幅方向且向外延伸；B00.绕制变压器第一绕组，用绝缘胶带将梳子部反包，然后用此绝缘纸包裹第1绕组外层绝缘，同样包裹N层；C00.绕制变压器第2绕组，按照步骤B00的缠绕方式接着包裹绝缘，同样的方法绕完变压器所有绕组；D00.最后包裹外层绝缘，线圈绕制完成。

Description

一种可替代变压器端空绝缘的梳状绝缘纸及其使用方法

技术领域

本发明涉及变压器线圈的端空绝缘领域，尤其涉及的是一种可替代变压器端空绝缘的梳状绝缘纸及其使用方法。

背景技术

依据GB、UL、IEC等相关安全标准规定，对不同电压等级的变压器均有相应的抗电强度（耐高压）要求，为了满足其抗电强度，对变压器绝缘相关的爬电距离(即两相邻导体或一个导体与相邻变压器壳表面的沿绝绝缘表面测量的最短距离)、电气间距（即两相邻导体或一个导体与相邻变压器壳表面的沿空气测量的最短距离）也做了相应规定。变压器主绝缘包括绕组对铁芯之间的绝缘和各绕组间的绝缘。对于中小功率变压器（10KVA以下），在实际生产中，变压器线圈大多是绕制在专用的绝缘骨架（Bobbin）上，利用骨架的绝缘性作为变压器绕组与铁芯之间的主绝缘，即带电体与大地之间的绝缘；而各绕组之间的绝缘，例如变压器初级对次级之间的绝缘，人们常常是通过包绝缘纸（含绝缘胶带），并另外留足端空距离，或用专用胶带包端空绝缘（填充端空距离便于上层绕线），通过这样的方式来达到相关安全规定要求。对于变压器，在铁芯选定后，窗口面积是一定的，绝缘端空留越多，铁芯窗口所能容纳的绕组就越少，即窗口的利用率就越低，变压器输出功率就会相应减小。现有变压器的绝缘端空占用的面积较大，导致铁芯窗口能容纳的绕组较少，所以铁芯窗口的利用率较低，变压器输出功率无法达到最佳的状态。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可替代变压器端空绝缘的梳状绝缘纸及其使用方法，旨在解决现有变压器的绝缘端空占用面积大、铁芯窗口能容纳的绕组较少，变压器输出功率无法达到最佳状态的技术问题。

本发明的技术方案如下：一种可替代变压器端空绝缘的梳状绝缘纸，其中，所述的绝缘纸上设有一条或两条弯折线，所述的弯折线将绝缘纸分为梳子部和原状部。

所述的可替代变压器端空绝缘的梳状绝缘纸，其中，所述的梳子部的宽度为5-50mm。

所述的可替代变压器端空绝缘的梳状绝缘纸，其中，所述的梳子部还包括梳齿和U型槽，其中，所述U型槽与梳齿间隔分布在梳子部。

所述的可替代变压器端空绝缘的梳状绝缘纸，其中，所述的梳齿的宽度A为2-6mm，长度B为5-50mm。

所述的可替代变压器端空绝缘的梳状绝缘纸，其中，所述的U型槽的宽度C为0.2-1mm。

所述的可替代变压器端空绝缘的梳状绝缘纸，其中，所述的U型槽的根部加工成弧线形。

一种绝缘纸制作变压器的方法，其中，使用的步骤如下：

A00.在缠绕线圈前，先在骨架上使用绝缘纸包裹N层，绝缘纸原状部的宽度与骨架绕幅宽度一致，绝缘纸的弯折线或原状部两边对齐骨架绕幅的两端，梳齿的垂直于骨架绕幅方向且向外延伸；

B00.绕制变压器第一绕组，用绝缘胶带将梳子部反包，然后用此绝缘纸包裹第1绕组外层绝缘，同样包裹N层；

C00.绕制变压器第2绕组，按照步骤B00的缠绕方式接着包裹绝缘，同样的方法绕完变压器所有绕组；

D00.最后包裹外层绝缘，线圈绕制完成。

所述的使用权1绝缘纸制作变压器的方法，其中，所述的A00和B00步骤中，绝缘纸所包层数N视变压器实际情况而定，通常N≥3。

所述的使用权1绝缘纸制作变压器的方法，其中，所述的D00步骤中，在绕组外层绝缘时，先反包此梳状体绝缘纸，再将完工后的变压器通过真空浸漆烘干，烘干后，绕组间便形成坚固的绝缘。

一种使用上述方法组成的变压器，其中，包括骨架、铁芯、线圈绕组和绝缘纸，所述的铁芯置于两骨架的中间，绝缘纸缠绕骨架和线圈绕组。

本发明的有益效果：绝缘纸通过弯折线区分为梳子部和原状部，利用梳子部上的梳齿和U型槽相间，充分的发挥绝缘纸在包裹变压器骨架时，相互叠包的效果，合适的梳齿宽度和长度，以及U型槽的宽度，更加便于绝缘纸的层叠包裹骨架和线圈，既能够实现包裹骨架和线圈又可以减小绝缘空端占用的面积。在本发明提供的其使用方法制作变压器中，通过梳状绝缘纸的反包来满足各绕组间的安规（即安全标准规定）距离，在绕制线圈时，变压器绕组基本可以绕满整个骨架的绕幅宽度，缩小了传统的小功率变压器线圈为了安规（即安全标准规定）而留的端空距离及其相关的端空绝缘胶带，增大了铁芯窗口利用率，提高了变压器铁芯的功率密度；从而提高变压器输出功率。例如，原线圈骨架绕线幅宽W=40，端空每边5mm,实际绕幅宽=40-2*5=30mm；当采用本发明，实际绕幅宽基本等于骨架幅宽W=40，功率密度提高40/30-1=33%。

附图说明

图1是现有常规使用端空胶带的小功率变压器线圈剖视图。

图2是本发明的使用单梳状绝缘纸后线圈的剖视图。

图3是本发明的单梳状绝缘纸外形图。

图4是本发明的使用双梳状绝缘纸后线圈的剖视图。

图5是本发明的双梳状绝缘纸外形图。

图中：1线圈，2骨架，3绝缘纸，4第一绕组，5第二绕组，6外层绝缘，7端空胶带，8铁芯，31弯折线，32梳子部，33原状部，320梳齿，321U型槽。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。

如图1所示，现有常规使用端空胶带的小功率变压器线圈，包括铁芯8、骨架2、绕组（4、5）和端空胶带7，所述的铁芯8放置于两个骨架2的中间，所述绕组（4、5）缠绕在骨架2缠绕窗口，并在线圈1的外层包裹N层外层绝缘6；上述的绕组（4、5）还包括第一绕组4和第二绕组5，第一绕组4缠绕在骨架2的最里层，其次通过端空胶带7的间隔包裹后，再次缠绕第二绕组5；所述的绕组（4、5）两端还设有端空距离，且使端空胶带7包裹成端空绝缘，以便于第二绕组5的绕线不至于掉线到第1绕组4。

上述的结构使用端空胶带7包裹线圈，在所使用的骨架2的绝缘不变的情况下，端空距离留得越多，那么缠绕的绕组（4、5）就越少，即窗口的利用率就越低，变压器输出功率就会相应减小；因此，现有的这种使用端空胶带7作为增大安规距离的方式的小功率变压器难以达到高效的输出功率。

实施例1：

如图3所示，本发明公开了一种可替代变压器端空绝缘的单梳状绝缘纸，其中，绝缘纸3的一边设有一条弯折线31，将绝缘3纸划分为梳子部32和原状部33两个部分，上述的梳子部32的宽度为5-50mm,原状部33的宽度W根据线圈骨架内部绕幅宽度而定；所述的梳子部还包括梳齿320和U型槽321，且U型槽321与梳齿320间隔分布在梳子部32。

采用上述结构后，本发明通过弯折线31可以明显的划分出梳子部32和原状部33，有利于使用机器流水线的生产，在生产时便于对梳齿320和U型槽321裁剪和挖掘，便于绝缘纸3在包裹骨架2时对准骨架2内部绕幅的边端；绝缘纸3的原状部33的宽度需要根据线圈骨架2内部绕幅宽度而定，使得缠绕骨架2时，绝缘纸3的原状部33的宽度刚好可以包裹住骨架2，同时梳齿320在缠绕3次或者3次以上便可以将梳齿320与梳齿320之间的U型槽321层叠，使得包裹的骨架2或者线圈1边缘不但包裹完整，且包裹的绝缘纸3厚度减小，有利于在骨架2内部绕幅缠绕更多的绕组。

如图3所示，单梳状绝缘纸3的梳齿320宽度A为2-6mm，长度B为5-50mm；上述的U型槽321的宽度C为0.2-1mm；上述的U型槽321的根部加工成弧线形。

在实际使用当中，梳齿320的宽度和长度的选择要考虑到包裹时能否将骨架或线圈的边缘都包裹完整，如果宽度过大，有可能会导致层叠包裹后绝缘的厚度不够小，没有达到极致，而U型槽321的宽度过大有可能会导致层叠之后没有包裹完整，所以上述梳齿320宽度和长度、U型槽321的宽度让骨架2内部绕幅可以利用的空间更多，缠绕绕组匝数更多，提高线圈输出功率；弧线形的U型槽321的根部使得绝缘纸在包扎时不易被拉裂，增加了绝缘纸包扎的韧性，更加便于包扎。

如图2所示，本发明公开的是一种使用单梳状绝缘纸的线圈，其包括：铁芯8、骨架2、绕组（4、5）、绝缘纸3和外层绝缘6，所述的铁芯8设置在两骨架2的之间，绕组（4、5）缠绕在骨架2内部绕幅宽边，并在绕组（4、5）的外层包裹N层外层绝缘6；其中，上述的绕组（4、5）还包括第一绕组4和第二绕组5，第一绕组4缠绕在骨架2的最里层，在第一绕组4和第二绕组5之间还包裹N层绝缘纸3的外层绝缘6，第二绕组5缠绕的外层包裹N层绝缘纸的外层绝缘6。

在实际使用中，可替代变压器端空绝缘的单梳状绝缘纸的使用方法，步骤如下：

A00.在缠绕线圈前，先在骨架2上使用单梳状绝缘纸3包裹N层，绝缘纸原状部33的宽度与骨架2绕幅宽度一致，单梳状绝缘纸3的弯折线31和原状部33一边分别与骨架2绕幅的两端对齐，单梳状绝缘纸的梳齿320的垂直于骨架2绕幅方向且向外延伸；

B00.绕制变压器第一绕组4，用绝缘胶带将梳子部32反包，然后用绝缘纸包裹第1绕组4外层绝缘6，同样包裹N层，反包时，所述的梳子部32位于步骤A00中骨架2的另一端，梳齿320垂直于绕幅方向并向外延伸；

C00.绕制变压器第2绕组5，按照步骤B00的缠绕方式接着包裹绝缘，同样的方法绕完变压器所有绕组；

D00.最后包裹外层绝缘6，线圈绕制完成。

以上各步骤绝缘纸3所包层数N视变压器实际情况而定，通常N≥3。在包裹绕组外层绝缘6时，先反包此单梳状体绝缘纸3；最后，将完工后的变压器通过真空浸漆烘干后，绕组间便形成坚固的绝缘，此时的绕组（4、5）间爬电距离（图中的双向箭头线路）取绝于单梳状体绝缘纸3的层数N和梳齿320的长度B。

实施例2：

如图5所示，本发明公开了一种可替代变压器端空绝缘的双梳状绝缘纸，其中，绝缘纸3的两边分别设有两条弯折线31，将绝缘纸3划分成两边为梳子部32和中间为原状部33三个部分，上述的梳子部32的宽度为5-50mm,原状部33的宽度W根据线圈骨架2内部绕幅宽度而定；所述的梳子部32还包括梳齿320和U型槽321，且U型槽321与梳齿320间隔分布在梳子部32。

采用上述的技术方案后，本发明通过两条弯折线31将绝缘纸3划分成三部分，其中，两边设置成梳子部32，中间不做任何加工改变的原状部33，因此，在包裹骨架2和绕组（4、5）时，不需要考虑梳子部32是否已经两边都包裹完整，利用原状部33的宽度W和骨架2内部绕幅的宽度一致，只需将两弯折线31与骨架2两端对齐就可以缠绕，有利于缠绕或包裹；梳子部32的宽度和外层绝缘6的包裹的层数决定着爬电的距离，因此，在5-50mm这个宽度是有利于绕组之间的爬电。如图5所示，双梳状绝缘纸的梳齿320宽度A为2-6mm，长度B为5-50mm；上述的U型槽321的宽度C为0.2-1mm；上述的U型槽321的根部加工成弧线形。

在实际运用中，适当的梳齿320宽度和长度，有利于节省绝缘的占用空间，尽可能的达到绝缘的目的，也可以为绕组（4、5）节省出更多的缠绕空间，提高绕组（4、5）的匝数，以至于达到提高线圈的输出功率；U型槽321的根部设置成弧线形也更加有利于绝缘纸3的包扎，在包扎的过程中不会因为拉扯导致绝缘纸3破裂或者断裂的情况，增加的绝缘纸3的包扎韧性，便于包扎，提高工工作效率。

如图4所示，本发明公开的是一种使用双梳状绝缘纸的线圈，其包括：铁芯8、骨架2、绕组（4、5）、绝缘纸3和外层绝缘6，所述的铁芯8设置在两骨架2的之间，绕组（4、5）缠绕在骨架2内部绕幅宽边，并在绕组（4、5）的外层包裹N层绝缘纸的外层绝缘6；其中，上述的绕组（4、5）还包括第一绕组4和第二绕组5，第一绕组4缠绕在骨架2的最里层，在第一绕组4和第二绕组5之间还包裹N层绝缘纸的外层绝缘6，第二绕组5缠绕的外层包裹N层绝缘纸的外层绝缘6。

采用上述技术方案后，线圈的铁芯8内部缠绕面积利用率达到最大，去掉了传统线圈绝缘空端需要占用的面积，为线圈绕组提供了更多的空间；在达到传统线圈的输出功率时，线圈的体积变小，既能满足各绕组间的安全规定标准，也增大了铁芯窗口利用率，提高了变压器铁芯的功率密度。

在实际使用中，双梳状绝缘纸的使用方法，其步骤如下：

A00.在缠绕线圈前，先在骨架2上使用双梳状绝缘纸包裹N层，绝缘纸原状部33的宽度与骨架2绕幅宽度一致，双梳状绝缘纸的弯折线31与骨架2绕幅的两端对齐，双梳状绝缘纸的梳齿320的垂直于骨架绕幅方向且向外延伸；

B00.绕制变压器第一绕组4，用绝缘胶带将梳子部32反包，然后用绝缘纸包裹第1绕组4外层绝缘6，同样包裹N层，反包时，所述的梳齿321垂直于绕幅方向并向外延伸；

C00.绕制变压器第2绕组5，按照步骤B00的缠绕方式接着包裹绝缘，同样的方法绕完变压器所有绕组；

D00.最后包裹外层绝缘6，线圈绕制完成。

以上各步骤绝缘纸3所包层数N视变压器实际情况而定，通常N≥3。在包绕组外层绝缘6时，先反包此双梳状体绝缘纸3；最后，将完工后的变压器通过真空浸漆烘干后，绕组（4、5）间便形成坚固的绝缘，此时的绕组间爬电距离取绝于绝缘纸的层数N和梳齿320的长度B；本发明所制造绝缘纸3在经过试验和检验可以得知，在N≥3时，线圈的爬电距离（图中的双向箭头线路）是最大的，且梳齿的长度B为5-50mm更加有利于增大其爬电距离。

上述的梳状绝缘纸或双梳状绝缘纸由Nomex、NMN、Kapton、DMD、PET、Mylar等中的任一种或者几种用于变压器层间的绝缘纸经过绝缘纸加工设备加工成型。这样使用现有资源经过加工便可以形成本发明的产品，可以节省生产的成本，提高生产的效率。

因为现有的小功率变压器所用的铁芯和骨架现阶段已形成标准化、系列化，所以，在实际应用中可依照每种骨架的相关尺寸来确定绝缘纸的相应尺寸，本发明之绝缘纸同样也可设计成系列化与之对应，便于产品的通用性和批量化生产。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种可替代变压器端空绝缘的梳状绝缘纸，其特征在于，所述的绝缘纸上设有一条或两条弯折线，所述的弯折线将绝缘纸分为梳子部和原状部；所述的梳子部的宽度为5-50mm；所述的梳子部还包括梳齿和U型槽，其中，所述U型槽与梳齿间隔分布在梳子部；所述的梳齿的宽度A为2-6mm，长度B为5-50mm。

2.根据权利要求1所述的可替代变压器端空绝缘的梳状绝缘纸，其特征在于，所述的U型槽的宽度C为0.2-1mm。

3.根据权利要求2所述的可替代变压器端空绝缘的梳状绝缘纸，其特征在于，所述的U型槽的根部加工成弧线形。

4.一种使用权利要求3可替代变压器端空绝缘的梳状绝缘纸制作变压器的方法，其特征在于，使用的步骤如下：

A00.在缠绕线圈前，先在骨架上使用绝缘纸包裹N层，绝缘纸原状部的宽度与骨架绕幅宽度一致，绝缘纸的弯折线或原状部两边对齐骨架绕幅的两端，梳齿的垂直于骨架绕幅方向且向外延伸；

B00.绕制变压器第一绕组，用绝缘胶带将梳子部反包，然后用此绝缘纸包裹第1绕组外层绝缘，同样包裹N层；

C00.绕制变压器第2绕组，按照步骤B00的缠绕方式接着包裹绝缘，同样的方法绕完变压器所有绕组；

D00.最后包裹外层绝缘，线圈绕制完成。

5.根据权利要求4所述的可替代变压器端空绝缘的梳状绝缘纸制作变压器的方法，其特征在于，所述的A00和B00步骤中，绝缘纸所包层数N视变压器实际情况而定，通常N≥3。

6.根据权利要求4所述的可替代变压器端空绝缘的梳状绝缘纸制作变压器的方法，其特征在于，所述的D00步骤中，在绕组外层绝缘时，先反包此单梳状体绝缘纸，再将完工后的变压器通过真空浸漆烘干，烘干后，绕组间便形成坚固的绝缘。

7.一种使用权利要求4可替代变压器端空绝缘的梳状绝缘纸制作变压器的方法制成的变压器，其特征在于，包括骨架、铁芯、线圈绕组和绝缘纸，所述的铁芯置于两骨架的中间，绝缘纸缠绕骨架和线圈绕组。