CN104700996B - 一种变压器引线屏蔽装置以及超高压或特高压变压器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种变压器引线屏蔽装置以及超高压或特高压变压器。该变压器引线屏蔽装置包括引出屏蔽管和汇合屏蔽管，所述引出屏蔽管包括第四屏蔽管和第五屏蔽管，所述第四屏蔽管和第五屏蔽管分别与线圈的上端和下端连接，所述汇合屏蔽管包括第三屏蔽管，所述第四屏蔽管和第五屏蔽管的形状设置为沿变压器引线的引出方向延伸一段后向远离变压器油箱箱壁的方向延伸；所述第三屏蔽管沿线圈的轴向设置，且第三屏蔽管的两端分别与第四屏蔽管以及第五屏蔽管连接。该变压器引线屏蔽装置能够对变压器引线进行良好的屏蔽，且在保证变压器引线与变压器油箱箱壁之间绝缘距离的同时，能够缩小变压器油箱的尺寸。

Description

一种变压器引线屏蔽装置以及超高压或特高压变压器

技术领域

本发明属于变压器制造技术领域，涉及一种变压器引线屏蔽装置以及包含该屏蔽装置的超高压或特高压变压器。

背景技术

随着我国电力工业的快速的发展，作为变电站、发电厂的主设备之一的变压器正朝着超高压、特高压、大容量、高可靠性等方面发展。因而，围绕超高压、特高压产品的电场分布、波过程、磁场、温度场、机械力等内容的研究并最终付诸于工程实践，是产品安全可靠正常运行的基本保障，特别是改善高电压部位的电场分布、降低局放电成为了变压器设计中的重要课题。

引线用于将外部电源电能输入变压器，引线还用于将传输进来的电能经变压器改变电压后输出到外部电网或终端用户。在变压器油箱内，从线圈端部或中部引出的引线被引至变压器油箱外部的过程中，引线的设计结构将直接影响到：引线在电场中所处位置电场的分布情况，引线在长期运行时的温升、短路时的温升和大电流引线的局部温升问题-即散热问题。

变压器产品电压等级越高、容量越大，引线的电场分布、温升问题就显得尤为突出。通过在引线上增加引线屏蔽装置，可以极大的改善引线的电场分布情况以及散热问题，从而预防变压器的局部放电和局部过热。同时结构设计合理的引线屏蔽装置不但可以改善引线电场分布、降低温升，而且可以减小引线屏蔽装置到变压器油箱、夹件等金属结构件的绝缘距离，或者说不会因为引线上增加引线屏蔽装置而加大了变压器油箱的尺寸，这样可以大幅降低变压器的制造成本。

另外，对于超高压、特高压、大容量变压器来说，变压器油箱尺寸增大，就会带来变压器的运输难度增加和运输成本的大幅上升。

同时，由于变压器的结构设计的不同，变压器引线的出线位置也各不相同，而现有的变压器引线屏蔽装置的结构受到变压器油箱内部空间的限制以及本身结构尺寸的局限性，不能灵活的调整引线出线的位置，给产品整体结构布置带来局限。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种变压器引线屏蔽装置以及包含该屏蔽装置的超高压或特高压变压器，该变压器引线屏蔽装置能够对变压器引线进行良好的屏蔽，且在保证变压器引线与变压器油箱箱壁之间绝缘距离的同时，能够缩小变压器油箱的尺寸，使变压器结构更加紧凑，变压器制造成本、运输成本更加经济合理。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是该变压器引线屏蔽装置包括引出屏蔽管和汇合屏蔽管，所述引出屏蔽管包括第四屏蔽管和第五屏蔽管，所述第四屏蔽管和第五屏蔽管分别与线圈的上端和下端连接，所述汇合屏蔽管包括第三屏蔽管，所述第四屏蔽管和第五屏蔽管的形状设置为沿变压器引线的引出方向延伸一段后向远离变压器油箱箱壁的方向延伸；所述第三屏蔽管沿线圈的轴向设置，且第三屏蔽管的两端分别与第四屏蔽管以及第五屏蔽管连接。

优选的是，所述第四屏蔽管和第五屏蔽管的形状为立体Z型或L型。

进一步优选的是，所述第四屏蔽管和第五屏蔽管的形状为立体Z型，所述立体Z型管包括依次相连的第一折管、第二折管和第三折管，所述第一折管和第二折管沿线圈的圆周方向设置，第三折管沿线圈的轴向设置，第一折管与线圈的端部连接，且第一折管的管线方向与变压器引线的引出方向一致，第二折管相对于第一折管向远离变压器油箱箱壁的方向弯折后与第三折管相连，所述第三折管与第三屏蔽管连接；或者，

所述第四屏蔽管和第五屏蔽管的形状为L型，所述L型管包括第一折管和第二折管，所述第一折管和第二折管沿线圈的圆周方向设置，第一折管的一端与线圈的端部连接，另一端与第二折管连接，且第一折管的管线方向与变压器引线的引出方向一致，第二折管相对于第一折管向远离变压器油箱箱壁的方向弯折，第二折管的另一端与第三屏蔽管连接。

其中，所述第三屏蔽管的两端分别与第四屏蔽管以及第五屏蔽管之间可拆卸地连接或者固定连接。

优选的是，所述汇合屏蔽管还包括第一屏蔽管，所述第一屏蔽管的一端与第三屏蔽管的中部连接。

优选的是，该装置还包括均压球和出线套管，所述均压球与第一屏蔽管的自由端相连，所述出线套管插装在所述均压球上。

优选的是，所述汇合屏蔽管还包括用于连接第三屏蔽管和第一屏蔽管的第二屏蔽管，所述第二屏蔽管的一端与第三屏蔽管的中部连接，另一端与第一屏蔽管连接，所述第二屏蔽管沿线圈的圆周方向设置。

进一步优选的是，所述第二屏蔽管的一端与第三屏蔽管的中部固定连接，另一端与第一屏蔽管通过第一连接件可拆卸地连接。

优选所述第一屏蔽管和第二屏蔽管的形状均为任意角度的L型。

更优选的是，所述第一屏蔽管和第二屏蔽管均采用圆管，所述第一连接件采用圆形套筒，所述圆形套筒的两端分别套装在第一屏蔽管和第二屏蔽管的一端部上。

优选的是，第一屏蔽管与均压球连接的一端还与变压器内部连通，第四屏蔽管、第五屏蔽管还分别与线圈的端部连通，从而使变压器油箱内部、第一屏蔽管、第二屏蔽管、第三屏蔽管、第四屏蔽管、第五屏蔽管、以及线圈内部构成一个循环油路，以利于变压器油在所述循环油路内流通。

优选的是，所述第一屏蔽管、第二屏蔽管、第三屏蔽管、第四屏蔽管、第五屏蔽管和均压球采用铝或铝合金制成，且第一屏蔽管、第二屏蔽管、第三屏蔽管、第四屏蔽管、第五屏蔽管和均压球外均包覆有绝缘层。

本发明还提供一种超高压或特高压变压器，包括线圈以及变压器引线屏蔽装置，所述变压器引线屏蔽装置采用上述的变压器引线屏蔽装置。

本发明的有益效果具体如下：

本发明提供的变压器引线屏蔽装置能够对变压器器身上下并联引线以及引接至出线套管的引线进行良好的屏蔽，并可以改变变压器引线的电极形状，改善电场，增大电气安全裕度，降低局放；同时可以缩小变压器引线至变压器油箱壁的距离，减小了运输尺寸、降低运输重量，使变压器结构更加紧凑，变压器制造、运输成本更加经济合理。

附图说明

图1为本发明实施例2中变压器引线屏蔽装置的结构示意图；

图2为图1中A处的放大视图。

图中：1-出线套管；2-均压球；3-等位线；4-绝缘纸；5-第一屏蔽管；6-第一连接件；7-第二屏蔽管；8-线圈；9-第四屏蔽管；10-第二连接件；11-第三屏蔽管；12-第一引线；13-第二引线；14-第三连接件；15-第五屏蔽管；16-第一折管；17-第二折管；18-第三折管。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

实施例1：

本实施例提供一种变压器引线屏蔽装置，其包括引出屏蔽管和汇合屏蔽管，所述引出屏蔽管包括第四屏蔽管和第五屏蔽管，所述第四屏蔽管和第五屏蔽管分别与线圈的上端和下端连接，所述汇合屏蔽管包括第三屏蔽管，所述第四屏蔽管和第五屏蔽管的形状设置为沿变压器引线的引出方向延伸一段后向远离变压器油箱箱壁的方向延伸；所述第三屏蔽管沿线圈的轴向设置，且第三屏蔽管的两端分别与第四屏蔽管以及第五屏蔽管连接。

其中，第四屏蔽管和第五屏蔽管沿变压器引线的引出方向延生的一段的长度只要能够满足变压器套管出线位置的需要即可。

实施例2：

本实施例中的变压器是一种特高压变压器，该特高压变压器包括变压器油箱、线圈8和该线圈的变压器引线屏蔽装置，线圈8和该线圈的变压器引线屏蔽装置均置于变压器油箱内。本实施例中，线圈8具体为高压线圈(当然也可以为低压线圈)。线圈8的上下两端分别连接有第一引线12和第二引线13，即所述第一引线12和第二引线13分别从线圈8的上下两端引出后在对应线圈中部的位置汇合，再在变压器油箱内部并行引至与出线套管连接固定。所述变压器引线屏蔽装置用于对第一引线12和第二引线13进行屏蔽，并将第一引线12和第二引线13从变压器油箱内部引至出线位置。

如图1所示，本实施例中，该变压器引线屏蔽装置包括引出屏蔽管、汇合屏蔽管以及均压球2，所述引出屏蔽管包括第四屏蔽管9和第五屏蔽管15，所述汇合屏蔽管包括第三屏蔽管11、第二屏蔽管7和第一屏蔽管5。其中，第四屏蔽管9和第五屏蔽管15分别与线圈8的上端和下端连接，并分别用于对从线圈8上引出的第一引线12和第二引线13进行屏蔽，第三屏蔽管11用于分别对第一引线12和第二引线13进行屏蔽，第二屏蔽管7和第一屏蔽管5用于对并行的第一引线12和第二引线13进行屏蔽。

本实施例中，第一屏蔽管5的一端与均压球2固定连接，另一端通过第一连接件6与第二屏蔽管7的一端连接。第二屏蔽管7沿线圈8的圆周方向设置，且第二屏蔽管7的另一端与靠近线圈8且沿线圈轴向设置的第三屏蔽管11的中部连接(当然连接位置不一定是中部，具体连接位置可根据实际的情况确定)并相通，第三屏蔽管11的两端分别与第四屏蔽管9、第五屏蔽管15通过第二连接件10、第三连接件14连接。

第二屏蔽管7与第三屏蔽管11之间的连接优选为焊接连接，并保证两者的连接部分焊接牢靠、圆整、光滑、无尖角毛刺，以避免采用其他连接方式所造成的局部电场不均匀，从而造成局部放电。

第四屏蔽管9和第五屏蔽管15均为立体折管。本实施例中，第四屏蔽管9和第五屏蔽管15的形状对称，且均为立体Z型。如图2所示，该立体Z型管包括依次相连的第一折管16、第二折管17和第三折管18，第一折管16和第二折管17沿线圈8的圆周方向设置，第三折管18沿线圈8的轴向设置，第一折管16的一端与线圈的端部连接，另一端与第二折管17连接，第一折管16的管线方向与变压器引线的引出方向一致(变压器引线，即第一引线12和第二引线13具体是沿水平方向或者说线圈的圆周方向引出)，第二折管17相对于第一折管16来说向远离变压器油箱箱壁的方向弯折(即第一折管16和第二折管17之间形成一个水平弯折角)后再与第三折管18相连，即该立体Z型管先水平弯折后再进行轴向弯折(或称立体弯折)，而第三屏蔽管11的两端分别与第四屏蔽管的第三折管以及第五屏蔽管的第三折管连接。第一折管16和第二折管17之间所形成的水平弯折角可以大大减小变压器引线到变压器油箱的距离，从而可以有效减小变压器油箱的尺寸，使变压器的结构更紧凑。

本实施例中，第一屏蔽管5和第二屏蔽管7的形状均为L型。且第一屏蔽管5和第二屏蔽管7均采用圆管，第一连接件6具体采用圆形套筒，所述圆形套筒的两端分别套装在第一屏蔽管5和第二屏蔽管7的端部上。从图1中可知，通过转动第一屏蔽管5，可改变第一屏蔽管与均压球2连接的一端的具体位置，使之与变压器引线的出线位置相适应，调整完毕后，再通过固定圆形套筒，从而可固定第一屏蔽管5的位置。

在实际操作中，第一屏蔽管5和第二屏蔽管7的长度尺寸可以根据实际需要灵活设置，以更好地满足不同出线位置的需要。

从上可知，第一屏蔽管5与第二屏蔽管7之间、第三屏蔽管11与第四屏蔽管9之间、第三屏蔽管11与第五屏蔽管15之间均是通过连接件进行连接，通过连接件可以将这些屏蔽管可拆卸地连接(即活动连接)为一体。可见，本实施例中的引线屏蔽装置是一种分段式结构的引线屏蔽装置，采用分段式结构的好处是便于变压器引线的装配和整体的安装。

当然，第一屏蔽管5与第二屏蔽管7之间、第三屏蔽管11与第四屏蔽管9之间、第三屏蔽管11与第五屏蔽管15之间也可以是固定连接，即屏蔽装置采用整体结构，但是这种整体结构不利于对变压器引线进行装配。

本实施例中，第四屏蔽管9、第五屏蔽管15、第三屏蔽管11、第二屏蔽管7、第一屏蔽管5、均压球2以及第一连接件6、第二连接件10、第三连接件14均采用铝或铝合金制成；且第四屏蔽管9、第五屏蔽管15、第三屏蔽管11、第二屏蔽管7、第一屏蔽管5、均压球2以及第一连接件6、第二连接件10、第三连接件14外部均包覆有绝缘层。其中，第四屏蔽管9、第五屏蔽管15、第三屏蔽管11、第二屏蔽管7、第一屏蔽管5、以及第一连接件6、第二连接件10、第三连接件14外部的绝缘层包括一层或多层绝缘纸。均压球2外部的绝缘层包括多层绝缘垫块和多层绝缘纸。

优选的是，该屏蔽装置还包括有出线套管1，出线套管1的下部插装在均压球2内。

所述第一引线12、第二引线13和出线套管1连接的一端与第一屏蔽管5之间通过等位线3进行等位连接。

优选的是，第一屏蔽管5与均压球2连接的一端还与变压器油箱内部连通，第四屏蔽管9、第五屏蔽管15还分别与线圈8的端部连通，从而使变压器油箱内部、第一屏蔽管5、第二屏蔽管7、第三屏蔽管11、第四屏蔽管9、第五屏蔽管15、以及线圈内部构成一个循环油路，变压器油可以在上述循环油路内流通，从而可有效地散去该引线屏蔽装置内部的引线产生的发热量。

其中，第一引线12穿过第四屏蔽管9以及第三屏蔽管11的上部，第二引线13穿过第五屏蔽管15以及第三屏蔽管11的下部，两者在第三屏蔽管11的中部汇合后，再并行穿过第二屏蔽管7、第一连接件6、第一屏蔽管5后与插装在均压球2内的出线套管1连接，并行的第一引线12和第二引线13再通过出线套管1引出到变压器外部与电网连接。均压球2可以对第一屏蔽管4、第一引线12、第二引线13、处于套管1下部的接线板进行屏蔽，以均匀电场。

本实施例中的变压器引线屏蔽装置可以按如下步骤进行安装：首先在各个屏蔽管上包扎绝缘纸4，同时将各屏蔽管与各连接件连接的一端的绝缘纸4的包扎形成一定的锥度，再将第一屏蔽管5、第二屏蔽管7通过第一连接件6进行初装配，之后将第一引线12、第二引线13分别与线圈8的上下端进行连接；同时可将第二连接件10与第三屏蔽管11进行初装配，第三连接件14与第五屏蔽管15进行初装配，然后将第一引线12、第二引线13分别穿过第四屏蔽管9、第五屏蔽管15及第三屏蔽管11，再依次穿入第二屏蔽管7、第一连接件6、第一屏蔽管5后和出线套管1下部的接线板连接后引出，再通过等位线3将第一引线12、第二引线13和第一屏蔽管5固定连接。最后依次对第三连接件14、第一连接件6、第二连接件10调整位置后固定，并在各连接件上包扎绝缘纸至一定厚度。

由上可见，本发明提供的变压器引线屏蔽装置可以改善电场，降低局放；其中，第四屏蔽管、第五屏蔽管采用立体折管，能够使变压器结构更加紧凑，经济合理；同时第一屏蔽管、第二屏蔽管为L型，以便于出线套管的灵活布置；各屏蔽管之间通过连接件进行可拆卸连接，使得安装方便。

实施例3：

本实施例中变压器引线屏蔽装置与实施例2的区别在于：该屏蔽装置中不包括第二屏蔽管7。

其中，第一屏蔽管5与第三屏蔽管11的中部连接，并行的第一引线12和第二引线13经第一屏蔽管5后出线。

本实施例中变压器引线屏蔽装置的其他结构均与实施例2相同，这里不再赘述。

实施例4：

本实施例中变压器引线屏蔽装置与实施例2的区别在于：该变压器引线屏蔽装置还包括调整屏蔽管，调整屏蔽管的一端与第一屏蔽管5通过连接件可拆卸连接，其另一端与均压球2连接。

优选调整屏蔽管采用圆管，且调整屏蔽管的形状为L型，当然调整屏蔽管也可以采用其他形状。其中，调整屏蔽管采用铝或铝合金制成，其外部包覆有绝缘层。

调整屏蔽管可以采用一个或多个。

设置调整屏蔽管的目的是考虑到当线圈端部位置与变压器引线的出线位置之间的距离较长时，而增设的结构。

本实施例中变压器引线屏蔽装置的其他结构均与实施例2相同，这里不再赘述。

实施例5：

本实施例中变压器引线屏蔽装置与实施例2的区别在于：第四屏蔽管和第五屏蔽管的形状为L型。

所述L型的第四屏蔽管或第五屏蔽管包括：第一折管和第二折管，所述第一折管和第二折管沿线圈的圆周方向设置，第一折管的一端与线圈的端部连接，另一端与第二折管连接。其中，第一折管的管线方向与变压器引线的引出方向一致，第二折管相对于第一折管来说向远离变压器油箱箱壁的方向弯折(即第一折管和第二折管之间形成一个水平弯折角)，所述第二折管的另一端与第三屏蔽管的端部连接。即，第三屏蔽管的两端分别与第四屏蔽管的第二折管和第五屏蔽管的第二折管连接。

本实施例中变压器引线屏蔽装置的其他结构均与实施例2相同，这里不再赘述。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种变压器引线屏蔽装置，其特征在于，包括引出屏蔽管和汇合屏蔽管，所述引出屏蔽管包括第四屏蔽管和第五屏蔽管，所述第四屏蔽管和第五屏蔽管分别与线圈的上端和下端连接，所述汇合屏蔽管包括第三屏蔽管，所述第四屏蔽管和第五屏蔽管的形状设置为沿变压器引线的引出方向延伸一段后向远离变压器油箱箱壁的方向延伸；所述第三屏蔽管沿线圈的轴向设置，且第三屏蔽管的两端分别与第四屏蔽管以及第五屏蔽管连接；

所述第四屏蔽管和第五屏蔽管的形状为立体Z型或L型；所述第四屏蔽管和第五屏蔽管的形状为立体Z型，所述立体Z型管包括依次相连的第一折管、第二折管和第三折管，所述第一折管和第二折管沿线圈的圆周方向设置，第三折管沿线圈的轴向设置，第一折管与线圈的端部连接，且第一折管的管线方向与变压器引线的引出方向一致，第二折管相对于第一折管向远离变压器油箱箱壁的方向弯折后与第三折管相连，所述第三折管与第三屏蔽管连接；或者，

所述第四屏蔽管和第五屏蔽管的形状为L型，所述L型管包括第一折管和第二折管，所述第一折管和第二折管沿线圈的圆周方向设置，第一折管的一端与线圈的端部连接，另一端与第二折管连接，且第一折管的管线方向与变压器引线的引出方向一致，第二折管相对于第一折管向远离变压器油箱箱壁的方向弯折，第二折管的另一端与第三屏蔽管连接。

2.根据权利要求1所述的变压器引线屏蔽装置，其特征在于，所述第三屏蔽管的两端分别与第四屏蔽管以及第五屏蔽管之间可拆卸地连接或者固定连接。

3.根据权利要求1或2所述的变压器引线屏蔽装置，其特征在于，所述汇合屏蔽管还包括第一屏蔽管，所述第一屏蔽管的一端与第三屏蔽管的中部连接。

4.根据权利要求3所述的变压器引线屏蔽装置，其特征在于，该装置还包括均压球和出线套管，所述均压球与第一屏蔽管的自由端相连，所述出线套管插装在所述均压球上。

5.根据权利要求4所述的变压器引线屏蔽装置，其特征在于，所述汇合屏蔽管还包括用于连接第三屏蔽管和第一屏蔽管的第二屏蔽管，所述第二屏蔽管的一端与第三屏蔽管的中部连接，另一端与第一屏蔽管连接，所述第二屏蔽管沿线圈的圆周方向设置。

6.根据权利要求5所述的变压器引线屏蔽装置，其特征在于，所述第二屏蔽管的一端与第三屏蔽管的中部固定连接，另一端与第一屏蔽管通过第一连接件可拆卸地连接。

7.根据权利要求6所述的变压器引线屏蔽装置，其特征在于，所述第一屏蔽管和第二屏蔽管的形状均为任意角度的L型。

8.根据权利要求7所述的变压器引线屏蔽装置，其特征在于，所述第一屏蔽管和第二屏蔽管均采用圆管，所述第一连接件采用圆形套筒，所述圆形套筒的两端分别套装在第一屏蔽管和第二屏蔽管的一端部上。

9.根据权利要求8所述的变压器引线屏蔽装置，其特征在于，第一屏蔽管与均压球连接的一端还与变压器内部连通，第四屏蔽管、第五屏蔽管还分别与线圈的端部连通，从而使变压器油箱内部、第一屏蔽管、第二屏蔽管、第三屏蔽管、第四屏蔽管、第五屏蔽管、以及线圈内部构成一个循环油路，以利于变压器油在所述循环油路内流通。

10.根据权利要求8所述的变压器引线屏蔽装置，其特征在于，所述第一屏蔽管、第二屏蔽管、第三屏蔽管、第四屏蔽管、第五屏蔽管和均压球采用铝或铝合金制成，且第一屏蔽管、第二屏蔽管、第三屏蔽管、第四屏蔽管、第五屏蔽管和均压球外均包覆有绝缘层。

11.一种超高压或特高压变压器，包括线圈以及变压器引线屏蔽装置，其特征在于，所述变压器引线屏蔽装置采用权利要求1～10任一项所述的变压器引线屏蔽装置。