CN105551773B - 抗短路变压器线圈及其制备方法 - Google Patents

抗短路变压器线圈及其制备方法 Download PDF

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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，其特征在于低压线圈的最末几层绕组中其中至少一个相邻层间设置有加强材料，所述主空道绝缘的外表和高压线圈的第一层绕组外分别涂有第一、第二固化材料层并分别用第一、第二加强绝缘材料带箍紧。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，主空道绝缘距离得到有效控制，不会因线圈绕制的紧密度问题导致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；制备方法简单有效，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同类变压器，故在一定程度上增强了产品的市场竞争力。

Description

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。当变压器在运行过程中发生短路时，变压器的高、低压线圈变形，主空道会大幅增加，进而影响变压器正常运行，严重时还会造成变压器烧毁。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。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。
为了克服这种缺陷，人们也设计出多种抗短路变压器，有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，但是因现有箔绕结构线圈铜箔或铝箔刚性差，受短路力影响，低压线圈外侧还是向内变形严重；同时受绕线机张力影响，高压线圈层间也存在间隙，在短路时高压线圈外径不变化时，内侧绕组受向外短路力影响压挤间隙，使主空道距离大幅增加，即短路时阻抗变化量的变化值仍然超标。
因此，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，确保主空道不变化或微小变化，控制短路时的电抗变化量。
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：所述低压线圈的最末几层绕组中其中至少一个相邻层间设置有加强材料，所述主空道绝缘的外表和高压线圈的第一层绕组外分别涂有第一、第二固化材料层并分别用第一、第二加强绝缘材料带箍紧。
在上述方案中，当所述低压线圈为箔式线圈时，所述低压线圈最末几层绕组的层数范围为最末2层～最末5层，有利于保持主空道不变。
在上述方案中，优选的是，所述主空道绝缘为带预固化胶的绝缘材料。
在上述各方案中，优选的是，所述加强材料的高度等于低压线圈的高度，结构紧凑，同时不妨碍其它部件的安装。
在上述方案中，进一步优选的是，所述的加强材料位于低压线圈的直线部位处。有利于抗变形，从而可进一步提高抗短路能力。
在上述方案中，所述加强材料可以为钢板、环氧树脂板或玻璃钢板。
而所述第一、第二固化材料层可以为绝缘漆层或环氧树脂胶层；所述第一、第二加强绝缘材料可以为无碱玻璃纤维带。
本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：
(1)先在模具上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，在该低压线圈的最末几层绕组中其中至少一个相邻层间设置有加强材料；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，在该主空道绝缘的外表涂上第一固化材料层，并用第一加强绝缘材料带箍紧；
(3)然后在上述第一加强绝缘材料带外绕制高压线圈，当绕制好高压线圈的第一层绕组后，再涂上第二固化材料层，并用第二加强绝缘材料带箍紧；
(4)根据所绕变压器线圈的形状确定下一个步骤，如果所绕变压器线圈是长圆形、八角形或椭圆形，则在上述第(3)步骤后继续绕制高压线圈到所需层数，然后再在该变压器线圈的直线部位带模具压装，再加热、固化即可；如果所绕变压器线圈是矩形，则在上述第(3)步骤后带模具对直线部位进行压装，再加热、固化，然后再继续绕制高压线圈至所需层数，再对直线部位带模具进行压装，最后加热、固化即可。
在上述第(1)步骤中，进一步改进的是，绕制好低压线圈后再在该低压线圈的外表涂有绝缘漆或环氧树脂胶，使绕制完成的低压线圈不易变形，主空道不易变化，能进一步提高变压器线圈的抗短路能力。
在上述制备方法中，同样优选的是，所述加强材料可以位于该低压线圈的直线部位处。所述加强材料的高度等于低压线圈的高度。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的变压器线圈的低压线圈不会变形，尤其是加强材料放在直线部位时；并在高压线圈第一层固化后成一个整体，这样主空道绝缘距离得到有效控制，不会因线圈绕制的紧密度问题导致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；
本发明的制备方法和目前工艺流程相比变化不大，方法简单有效，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，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。
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，也可以制成三相变压器，现以单向变压器为例说明。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，其中低压线圈的最末几层绕组中其中一个相邻层间设置有加强材料4，本实施例中，低压线圈1为箔式线圈，所述低压线圈最末几层绕组的层数范围为最末2层～最末5层，加强材料4为钢板、环氧树脂板或玻璃钢板，且该加强材料4位于低压线圈1的直线部位处，它的高度等于低压线圈1的高度。当然根据需要，加强材料可以有多个，分别设置在低压线圈的最末几层绕组中的不同层之间。
上述主空道绝缘2采用带预固化胶的绝缘材料，在它的外表和高压线圈3的第一层绕组外还分别涂有第一固化材料层5、第二固化材料层(图中未示)，并分别用第一、第二加强绝缘材料带箍紧(图中未示)。所述第一、第二固化材料层可以为绝缘漆层或环氧树脂胶层；第一、第二加强绝缘材料带均为无碱玻璃纤维带，当然也可以采用现有其它加强材料制成的加强绝缘材料带。
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)先在模具上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5层绕组时，在该低压线圈的最末第5层与最末第4层之间的层间设置有加强材料，(也可以是最末第4层与最末第3层之间的层间设置有加强材料，或者最末第3层与最末第2层之间的层间设置有加强材料，或者在最末第1层与最末第2层之间的层间设置有加强材料)，该加强材料选为环氧树脂板，它位于该低压线圈的直线部位处，它的高度等于低压线圈的高度；然后继续绕制低压线圈，直至达到低压线圈的所需层数，绕制好低压线圈后再在外表涂有绝缘漆或环氧树脂胶；
(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带预固化胶的绝缘材料和结构，带预固化胶的绝缘材料可以是点胶纸或点胶DMD，也可以是全胶纸或全胶DMD，绕制好主空道绝缘后，在该主空道绝缘的外表涂上第一固化材料层，第一固化材料层可以为绝缘漆形成的绝缘漆层，也可以是环氧树脂胶层，并用无碱玻璃纤维制成的第一加强绝缘材料带包绕该主空道绝缘，沿绕制方向将主空道绝缘和低压线圈箍紧；
(3)然后在上述第一加强绝缘材料带外绕制高压线圈，当绕制好高压线圈的第一层绕组后，再涂上第二固化材料层，该第二固化材料层也用环氧树脂胶涂抹后形成，或者采用绝缘漆来形成，然后用无碱玻璃纤维制成的第二加强绝缘材料包绕，沿绕制方向将高压线圈及主空道绝缘和低压线圈箍紧；
(4)本实施例中，所绕变压器线圈是矩形，请参见图1，则在上述第(3)步骤后带模具对直线部位进行压装、加热、固化，然后再继续绕制高压线圈至达到高压线圈的所需层数，再对直线部位带模具进行压装，并加热、固化，即可。
上述制备方法中，其中压装、加热、固化工艺均为常规技术，在此不再累赘述。
当所绕变压器线圈的形状为长圆形、八角形或椭圆形时，则在上述第(3)步骤后继续绕制高压线圈到所需层数，然后再在该变压器线圈的直线部位带模具压装，再加热、固化即可。
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：所述低压线圈的最末几层绕组中其中至少一个相邻层间设置有加强材料，所述主空道绝缘的外表和高压线圈的第一层绕组外分别涂有第一、第二固化材料层并分别用第一、第二加强绝缘材料带箍紧。
2.根据权利要求1所述的抗短路变压器线圈，其特征在于：当所述低压线圈为箔式线圈时，所述低压线圈最末几层绕组的层数范围为最末2层～最末5层。
3.根据权利要求1或2所述的抗短路变压器线圈，其特征在于：所述加强材料的高度等于低压线圈的高度。
4.根据权利要求1或2所述的抗短路变压器线圈，其特征在于：所述的加强材料位于低压线圈的直线部位处。
5.根据权利要求1或2所述的抗短路变压器线圈，其特征在于：所述加强材料为钢板、环氧树脂板或玻璃钢板。
6.根据权利要求1或2所述的抗短路变压器线圈，其特征在于：所述第一、第二固化材料层为绝缘漆层或环氧树脂胶层；所述第一、第二加强绝缘材料为无碱玻璃纤维带。
7.一种抗短路变压器线圈的制备方法，其特征在于：
(1)先在模具上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，在该低压线圈的最末几层绕组中其中至少一个相邻层间设置有加强材料；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，在该主空道绝缘的外表涂上第一固化材料层，并用第一加强绝缘材料带箍紧；
(3)然后在上述第一加强绝缘材料带外绕制高压线圈，当绕制好高压线圈的第一层绕组后，再涂上第二固化材料层，并用第二加强绝缘材料带箍紧；
(4)根据所绕变压器线圈的形状确定下一个步骤，如果所绕变压器线圈是长圆形、八角形或椭圆形，则在上述第(3)步骤后继续绕制高压线圈到所需层数，然后再在该变压器线圈的直线部位带模具压装，再加热、固化即可；如果所绕变压器线圈是矩形，则在上述第(3)步骤后带模具对直线部位进行压装，再加热、固化，然后再继续绕制高压线圈至所需层数，再对直线部位带模具进行压装，最后加热、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(1)步骤中，绕制好低压线圈后再在该低压线圈的外表涂有绝缘漆或环氧树脂胶。
9.根据权利要求7或8所述的抗短路变压器线圈的制备方法，其特征在于：所述加强材料位于该低压线圈的直线部位处。
10.根据权利要求9所述的抗短路变压器线圈的制备方法，其特征在于：所述加强材料的高度等于低压线圈的高度。
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