CN105070477A - 一种盾构机专用变压器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种盾构机专用变压器，包括油箱和置于油箱内的器身，所述器身主要由平面叠片式铁芯和高低压线圈组成，所述铁芯的芯柱横截面为椭圆状、且芯柱的长轴方向与铁芯的长度方向一致，所述铁芯的铁轭横截面为椭圆状、且铁轭的长轴方向与铁芯的高度方向一致。本发明以满足盾构机正常供电要求为前提，将铁芯结构作出改变调整，使得最终所成型变压器的厚度尺寸大幅缩减，进而有效满足盾构机、尤其是小型盾构机的狭小空间的安置要求，整个变压器的结构简单而紧凑，针对性强。

Description

一种盾构机专用变压器

技术领域

本发明及变压器，具体是一种盾构机专用变压器。

背景技术

盾构机全称盾构隧道掘进机，它集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能，是隧道掘进工程的专用工程机械。

盾构机上具有众多用电设备，为了保证这些用电设备的稳定、可靠运行，变压器是盾构机的必要部件之一。由于盾构机的作业环境处在建设尺寸严格、空间狭小的地下环境中，这使得盾构机用的变压器需紧凑化。一直以来，盾构机所用变压器为能够适宜狭长空间的箱式变压器（采用平面叠片式铁芯）。

近年来，随着工业建设和城市化进程的飞速发展，各种中小型隧道工程的建设持续推进，且建设项目有大幅增加之趋势。为了使盾构机能够适用于中小型隧道工程的掘进要求，这就要求盾构机的轮廓结构小型化、内部结构紧凑化。无疑，这势必会对盾构机上本已狭小的变压器安置空间形成“裁减”。

为了使变压器能够在盾构机、尤其是小型盾构机上的狭小空间内有效安置，势必要求变压器的结构能够紧凑化，该紧凑化不是一味的缩小轮廓结构比例，而应以满足盾构机正常供电要求为前提。

发明内容

本发明的技术目的在于：针对上述盾构机的特殊性以及现有技术的不足，提供一种结构简单而紧凑、有效适宜盾构机（尤其是小型盾构机）上狭小安置空间的盾构机专用变压器。

本发明所采用的技术方案是：一种盾构机专用变压器，包括油箱和置于油箱内的器身，所述器身主要由平面叠片式铁芯和高低压线圈组成，所述铁芯的芯柱横截面为椭圆状、且芯柱的长轴方向与铁芯的长度方向一致，所述铁芯的铁轭横截面为椭圆状、且铁轭的长轴方向与铁芯的高度方向一致。

所述变压器的高压侧出线和低压侧出线分别从铁芯的芯柱长轴方向所对应油箱的箱壁上引出。进一步的，所述低压侧出线以法兰套管引出；所述高压侧出线以肘型电缆头引出；高、低压侧出线处分别设有防护外壳。

所述器身通过油箱内设置的夹件和垫块装配在油箱内；所述夹件从器身的上铁轭处和下铁轭处夹持器身；所述垫块为多块，分别从器身的底部和顶部定位支撑。

所述变压器包括有以水为介质的强制冷却机构。

所述变压器的高压侧电压为6～35kV。

所述油箱内的变压器油为普通变压器油或高燃点变压器油；所述高燃点变压器油包括β油、硅油或MIDEL油。

本发明的有益效果是：

1.本发明以满足盾构机正常供电要求为前提，将铁芯结构作出改变调整，使得最终所成型变压器的厚度尺寸大幅缩减，进而有效满足盾构机、尤其是小型盾构机的狭小空间的安置要求，整个变压器的结构简单而紧凑，针对性强；

2.本发明的高、低压侧出线结构进一步减小了变压器的高度尺寸和厚度尺寸，使变压器的结构进一步紧凑；

3.本发明器身在油箱内的装配结构有效确保了器身能够稳定、可靠地装配于油箱内，避免、甚至杜绝了盾构机在运行状态下的器身晃动现象，使得变压器的作业状态稳定而可靠。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明的一种结构示意图。

图2是图1的俯视方向结构示意图。

图3是图1的侧视方向结构示意图。

图4是图1中器身的铁芯结构示意图。

图5是图4的A-A视图。

图6是图4的B-B视图。

图中代号含义：1—油箱；2—器身；3—夹件；4—冷却机构；5—变压器油；6—肘型电缆头；7—法兰套管；8—铁芯；9—芯柱；10—上铁轭；11—下铁轭；12—高低压线圈；13—垫块。

具体实施方式

参见图1至图6：本发明为盾构机专用变压器，其高压侧的电压为6～35kV，满足变压器的相关国家及行业标准之规定。

本发明包括油箱1、器身2和冷却机构4。其中，油箱1为狭长而扁平的立方体，即其具有两个大面积的相对的侧面、两个细长的相对的顶底面、两个较细长（长度小于顶底面）的相对的端面；在油箱1内盛装有变压器油5，该变压器油5可以是常规变压器油，也可以是高燃点油（包括但不限于α油、β油、硅油、麦道油等）；油箱1的内部型腔尺寸应该是在容纳下器身2后，具有合理的安全裕间隙即可。

器身2置于油箱1内。器身2主要由平面叠片式铁芯8和三组高低压线圈12组成；铁芯8主要由三根芯柱9、上铁轭10和下铁轭11组合成框架结构，具体的，三根芯柱9按照三相三柱式组合结构排列；每组高低压线圈12套装在铁芯8的每根芯柱9上。前述铁芯8的芯柱9横截面为近似椭圆状，而且芯柱9的长轴方向与铁芯8的长度方向一致；铁轭的横截面亦为近似椭圆状，而且铁轭的长轴方向与铁芯8的高度方向一致。如此，使得整个铁芯8的厚度相较常规铁芯结构而言，被大幅减小（至少有1/3的缩减），这样的铁芯结构能够使与其相匹配的油箱厚度（即油箱端面的宽度）随之大幅减小，但是，需要说明的是，这种铁芯结构相较常规厚度较厚的铁芯而言，制造成本会增加，本发明就是以一定程度的成本增加来换取其结构的小巧、紧凑化。

上述器身2上所引出的高压侧出线和低压侧出线分置在油箱1的两个端面上，即高、低压侧出线设置在铁芯8的芯柱9长轴方向所对应油箱1的箱壁（即油箱1左右两端）上。具体的，低压侧出线以设置在油箱1端面上的法兰套管7引出；高压侧出线以设置在油箱1端面上的肘型电缆头6引出；高、低压侧出线处的油箱1箱壁上分别设有防护外壳。

上述器身2通过油箱1内设置的夹件3和垫块13装配在油箱1内。具体的，夹件3为上、下两副，每一副由安装在油箱1内、且组合在一起的两根长杆组成，上副夹件3从器身2的上铁轭10处将器身2夹持固定，下副夹件3从器身2的下铁轭11处将器身2夹持固定，如此将器身2设置在油箱1的型腔中心处，使器身2既能与油箱1的箱壁保持安全裕度，又能稳固的安装。垫块13为多块（例如八块），它们分成两组，其中一组设置在器身2的底部四角和底部中段处，即器身2的底部通过多块垫块13坐在油箱1内，另一组设置在器身2的顶部四角和顶部中段处，即器身2的顶部通过多块垫块13顶住油箱1顶部壁板，必须说明的是，油箱1的顶、底板与垫块13和器身2是紧密接触状态。如此，多块垫块13分别从器身2的底部和顶部对器身2形成定位支撑。

冷却机构4为强迫油循环水冷系统，即以水为冷却介质，使通过油泵强迫变压器油进行循环流动，进而实现加速冷却。如此，本发明变压器的内部冷却为变压器油自然冷却、外部冷却为以水介质的强制冷却，进而保证变压器温升在设定的安全范围内运行。

以上具体技术方案仅用以说明本发明，而非对其限制。尽管参照上述具体技术方案对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对上述具体技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的精神和范围。

Claims (7)

1.一种盾构机专用变压器，包括油箱（1）和置于油箱（1）内的器身（2），所述器身（2）主要由平面叠片式铁芯（8）和高低压线圈（12）组成，其特征在于：所述铁芯（8）的芯柱（9）横截面为椭圆状、且芯柱（9）的长轴方向与铁芯（8）的长度方向一致，所述铁芯（8）的铁轭横截面为椭圆状、且铁轭的长轴方向与铁芯（8）的高度方向一致。

2.根据权利要求1所述盾构机专用变压器，其特征在于：所述变压器的高压侧出线和低压侧出线分别从铁芯（8）的芯柱（9）长轴方向所对应油箱（1）的箱壁上引出。

3.根据权利要求2所述盾构机专用变压器，其特征在于：所述低压侧出线以法兰套管（7）引出；所述高压侧出线以肘型电缆头（6）引出；高、低压侧出线处分别设有防护外壳。

4.根据权利要求1所述盾构机专用变压器，其特征在于：所述器身（2）通过油箱（1）内设置的夹件（3）和垫块（13）装配在油箱（1）内；所述夹件（3）从器身（2）的上铁轭（10）处和下铁轭（11）处夹持器身（2）；所述垫块（13）为多块，分别从器身（2）的底部和顶部定位支撑。

5.根据权利要求1所述盾构机专用变压器，其特征在于：所述变压器包括有以水为介质的强制冷却机构。

6.根据权利要求1所述盾构机专用变压器，其特征在于：所述变压器的高压侧电压为6～35kV。

7.根据权利要求1所述盾构机专用变压器，其特征在于：所述油箱（1）内的变压器油为普通变压器油或高燃点变压器油；所述高燃点变压器油包括β油、硅油或MIDEL油。