CN105761911A - 一种复合主气道绝缘结构的环氧浇注变压器及其制造方法 - Google Patents

一种复合主气道绝缘结构的环氧浇注变压器及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种复合主气道绝缘结构的环氧浇注变压器及其制造方法，主气道绝缘是复合结构，在高压线圈内表面和低压线圈外表面分别设置一层高强度绝缘层，高压线圈和低压线圈之间至少放置一个绝缘筒，高强度绝缘层、绝缘筒和含有玻璃丝网格的环氧树脂及它们之间的空气组成复合主气道绝缘结构。本发明复合主气道绝缘距离S比常规主绝缘距离缩小30%以上，大大地缩小了干式变压器的体积，降低了材料成本，降低变压器的空载损耗。

Description

一种复合主气道绝缘结构的环氧浇注变压器及其制造方法
技术领域
本发明涉及环氧浇注变压器的制造，具体涉及一种复合主气道绝缘结构的环氧浇注变压器及其制造方法。
背景技术
主绝缘是指绕组导电部分对地（含试验时另一绕组接地）的绝缘。环氧浇注变压器的主绝缘是以气道为主，称之为主气道绝缘。本发明所述的主气道绝缘距离S是专门指环氧浇注变压器高压线圈对低压线圈之间的绝缘尺寸。
各种电压等级和不同绝缘方式变压器的外型尺寸均由主绝缘尺寸来决定，实际上，主绝缘尺寸决定了变压器的制造成本。主绝缘尺寸越小，制造成本越低，反之，制造成本越高。
环氧浇注变压器的主气道绝缘尺寸直接影响变压器的绝缘水平，其绝缘水平首先必须承受额定短时工频耐受电压和雷电冲击耐受电压的考核，同时必须满足阻抗电压技术性能的要求和线圈温升限值的要求。例如：F级绝缘10KV1000KVA的环氧浇注变压器，主绝缘尺寸应能同时满足耐受工频电压35KV、雷电冲击电压70KV、120℃时阻抗电压6%、线圈温升限值100K等技术要求。通常，考虑主绝缘尺寸的大小，以满足绝缘水平要求为前提，再调整其它尺寸，满足其它技术性能。目前，国内外10KV级环氧浇注变压器的主绝缘，包含高压线圈内表面和低压线圈外表面的环氧树脂包封层和两者之间的空气，其主绝缘尺寸为35～40mm，早年为40～50mm。
如何在满足变压器各项技术性能要求的前提下，千方百计缩小主绝缘尺寸，一直是变压器设计和制造者首当其冲的探索课题。
中国专利发明CN201576545.U，公开了一种干式变压器主绝缘结构，在高压外线圈与低压内线圈之间设置有介电系数高的玻璃纤维板，虽然能缩小高压外线圈与低压内线圈之间的主绝缘距离，但其缩小量非常有限，缩小率只在5%左右，效果不是十分明显。
中国专利发明CN204680528.U，公开了一种带绝缘筒的干式变压器主气道绝缘结构，在高压线圈与低压线圈之间设有一绝缘筒，可使主气道绝缘距离缩小5mm，缩小后为35mm，即原主绝缘距离为40mm，缩小率只在12.5%。
中国专利发明CN202034204.U，公开了一种35KV级干式变压器缩小主气道绝缘距离的结构，在高压线圈与低压线圈之间设置有1个以上的绝缘筒，可缩小主气道绝缘距离。
针对上述情况，有必要寻求一种能较大幅度地缩小主气道绝缘距离的复合主气道绝缘结构，大大地缩小干式变压器的体积，降低材料成本。
发明内容
本发明技术方案之一：
一种复合主气道绝缘结构的环氧浇注变压器，主气道绝缘是复合结构，在高压线圈内表面和低压线圈外表面分别设置一层高强度绝缘层，高压线圈和低压线圈之间至少放置一个绝缘筒，高强度绝缘层、绝缘筒和含有玻璃丝网格的环氧树脂及它们之间的空气组成复合主气道绝缘结构。
进一步，在高压线圈外表面和低压线圈内表面分别设置一层高强度绝缘层。
进一步，高压线圈和低压线圈之间由绝缘筒隔离成等距的两个以上的空间。
进一步，10KV级放置一个软绝缘筒，20KV级放置一个硬绝缘筒，35KV级放置两个硬绝缘筒。
进一步，所述高强度绝缘层由多层电工用聚脂薄膜组成。它是在绕制高、低压线圈时，放置在线圈的内、外表面。
进一步，绝缘筒通过线圈上下两端的压板与线圈定位连接。
本发明技术方案之二：
一种复合主气道绝缘结构的环氧浇注变压制造方法，在绕制高、低压线圈时，在绕线的模具上，先放置预浸树脂的玻璃丝网格，再放置多层电工用聚脂薄膜，形成高压线圈内表面和低压线圈外表面上的高强度绝缘层，及高压线圈外表面和低压线圈内表面的高强度绝缘层，连同线圈一起，在真空中浇注环氧树脂；
高压线圈和低压线圈之间至少放置一个绝缘筒，高强度绝缘层、绝缘筒和含有玻璃丝网格的环氧树脂及它们之间的空气组成复合主气道绝缘结构。
进一步，高强度绝缘层不能整张地包住线圈，以影响环氧树脂渗入线圈，在线段间应留有树脂渗入的空隙，此空隙的大小不得影响复合主绝缘的绝缘性能。
进一步，所述绝缘筒，按高压线圈电压等级不同，采用不同的材料制作，放置不同的个数，10KV级的高压线圈，采用1个用0.5mm厚环氧玻璃布板或复合聚脂薄膜或柔软复合材料制成的软绝缘筒；20KV级的高压线圈，采用1个硬绝缘筒，采用1个绝缘筒时，主绝缘内的空间被隔离成等距的第一空间和第二空间；35KV级的高压线圈，采用2个硬绝缘筒，此时，主绝缘内的空间被隔离成等距的第一空间、第二空间和第三空间。
进一步，绝缘筒由线圈上下两端的压板进行定位。
本发明在高压线圈的内表面和低压线圈的外表面分别设置一层高强度绝缘层，同时放置绝缘筒，10KV级放置一个软绝缘筒，20KV级放置一个硬绝缘筒，35KV级放置两个硬绝缘筒，与含有玻璃丝网格的环氧树脂及空气的空间组成复合主绝缘结构。为同时缩小相间绝缘距离和缩小低压线圈与铁心柱之间的绝缘距离，在高压线圈的外表面和低压线圈的内表面，也同样设置有高强度绝缘层。复合主气道绝缘距离S比常规主绝缘距离缩小率可达30%以上。实现产品体积小，重量轻，降低材料成本，同时降低了空载损耗。
附图说明
图1是本发明10～20KV级环氧浇注变压器复合主气道绝缘示意图；
图2是本发明35KV级环氧浇注变压器复合主气道绝缘示意图；
图中：环氧树脂1，低压线圈10，低压线圈内表面101，低压线圈外表面102，高压线圈20，高压线圈内表面201，高压线圈外表面202，高强度绝缘层211、212、221、222，绝缘筒3，第一空间4，第二空间5，第三空间6，压板7，复合主气道绝缘距离S，铁心柱30。
具体实施方式
本发明通过下面的实施例可以对本发明作进一步的描述，然而，本发明的范围并不限于下述实施例。
实施例1：
在高压线圈的内表面和低压线圈的外表面分别设置一层高强度绝缘层211和222，同时放置绝缘筒3，10KV级放置一个软绝缘筒3，20KV级放置一个硬绝缘筒3，35KV级放置两个硬绝缘筒3，与含有玻璃丝网格的环氧树脂1、第一空间4的空气、第二空间5的空气及第三空间6的空气组成复合主气道绝缘结构。为同时缩小相间绝缘距离和缩小低压线圈与铁心柱30之间的绝缘距离，在高压线圈的外表面和低压线圈的内表面，也同样设置有高强度绝缘层212和221。
高强度绝缘层211、212和221、222是由多层电工用聚脂薄膜组成，它是在绕制高、低压线圈时，放置在线圈的内、外表面。
绝缘筒3，按高压线圈电压等级不同，采用不同的材料制作，放置不同的个数，10KV级的高压线圈，采用1个用0.5mm厚环氧玻璃布板或复合聚脂薄膜或柔软复合材料制成的软绝缘筒；20KV级的高压线圈，采用1个硬绝缘筒，采用1个绝缘筒时，主绝缘内的空间被隔离成第一空间4和第二空间5；35KV级的高压线圈，采用2个硬绝缘筒，此时，主绝缘内的空间被隔离成第一空间4、第二空间5和第三空间6。所有被隔离的空间的空气区间均平均分配距离。绝缘筒3由线圈上下两端的压板7进行定。
在绕制高、低压线圈时，在绕线的模具上，先放置预浸树脂的玻璃丝网格，再放置多层电工用聚脂薄膜制成高强度绝缘层211、212和221、222，连同线圈一起，在真空中浇注环氧树脂1，作为线圈内外表面包封层。高强度绝缘层211、212和221、222不应该整张地包住线圈，以影响环氧树脂渗入线圈，在线段间应留有树脂渗入的空隙，此空隙的大小不得影响复合主气道绝缘的绝缘性能。
在产品总装配时，配置绝缘筒3，组合成了复合主气道绝缘结构。
如制造一台硅钢片铁心、F级绝缘、铝线圈、10KV、500KVA、SCLB10-500/10型的配电变压器，Dyn11接法，高压10±2×2.5％KV，低压0.4KV，工频耐压35KV、雷电冲击电压70KV、120℃时阻抗电压4%、线圈温升限值100K。采用复合主气道绝缘结构与常规主绝缘结构对比效果如下：
采用复合主气道绝缘结构制造非晶合金干式变压器，对节省昂贵的非晶合金材料特别有效，而且进一步降低变压器的空载损耗。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。如利用本发明制造的敝开式空气绝缘干式变压器，特别是非晶合金干式变压器，亦包含在本权利要求保护范围内。

Claims (10)

1.一种复合主气道绝缘结构的环氧浇注变压器，其特征在于，主气道绝缘是复合结构，在高压线圈（20）内表面（201）和低压线圈（10）外表面（102）分别设置一层高强度绝缘层（211）、（222），高压线圈（20）和低压线圈（10）之间至少放置一个绝缘筒（3），高强度绝缘层（211）、（222）、绝缘筒（3）和含有玻璃丝网格的环氧树脂（1）及它们之间的空气组成复合主气道绝缘结构。
2.根据权利要求1所述的一种复合主气道绝缘结构的环氧浇注变压器，其特征在于，在高压线圈外表面（202）和低压线圈内表面（101）分别设置一层高强度绝缘层（212）和（221）。
3.根据权利要求1所述的一种复合主气道绝缘结构的环氧浇注变压器，其特征在于，高压线圈（20）和低压线圈（10）之间由绝缘筒（3）隔离成等距的两个以上的空间。
4.根据权利要求1所述的一种复合主气道绝缘结构的环氧浇注变压器，其特征在于，10KV级放置一个软绝缘筒（3），20KV级放置一个硬绝缘筒（3），35KV级放置两个硬绝缘筒（3）。
5.根据权利要求1所述的一种复合主气道绝缘结构的环氧浇注变压，其特征在于，所述高强度绝缘层（211）和（222）、（212）和（221）由多层电工用聚脂薄膜组成，它是在绕制高、低压线圈时，放置在线圈的内、外表面。
6.根据权利要求1所述的一种复合主气道绝缘结构的环氧浇注变压，其特征在于，绝缘筒（3）通过线圈上下两端的压板（7）与线圈定位连接。
7.一种复合主气道绝缘结构的环氧浇注变压制造方法，其特征在于，在绕制高、低压线圈时，在绕线的模具上，先放置预浸树脂的玻璃丝网格，再放置多层电工用聚脂薄膜，形成高压线圈内表面（201）和低压线圈外表面（102）上的高强度绝缘层（211）、（222），及高压线圈外表面（202）和低压线圈内表面（101）的高强度绝缘层（212）、（221），连同线圈一起，在真空中浇注环氧树脂1；
高压线圈（20）和低压线圈（10）之间至少放置一个绝缘筒3），高强度绝缘层（211）、（222）、绝缘筒（3）和含有玻璃丝网格的环氧树脂（1）及它们之间的空气组成复合主气道绝缘结构。
8.根据权利要求7所述一种复合主气道绝缘结构的环氧浇注变压制造方法，其特征在于，高强度绝缘层（211）、（212）、（221）、（222）不能整张地包住线圈，以影响环氧树脂渗入线圈，在线段间应留有树脂渗入的空隙，此空隙的大小不得影响复合主绝缘的绝缘性能。
9.根据权利要求7所述一种复合主气道绝缘结构的环氧浇注变压制造方法，其特征在于，所述绝缘筒（3），按高压线圈电压等级不同，采用不同的材料制作，放置不同的个数，10KV级的高压线圈，采用1个用0.5mm厚环氧玻璃布板或复合聚脂薄膜或柔软复合材料制成的软绝缘筒；20KV级的高压线圈，采用1个硬绝缘筒，采用1个绝缘筒时，主绝缘内的空间被隔离成等距的第一空间（4）和第二空间（5）；35KV级的高压线圈，采用2个硬绝缘筒，此时，主绝缘内的空间被隔离成等距的第一空间（4）、第二空间（5）和第三空间（6）。
10.根据权利要求7所述一种复合主气道绝缘结构的环氧浇注变压制造方法，其特征在于，绝缘筒（3）由线圈上下两端的压板（7）进行定位。
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