CN105374529A - 一种抗短路变压器线圈及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种抗短路变压器线圈，包括有由内而外依次设置的低压线圈、主空道绝缘和高压线圈，其特征在于：还包括有将低压线圈的最末几层绕组、主空道绝缘和高压线圈的最初几层绕组箍紧成一体的第一绝缘带。同时还公开了该抗短路变压器线圈的制备方法，采用上述结构后，使得主空道绝缘距离得到有效控制，不会因变压器短路时主空道变化很大，从而增加了变压器线圈整体的稳固性，增强了变压器的抗短路能力。而本发明的制备方法和目前工艺流程相比虽然变化不大，但方法简单有效，制得的变压器的成本和现有技术基本接近，便于大规模生产，但抗短路能力明显优于现有技术中的同类变压器，故在一定程度上增强了产品的市场竞争力。

Description

一种抗短路变压器线圈及其制备方法

技术领域

本发明涉及变压器技术领域，具体指一种抗短路变压器线圈，本发明还涉及该变压器线圈的制备方法。

背景技术

变压器是组成电网的重要部件，它包括有铁心和线圈，其中线圈是变压器的核心部件，该线圈又至少由低压线圈、高压线圈这两个线圈组成，低压线圈和高压线圈之间的间隙叫主空道，该主空道内设置的绝缘为主空道绝缘。如中国专利授权公告号为CN202189661U的《变压器抗短路矩形线圈》中所披露的结构，在该文献中，主空道绝缘包括硬纸隔离架，在该硬纸隔防架内填充有短切玻璃丝毡，在高压线圈外侧沿周向缠绕有环氧无玮玻璃丝带。虽然该线圈设有多层加固结构，线圈不易变形，因而在一定程度上提高抗短路能力。但是，由于变压器发生短路时，高压线圈是向外挤压，低压线圈向内挤压，因此在环氧无玮玻璃丝带的作用下，线圈的外径虽然没有很大的变化，但主空道还是会大幅增加，即短路时阻抗变化量的变化值仍然超标，进而影响变压器的正常运行，严重时造成变压器烧毁。并且在国网公司提出坚强电网的要求后，对变压器的抗短路能力提出了更高的要求。

为了解决上述问题，现有技术中采用的手段是，通常将线圈浸绝缘漆，并用铁心夹件的上下两端将线圈压紧。但是由于绝缘漆的粘合力和夹件的夹紧力往往有限，短路时线圈还是会变形，主空道仍然会大幅增加。

故现有变压器线圈的稳固性仍然有待于进一步提高。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种稳固性好、抗短路能力强的抗短路变压器线圈。

本发明所要解决的第二个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种抗短路变压器线圈的制备方法，该方法制得的变压器线圈稳固性好、抗短路能力强。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种抗短路变压器线圈，包括有由内而外依次设置的低压线圈、主空道绝缘和高压线圈，其特征在于：还包括有将低压线圈的最末几层绕组、主空道绝缘和高压线圈的最初几层绕组箍紧成一体的第一绝缘带。

在上述方案的基础进一步改进的是，所述高压线圈的最初几层绕组中的每层绕组之间或每2层绕组之间或每3层绕组之间设置有加强绝缘层，在该加强绝缘层外还设有层间绝缘。使高压线圈的最初几层绕组之间机械强度好，有利于抗变形，从而可进一步提高抗短路能力。

在上述改进方案中，进一步改进的是，所述的高压线圈中在最初几层绕组除外的余下层的绕组中，每层绕组的轴向两端分别刷有绝缘漆，使高压线圈中的余下层绕组两端通过绝缘漆粘合在一起，进一步减小短路时的变形量，以提高抗短路能力。

在上述各方案中，当变压器线圈用于三相变压器线圈时，还可以在A相线圈、C相线圈一侧外表增设绝缘加强板和经该绝缘加强板、线圈的上表面、低压线圈的内表面以及线圈下表面缠绕的第二绝缘带，该第二绝缘带将该绝缘加强板和相应线圈紧固成一体。采用此缠绕结构，第二绝缘带的周长较短，形变较小；增设绝缘加强板，可以增大受力面积，减小变形量，使绕制完成的线圈不易变形，能进一步提高变压器线圈的抗短路能力。

在上述各方案中，所述低压线圈为箔式线圈时，所述低压线圈的最末几层绕组的层数范围优选为最末2层～最末6层；所述低压线圈为圆筒式线圈时，所述低压线圈的最末几层绕组最好为最末一层绕组，使箍紧效果最佳，有利于保持主空道不变。

在上述方案中，所述的高压线圈最初几层绕组的层数范围优选为最初2层～最初6层。同样有利于箍紧，保持主空道。

本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：

(1)先绕制所需层数的低压线圈，当绕制工作进行到该低压线圈的最末几层绕组时，在该半成品的低压线圈外放置第一绝缘带，该第一绝缘带的长度大于线圈的高度而使该第一绝缘带的两端分别露于该半成品低压线圈；然后继续绕制低压线圈，直至达到低压线圈的所需层数；

(2)接着在上述绕制好的低压线圈外绕制主空道绝缘；

(3)然后在上述主空道绝缘外绕制高压线圈，当绕制好高压线圈的最初几层绕组后，将所述第一绝缘带的两端拉紧贴合在该半成品高压线圈外侧，使低压线圈的最末几层绕组、主空道绝缘和高压线圈最初几层绕组箍紧成一体；接着继续绕制高压线圈，直至达到高压线圈的所需层数；

(4)接着在上述绕制完毕的高压线圈外放置油道，再包绕数层外绝缘带；

(5)最后将上述绕制完毕的线圈按需压装、加热、固化即可。

在上述制备方法的第3步骤中，进一步改进的是，高压线圈的最初几层绕组中每层绕组之间或每2层绕组之间或每3层绕组之间绕制有加强绝缘层，在该加强绝缘层外还放置有层间绝缘。使高压线圈的最初几层绕组之间机械强度好，有利于抗变形，从而可进一步提高抗短路能力。

在上述制备方法的第3步骤中，所述的高压线圈中在最初几层绕组除外的余下层的绕组中，每绕制一层绕组后，在该层绕组的轴向两端分别刷有绝缘漆，使高压线圈中的余下层绕组两端粘合在一起，提高整体的稳固性，减小变形量，以提高抗短路能力。

当用上述方法制得的变压器线圈用于三相变压器线圈时，在上述第五步骤之后，将两绝缘加强板分别放置在A相、C相高压线圈的一侧外表，然后用第二绝缘带经该绝缘加强板、线圈的上表面、低压线圈的内表面和线圈下表面缠绕，使该绝缘加强板和相应线圈紧固成一体，以进一步防止A相、C相线圈的受力变形。

与现有技术相比，由于本发明用第一绝缘带将低压线圈的最末几层绕组、主空道绝缘和高压线圈最初几层绕组箍紧成一体，因而使得主空道绝缘距离得到有效控制，不会因变压器短路时主空道变化很大，从而增加了变压器线圈整体的稳固性，增强了变压器的抗短路能力。

而本发明的制备方法和目前工艺流程相比虽然变化不大，但方法简单有效，制得的变压器的成本和现有技术基本接近，便于大规模生产，但抗短路能力明显优于现有技术中的同类变压器，故在一定程度上增强了产品的市场竞争力。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例应用于三相变压器时的排列示意图；

图3为图1中的A-A向剖视图；

图4为图2中的B-B向剖视图(没有显示第一绝缘带的箍紧结构)。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

本发明实施例既可以制成如图1所示的单向变压器，也可以制成如图2所示的三相变压器，它包括有由内而外依次设置的低压线圈1、主空道绝缘2和高压线圈3，同时还包括有将低压线圈的最末几层绕组、主空道绝缘和高压线圈的最初几层绕组箍紧成一体的第一绝缘带4，该第一绝缘带4可以采用无碱玻璃布或无碱玻璃纤维带，当然该第一绝缘带也可以用现有其它的绝缘加强材料制成。布置时，该第一绝缘带4可以是多个，沿线圈周向间隔分布，如图1中所示；也可以是整片的结构。

为了进一步减小主空道的变化，在本实施例中，高压线圈3的最初几层绕组中的每层绕组之间或每2层绕组之间或每3层绕组之间设置有加强绝缘层5，在该加强绝缘层外还设有层间绝缘6。在这里，该加强绝缘层5优选采用无碱玻璃布或无碱玻璃纤维带，当然同样可以采用现有其它的绝缘加强材料制成。至于层间绝缘6，可以采用常规的菱格点胶纸或全胶纸等绝缘材料。

为了确保高压线圈整体的稳固性，高压线圈中在最初几层绕组除外的余下层的绕组中，每层绕组的轴向两端分别刷有绝缘漆，该绝缘漆的轴向长度L可以选在30毫米～80毫米之间。

当制备三相变压器时，在A相、C相线圈一侧外表(即远离B相线圈的那一侧外表)还分别设置有绝缘加强板7，请参见图2，一第二绝缘带8经对应绝缘加强板7、线圈的上表面、低压线圈1的内表面和线圈下表面缠绕，即可以按图4所示的箭头方向或按箭头所指方向的反向进行缠绕，将该绝缘加强板和相应线圈紧固成一体，其中第二绝缘带8也优选采用无碱玻璃布或无碱玻璃纤维带，用此结构紧固，第二绝缘带的周长较短，形变较小，可以使绕制完成的线圈不易变形，能进一步提高变压器线圈的抗短路能力。

当上述低压线圈为箔式线圈时，低压线圈的最末几层绕组的层数范围为最末2层～最末6层；当低压线圈为圆筒式线圈时，低压线圈的最末几层绕组为最末一层绕组。而高压线圈最初几层绕组的层数范围为最初2层～最初6层。

现以低压线圈为箔式线圈为例，具体说明上述变压器线圈的制备方法：

(1)先绕制所需层数的低压线圈，当绕制工作进行到该低压线圈的最末三层绕组时，在该半成品的低压线圈外放置第一绝缘带，请参见图3，此时该第一绝缘带的长度大于线圈的高度H而使该第一绝缘带的两端分别露于该半成品低压线圈。从图3中看，该第一绝缘带的两端分别露于低压线圈上表面和下表面；然后继续绕制低压线圈，直至达到低压线圈的所需层数。

(2)接着在上述绕制好的低压线圈外绕制主空道绝缘，该主空道绝缘可以采用现有常规的绝缘材料和结构。

(3)然后在上述主空道绝缘外绕制高压线圈，当绕制好高压线圈的最初三层绕组后，将所述第一绝缘带的两端拉紧贴合在该半成品高压线圈外侧，此时，第一绝缘带的两端最好是叠加，即如图3所示中的抱合；也可以在贴合后，两端保持有一段距离，再放置层间绝缘；这样该第一绝缘带能使低压线圈的最末三层绕组、主空道绝缘和高压线圈最初三层绕组箍紧成一体；接着继续绕制高压线圈，直至达到高压线圈的所需层数。在本步骤中，进一步优选的是，在绕制高压线圈的最初三层绕组时，绕制完最初第一层绕组后，再在最初第一层绕组外绕制加强绝缘层，并在该加强绝缘层外放置有层间绝缘；按同样方法，绕制最初第二、三层绕组；即在高压线圈的最初三层绕组中每层绕组之间绕制有加强绝缘层，在该加强绝缘层外还放置有层间绝缘。接着在绕制高压线圈中最初几层绕组除外的余下层的绕组中，每绕制一层绕组后，在该层绕组的轴向两端分别刷有绝缘漆。本实施例中的轴指图4中的Y轴。绝缘漆的轴向长度L可以控制在30毫米～80毫米之间。

(4)接着在上述绕制完毕的高压线圈外放置油道，再包绕数层外绝缘带，在这里，该油道可以采用帘式油道，也可以采用现有的其它油道结构；外绝缘带可以采用无碱玻璃纤维带；层数可以按绝缘要求进行设置。

(5)最后将上述绕制完毕的线圈按需压装、加热、固化即可，其中压装、加热、固化工艺均为常规技术，在此不再累赘述。

当制得的线圈用于三相变压器时，在上述第五步骤之后，在A相、C相线圈一侧外表(即远离B相线圈的那一侧外表)还分别设置有绝缘加强板，然后用一第二绝缘带依次绕该绝缘加强板、线圈的上表面(此处的线圈指第5步骤后的产品)、低压线圈的内表面和线圈下表面(此处的线圈指第5步骤后的产品)方向缠绕，缠绕方向即如图4所示的箭头方向，或按箭头所指方向的反向缠绕，使该绝缘加强板和线圈紧固成一体。

采用上述方法制得的变压器，短路能力明显优于现有技术中的同类变压器，且制备方法简单，便于大规模生产，值得推广应用。

Claims (10)

1.一种抗短路变压器线圈，包括有由内而外依次设置的低压线圈、主空道绝缘和高压线圈，其特征在于：还包括有将低压线圈的最末几层绕组、主空道绝缘和高压线圈的最初几层绕组箍紧成一体的第一绝缘带。

2.根据权利要求1所述的抗短路变压器线圈，其特征在于：所述高压线圈的最初几层绕组中的每层绕组之间或每2层绕组之间或每3层绕组之间设置有加强绝缘层，在该加强绝缘层外还设有层间绝缘。

3.根据权利要求2所述的抗短路变压器线圈，其特征在于：所述的高压线圈中在最初几层绕组除外的余下层的绕组中，每层绕组的轴向两端分别刷有绝缘漆。

4.根据权利要求1或2或3所述的抗短路变压器线圈，其特征在于：还包括位于高压线圈一侧外表的绝缘加强板和经该绝缘加强板、线圈的上表面、低压线圈的内表面以及线圈下表面缠绕的第二绝缘带，该第二绝缘带将该绝缘加强板和线圈紧固成一体。

5.根据权利要求1或2或3所述的抗短路变压器线圈，其特征在于：所述低压线圈为箔式线圈时，所述低压线圈的最末几层绕组的层数范围为最末2层～最末6层；所述低压线圈为圆筒式线圈时，所述低压线圈的最末几层绕组为最末一层绕组。

6.根据权利要求1或2或3所述的抗短路变压器线圈，其特征在于：所述的高压线圈最初几层绕组的层数范围为最初2层～最初6层。

7.一种抗短路变压器线圈的制备方法，其特征在于：

(1)先绕制所需层数的低压线圈，当绕制工作进行到该低压线圈的最末几层绕组时，在该半成品的低压线圈外放置第一绝缘带，该第一绝缘带的长度大于线圈的高度而使该第一绝缘带的两端分别露于该半成品低压线圈；然后继续绕制低压线圈，直至达到低压线圈的所需层数；

(2)接着在上述绕制好的低压线圈外绕制主空道绝缘；

(3)然后在上述主空道绝缘外绕制高压线圈，当绕制好高压线圈的最初几层绕组后，将所述第一绝缘带的两端拉紧贴合在该半成品高压线圈外侧，使低压线圈的最末几层绕组、主空道绝缘和高压线圈最初几层绕组箍紧成一体；接着继续绕制高压线圈，直至达到高压线圈的所需层数；

(4)接着在上述绕制完毕的高压线圈外放置油道，再包绕数层外绝缘带；

(5)最后将上述绕制完毕的线圈按需压装、加热、固化即可。

8.根据权利要求7所述的抗短路变压器线圈的制备方法，其特征在于：在上述第3步骤中，高压线圈的最初几层绕组中每层绕组之间或每2层绕组之间或每3层绕组之间绕制有加强绝缘层，在该加强绝缘层外还放置有层间绝缘。

9.根据权利要求8所述的抗短路变压器线圈的制备方法，其特征在于：在上述第3步骤中，所述的高压线圈中在最初几层绕组除外的余下层的绕组中，每绕制一层绕组后，在该层绕组的轴向两端分别刷有绝缘漆。

10.根据权利要求7所述的抗短路变压器线圈的制备方法，其特征在于：在上述第五步骤之后，将绝缘加强板放置在高压线圈的一侧外表，然后用一第二绝缘带经该绝缘加强板、线圈的上表面、低压线圈的内表面和线圈下表面缠绕，使该绝缘加强板和线圈紧固成一体。