CN105810418A - 一种单相大功率特殊绝缘结构的高压高频变压器 - Google Patents

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李宾
胡维生
张恒全
叶豪
叶一豪
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Abstract

本发明公开的一种单相大功率特殊绝缘结构的高压高频变压器，包括外壳和设置在外壳内的铁芯、绕制在铁芯芯柱上的低压内线圈、绕制在低压内线圈外围的高压外线圈以及连接在高压外线圈的出线端上的引线，引线穿出外壳，其在低压内线圈与铁芯芯柱之间设置有铁芯绝缘层，在低压内线圈与高压外线圈之间设置有第一灌封预留间隙，在高压外线圈与外壳的内壁之间设置有第二灌封预留间隙；在第一、第二灌封预留间隙内充填有环氧树脂绝缘层。本发明与目前高频变压器现有技术(干式，空气自冷)相比有下列优点：1)体积缩小30％以上；2)漏感降低80％以上；3)损耗降低50％以上；4)与柜体中其它电器电磁兼容性好(铝外壳接地，电位为零)。

Description

一种单相大功率特殊绝缘结构的高压高频变压器
技术领域
本发明涉及高压高频变压器，特别涉及一种应用于现代智能电网中的单相大功率特殊绝缘结构的高压高频变压器。
背景技术
在变压器设计中一个重要的考量点是电气安全距离，根据国标GB/T16935.1-2008要求，以空气为绝缘的电气安全距离在耐受电压为30KV时距离为大于80mm,在实际作业中选用绝缘导线，距离可缩短至40mm.这样造成高压绕组外形大，用量多，漏感大(与距离成正比)，进而造成损耗大，为了散热最后又要增加体积或附件(风机)，整体上成本高，体积大。
发明内容
本发明的目的是针对现有变压器的不足而提供一种单相大功率特殊绝缘结构的高压高频变压器，该高压高频变压器通过在高压(外)与低压(内)绕组间及高压绕组与外壳间实行环氧树脂真空浇注，利用环氧树脂固化后优异的绝缘性能，缩短高压绕组与外壳和低压绕组间的距离，减少了高压绕组的线材用量，降低了产品所需要的安装面积，从而降低了产品线圈损耗，提高产品的功率密度。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：
一种单相大功率特殊绝缘结构的高压高频变压器，包括外壳和设置在外壳内的铁芯、绕制在铁芯芯柱上的低压内线圈、绕制在所述低压内线圈外围的高压外线圈以及连接在所述高压外线圈的出线端上的引线，所述引线穿出所述外壳，其特征在于，在所述低压内线圈与所述铁芯芯柱之间设置有铁芯绝缘层，在所述低压内线圈与所述高压外线圈之间设置有第一灌封预留间隙，在所述高压外线圈与所述外壳的内壁之间设置有第二灌封预留间隙；在所述第一灌封预留间隙和第二灌封预留间隙内充填有环氧树脂绝缘层。
在本发明的一个优选实施例中，所述第一、二灌封预留间隙为8-10mm。
在本发明的一个优选实施例中，所述引线为绝缘层厚度大于3mm的耐高压硅橡胶导线。
在本发明的一个优选实施例中，所述外壳为铝制外壳。
在本发明的一个优选实施例中，所述环氧树脂绝缘层还将整个铁芯包裹起来。
在本发明的一个优选实施例中，所述铁芯绝缘层的厚度大于0.3mm或采用3层绝缘纸包覆而成。
由于采用了如上的技术方案，本发明具有以下技术特点：
1)本发明在绕线时预留出高低压绕组间间隙，间隙大小根据产品的耐受电压与环氧树脂耐受电压而定，要求是环氧树脂耐受电压需要大于产品绕组的耐受电压，常规情况环氧树脂是每毫米厚度耐受电压大于15KV(产品技术说明书，型号ELANZ5262)，远大于空气的电气耐受电压2.5KV(GB/T16935.1),即灌封预留间隙为空气间隙的六分之一，加上裕量最后确定为五分之一。以额定电压10KV为例，耐受电压在28-35KV，电气间隙可由空气绝缘的40mm降至8mm.产品整体装在铝外壳内，铝外壳与高压绕组(外绕组)间间隙同样为不小于8mm(以额定电压10KV为例)以方便树脂灌封。
2)本发明引线全部采用耐高压的硅橡胶导线(绝缘层厚度大于3mm)。
通过实际测试，本发明与目前高频变压器现有技术(干式，空气自冷)相比有下列优点：
1)体积缩小30％以上(减小了高低压间间隙)；
2)漏感降低80％以上；
3)损耗降低50％以上；
4)与柜体中其它电器电磁兼容性好(铝外壳接地，电位为零)。
附图说明
图1为本发明的电气原理示意图。
图2为本发明的结构主视图。
图3为本发明的结构左视图。
图4为本发明的结构俯视图。
具体实施方式
下面结合附图所示的实例对本发明作进一步的描述：
参见图1，图中给出的是一种单相大功率特殊绝缘结构的高压高频变压器电气原理图，高压外线圈5和低压内线圈4各排列一层。
参见图2、图3、图4，图中给出的一种单相大功率特殊绝缘结构的高压高频变压器，包括外壳1、铁芯2、铁芯绝缘层3、低压内线圈4、高压外线圈5、引线6、环氧树脂绝缘层7。外壳1为铝制外壳，引线6为绝缘层厚度大于3mm的耐高压硅橡胶导线
具体制备方法是：铁芯2先做铁芯绝缘层3，因为是低压(不大于1KV)，所以铁芯绝缘层3的厚度大于0.3mm或采用3层绝缘纸包覆而成即可，之后绕低压内线圈4，再绕高压外线圈5，在改进前低压内线圈4与高压外线圈5之间的间隙需要预留40mm及以上，高压外线圈5与外壳1之间的间隙预留80mm及以上。改进后的低压内线圈4与高压外线圈5之间的间隙、高压外线圈5与外壳1之间的间隙均为8-10mm，缩短了75％以上。
在高压外线圈5与外壳1之间的间隙、高压外线圈5与外壳1之间的间隙填充有环氧树脂绝缘层7，环氧树脂绝缘层7还将整个铁芯2包裹起来。

Claims (6)

1.一种单相大功率特殊绝缘结构的高压高频变压器，包括外壳和设置在外壳内的铁芯、绕制在铁芯芯柱上的低压内线圈、绕制在所述低压内线圈外围的高压外线圈以及连接在所述高压外线圈的出线端上的引线，所述引线穿出所述外壳，其特征在于，在所述低压内线圈与所述铁芯芯柱之间设置有铁芯绝缘层，在所述低压内线圈与所述高压外线圈之间设置有第一灌封预留间隙，在所述高压外线圈与所述外壳的内壁之间设置有第二灌封预留间隙；在所述第一灌封预留间隙和第二灌封预留间隙内充填有环氧树脂绝缘层。
2.如权利要求1所述的一种单相大功率特殊绝缘结构的高压高频变压器，其特征在于，所述第一、二灌封预留间隙为8-10mm。
3.如权利要求1所述的一种单相大功率特殊绝缘结构的高压高频变压器，其特征在于，所述引线为绝缘层厚度大于3mm的耐高压硅橡胶导线。
4.如权利要求1所述的一种单相大功率特殊绝缘结构的高压高频变压器，其特征在于，所述外壳为铝制外壳。
5.如权利要求1所述的一种单相大功率特殊绝缘结构的高压高频变压器，其特征在于，所述环氧树脂绝缘层还将整个铁芯包裹起来。
6.如权利要求1所述的一种单相大功率特殊绝缘结构的高压高频变压器，其特征在于，所述铁芯绝缘层的厚度大于0.3mm或采用3层绝缘纸包覆而成。
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