CN106981356A - 一种基于玻璃纤维带缠绕的配电变压器 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种基于玻璃纤维带缠绕的配电变压器，包括：外壳、引线套管、铁芯、铁芯紧固件、高压绕组和低压绕组；高压绕组和低压绕组之间设置有多根绝缘条，高压绕组外表面均匀设置有多根胶木棒，胶木棒与铁芯中轴线平行，通过缠绕玻璃纤维带将胶木棒和高压绕组固定在一起；铁芯和铁芯紧固件连接处的周围紧密缠绕有玻璃纤维带。本发明中高压绕组外部玻璃纤维带的设置，能够有效地避免绕组扩张或收缩而影响配电变压器的性能。胶木棒的设置，能够有效抑制绕组水平方向的形变，铁芯和铁芯紧固件连接处玻璃纤维带的设置，能够有效地避免铁芯的旋转位移。本发明能够大大提高配电变压器的运行稳定性，而且结构简单、实用性强，便于推广使用。

Description

一种基于玻璃纤维带缠绕的配电变压器

技术领域

本发明涉及变压器制备工艺技术领域，尤其涉及一种基于玻璃纤维带缠绕的配电变压器。

背景技术

配电变压器是配电系统中根据电磁感应定律、通过变换交流电压和电流而传输交流电能的一种静止电器。从变压器容量和电压等级的角度来看，配电变压器通常是指运行在配电网中电压等级为10-35kV、容量为6300kVA及以下、二次电压为400V并直接向终端用户供电的电力变压器。配电变压器广泛应用于工矿企业、城镇街道、居民小区及偏远的乡村。由于配电变压器应用范围非常广泛，在变压器制备工艺技术领域，对配电变压器的结构进行合理设计，使配电变压器既能高效地变换交流电压和电流、传输交流电能，又能保证配电系统的安全运行，是个非常重要的问题。

常规的配电变压器主要包括外壳、引线套管、一次绕组、二次绕组、铁芯以及铁芯紧固件。其中，铁芯、一次绕组和二次绕组设置在外壳内，铁芯和铁芯紧固件作为配电变压器的骨架，一次绕组和二次绕组以铁芯中轴线为中心线紧密绕制在铁芯外部，外壳上固定设置有引线套管，外壳和绕组之间的空隙中填充有绝缘油。配电变压器的这种结构，使其能够满足基本的绝缘性、安全性以及稳定性的要求。由于电磁感应现象的存在，配电变压器在运行过程中，当闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，磁通量变化使导体两端产生感应电动势，导体中就会产生电流。配电变压器中发生电磁感应现象后，内部通电的导体周围有磁场，而磁场作用于其周围的铁磁物质使其受力，具体地，导体中同方向电流的两条导线互相吸引，反方向电流的两条导线互相排斥，这种吸引或排斥的力为“电动力”。

目前的配电变压器结构中，当配电变压器运行时，一次绕组和二次绕组中有电流通过，当一次绕组和二次绕组中的电流流向相同时，两个绕组之间有互相排斥的电动力，当一次绕组和二次绕组中的电流流向相反时，两个绕组之间有互相吸引的电动力，因此，在配电变压器的长期运行过程中，一次绕组和二次绕组在电动力的作用下会产生形变。同时，由于配电变压器工作过程中会有振动，长期的振动会导致铁芯发生旋转位移，仅有铁芯紧固件的设置无法避免铁芯的旋转位移情况。配电变压器绕组的形变以及铁芯的旋转位移会使配电变压器内部绝缘距离发生改变，损伤绝缘体，从而导致配电变压器产生局部放电和机械性能的下降，进而给整个配电系统带来严重的危害。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本发明提供一种基于玻璃纤维带缠绕的配电变压器。

一种基于玻璃纤维带缠绕的配电变压器，包括：外壳、引线套管、铁芯、铁芯紧固件、高压绕组、低压绕组、玻璃纤维带以及多根胶木棒；其中，铁芯紧固件设置于铁芯的两端，低压绕组和高压绕组由内向外依次绕制在铁芯的外部，铁芯、铁芯紧固件、高压绕组、低压绕组、玻璃纤维带和多根胶木棒设置于外壳的内部，引线套管固定设置于外壳上；低压绕组的外表面和高压绕组的内表面之间设置有多根绝缘条，高压绕组的外表面均匀设置有多根第一胶木棒，第一胶木棒与铁芯的中轴线平行，通过缠绕玻璃纤维带将第一胶木棒和高压绕组固定在一起；铁芯和铁芯紧固件连接处的周围紧密缠绕有玻璃纤维带。

可选地，铁芯的外表面与低压绕组的内表面之间均匀设置有多根第二胶木棒，第二胶木棒与铁芯的中轴线平行，通过缠绕玻璃纤维带将第二胶木棒和低压绕组固定在一起。

可选地，玻璃纤维带紧密缠绕铁芯、铁芯紧固件、高压绕组、低压绕组以及胶木棒的方式为：径向缠绕、轴向缠绕或径向轴向同时缠绕。

可选地，玻璃纤维带设置为无碱玻璃纤维带。

可选地，玻璃纤维带的单丝直径为10-20μm。

可选地，胶木棒设置为带有木粉填料的酚醛塑料胶木棒。

可选地，第一胶木棒的高度大于高压绕组的高度，且第二胶木棒的高度大于低压绕组的高度。

可选地，铁芯紧固件包括木质夹板、绝缘螺母和绝缘螺杆，木质夹板分别与铁芯的两端紧密贴合，绝缘螺杆穿过木质夹板和铁芯与绝缘螺母旋接。

可选地，绝缘螺母设置为塑料螺母且绝缘螺杆设置为塑料螺杆，或者，绝缘螺母设置为陶瓷螺母且绝缘螺杆设置为陶瓷螺杆。

可选地，引线套管的结构为伞裙结构。

本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本发明提供一种基于玻璃纤维带缠绕的配电变压器，包括：外壳、引线套管、铁芯、铁芯紧固件、高压绕组、低压绕组、玻璃纤维带以及多根胶木棒；其中，铁芯紧固件设置于铁芯的两端，低压绕组和高压绕组由内向外依次绕制在铁芯的外部，铁芯、铁芯紧固件、高压绕组、低压绕组、玻璃纤维带和多根胶木棒设置于外壳的内部，引线套管固定设置于外壳上；低压绕组的外表面和高压绕组的内表面之间设置有多根绝缘条，高压绕组的外表面均匀设置有多根第一胶木棒，第一胶木棒与铁芯的中轴线平行，通过缠绕玻璃纤维带将第一胶木棒和高压绕组固定在一起；铁芯和铁芯紧固件连接处的周围紧密缠绕有玻璃纤维带。

本发明利用玻璃纤维带的抗拉强度高和绝缘性好的优点，将在电动力作用下易产生形变的配电变压器绕组缠绕固定，能够有效地避免绕组扩张或收缩而影响配电变压器的性能或者破坏配电变压器的其他结构。另外，在配电变压器中，针对绕组之间的电动力而言，以绕组中轴线为竖直方向，不同线层绕组的平面为水平方向，同一绕组受到的水平方向的电动力比竖直方向的电动力更大，本发明中高压绕组的外表面均匀设置有多根胶木棒，胶木棒与铁芯的中轴线平行，且胶木棒与高压绕组的外表面紧密贴合，这种结构设计能够有效抑制绕组水平方向的形变，从而大大减少电动力对高压绕组形变的影响。本发明中铁芯和铁芯紧固件连接处的周围紧密缠绕有玻璃纤维带，能够有效地避免铁芯的旋转位移，避免传统的配电变压器中仅靠铁芯紧固件来固定铁芯而导致的铁芯的固定不够牢固的问题。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种基于玻璃纤维带缠绕的配电变压器的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的玻璃纤维带对绕组进行缠绕的单相示意图；

图3为本发明实施例提供的另一种基于玻璃纤维带缠绕的配电变压器的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的铁芯紧固件的结构示意图。

图1-图4中，符号表示：

1-外壳、2-引线套管、3-高压绕组、4-低压绕组、5-铁芯、6-铁芯紧固件、61-木质夹板、62-绝缘螺母、63-绝缘螺杆、7-玻璃纤维带、8-胶木棒、8a-第一胶木棒、8b-第二胶木棒。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

实施例一

参见图1，图1是本发明实施例提供的一种基于玻璃纤维带缠绕的配电变压器的结构示意图。由图1可知，本发明实施例中的配电变压器主要包括外壳1、引线套管2、铁芯5、铁芯紧固件6、高压绕组3、低压绕组4、玻璃纤维带7以及多根胶木棒8八个组成部分。其中，铁芯紧固件6设置于铁芯5的两端，低压绕组4和高压绕组3由内向外依次绕制在铁芯5的外部，铁芯5、铁芯紧固件6、高压绕组3、低压绕组4、玻璃纤维带7和多根胶木棒8设置于外壳1的内部，引线套管2固定设置于外壳上。

高压绕组3的外表面均匀设置有多根第一胶木棒8a，第一胶木棒8a与铁芯5的中轴线平行，通过缠绕玻璃纤维带7a将第一胶木棒8a和高压绕组3固定在一起。在配电变压器运行时，低压绕组和高压绕组之间产生互相排斥或者吸引的电动力，这种电动力会导致绕组产生形变，尤其对于绕制在铁芯最外部的高压绕组，在电动力的作用下产生的形变比低压绕组更大。而且，针对绕组之间的电动力而言，以绕组中轴线为竖直方向，不同线层绕组的平面为水平方向，同一绕组受到的水平方向的电动力比竖直方向的电动力更大。本发明实施例中高压绕组3的外表面均匀固定有多根第一胶木棒8a，这种结构设计能够有效抑制高压绕组水平方向的形变，减少电动力对高压绕组形变的影响，从而大大提高配电变压器的稳定性。本发明实施例中，通过缠绕玻璃纤维带7a将第一胶木棒8a和高压绕组3固定在一起，由于玻璃纤维带具有的抗拉强度高和绝缘性好的优点，因此，对于在电动力作用下易产生形变的配电变压器绕组，尤其是高压绕组，采用玻璃纤维带将其紧密缠绕，能够有效地避免由于绕组的扩张或收缩而影响配电变压器的性能，同时也能够有效地避免由于绕组的扩张或收缩而破坏配电变压器的其他结构。

铁芯5和铁芯紧固件6连接处的周围紧密缠绕有玻璃纤维带7c。在配电变压器长期的运行过程中，铁芯会产生旋转位移，本发明在铁芯5的两端加设铁芯紧固件6之后，还在铁芯5和铁芯紧固件6连接处的周围紧密缠绕有玻璃纤维带7c，能够有效地避免或减小铁芯5的旋转位移，有利于提供配电变压器运行的稳定性。

通过玻璃纤维带7a将第一胶木棒8a和高压绕组3紧密缠绕在一起的方式，以及通过玻璃纤维带7c将铁芯5和铁芯紧固件6连接处的周围紧密缠绕的方式可以为：径向缠绕、轴向缠绕或径向轴向同时缠绕。具体的缠绕方式可以参见图2，图2为本发明实施例提供的玻璃纤维带对绕组进行缠绕的单相示意图。对于单独的径向缠绕或轴向缠绕，可以采用手工进行缠绕。图2以玻璃纤维带7a缠绕高压绕组3为例，对高压绕组3采用多向纤维缠绕机进行径向轴向同时缠绕，能够有效提高缠绕的紧密性和工作效率。

本发明实施例中的玻璃纤维带7设置为无碱玻璃纤维带。无碱玻璃纤维带的主要成分为铝硼硅酸盐，因此，其化学稳定性高、强度高且电绝缘性能好，采用无碱玻璃纤维带对配电变压器中的零部件进行缠绕，能够在保证零部件之间绝缘性能良好的基础上，确保玻璃纤维带7的牢固耐用性。另外，本发明实施例中玻璃纤维带7的单丝直径设置为10-20μm，能够保证玻璃纤维带的抗拉强度，从而增强配电变压器运行的稳定性。

本发明实施例中的胶木棒8设置为带有木粉填料的酚醛塑料胶木棒。酚醛塑料又称电木，其机械强度高、绝缘性能好，而且耐热、耐腐蚀，能够在确保绝缘安全的基础上更加有效地抑制绕组水平方向的形变。

实施例二

在上述图1所示的实施例的基础之上参见图3，图3为本发明实施例提供的另一种基于玻璃纤维带缠绕的配电变压器的结构示意图。由图3可知，铁芯5的外表面与低压绕组4的内表面之间均匀设置有多根第二胶木棒8b，第二胶木棒8b与铁芯5的中轴线平行，通过缠绕玻璃纤维带7b将第二胶木棒8b和低压绕组4固定在一起。

在铁芯5和低压绕组4之间设置第二胶木棒8b，能够避免或减小低压绕组受电动力的影响所产生的形变，从而有利于提高配电变压器运行的稳定性。而在第二胶木棒8b和低压绕组4组成的整体外部缠绕玻璃纤维带7b，能够有效地避免由于低压绕组的扩张或收缩而影响配电变压器的性能或破坏配电变压器的其他结构，从而更好地提高配电变压器整体的稳定性。该实施例未详细描述的部分可参照图1所示的实施例，两者之间可以互相参照，在此不再详细阐述。

参见图4，图4为本发明实施例提供的铁芯紧固件的结构示意图。由图4可知，本发明实施例中铁芯紧固件6由木质夹板61、绝缘螺母62和绝缘螺杆63三部分组成。其中，木质夹板61分别与铁芯5的两端紧密贴合，绝缘螺杆63穿过木质夹板61和铁芯5与旋接。铁芯5的顶端和底部均设置有木质夹板6，能够增加木质夹板6与铁芯5之间的接触面积，然后利用绝缘螺杆63穿过木质夹板61和铁芯5，绝缘螺杆63的两端再采用绝缘螺母62旋紧，这种结构设计能够有效地起到固定铁芯5的作用。

本发明实施例中的铁芯紧固件6全部采用绝缘材料：木质夹板61、绝缘螺母62和绝缘螺杆63，具体地，可以使绝缘螺母62采用塑料螺母且绝缘螺杆63采用塑料螺杆，或者，绝缘螺母62采用陶瓷螺母且绝缘螺杆63采用陶瓷螺杆。木质夹板61、绝缘螺母62和绝缘螺杆63的绝缘性能良好、密度小，而且能够减小配电变压器的电气绝缘距离，减小涡流损耗，从而提高配电变压器的效率。

本发明实施例中引线套管2的结构设置为伞裙结构，即：引线套管2的外表面做成一圈一圈的伞裙，形状类似伞形或裙边。这种结构设计，能够有效地增加配电变压器外部沿面的爬电距离，增强外绝缘强度，从而提高实验的安全性。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种基于玻璃纤维带缠绕的配电变压器，其特征在于，所述配电变压器包括：外壳(1)、引线套管(2)、铁芯(5)、铁芯紧固件(6)、高压绕组(3)、低压绕组(4)、玻璃纤维带(7)以及多根胶木棒(8)；其中，

所述铁芯紧固件(6)设置于所述铁芯(5)的两端，所述低压绕组(4)和高压绕组(3)由内向外依次绕制在所述铁芯(5)的外部，所述铁芯(5)、铁芯紧固件(6)、高压绕组(3)、低压绕组(4)、玻璃纤维带(7)和多根胶木棒(8)设置于所述外壳(1)的内部，所述引线套管(2)固定设置于所述外壳(1)上；

所述低压绕组(4)的外表面和所述高压绕组(3)的内表面之间设置有多根绝缘条(9)，所述高压绕组(3)的外表面均匀设置有多根第一胶木棒(8a)，所述第一胶木棒(8a)与所述铁芯(5)的中轴线平行，通过缠绕玻璃纤维带(7a)将所述第一胶木棒(8a)和高压绕组(3)固定在一起；

所述铁芯(5)和铁芯紧固件(6)连接处的周围紧密缠绕有玻璃纤维带(7c)。

2.根据权利要求1所述的配电变压器，其特征在于，所述铁芯(5)的外表面与所述低压绕组(4)的内表面之间均匀设置有多根第二胶木棒(8b)，所述第二胶木棒(8b)与所述铁芯(5)的中轴线平行，通过缠绕玻璃纤维带(7b)将所述第二胶木棒(8b)和低压绕组(4)固定在一起。

3.根据权利要求1所述的配电变压器，其特征在于，所述玻璃纤维带(7)紧密缠绕所述铁芯(5)、铁芯紧固件(6)、高压绕组(3)、低压绕组(4)以及胶木棒(8)的方式为：径向缠绕、轴向缠绕或径向轴向同时缠绕。

4.根据权利要求1所述的配电变压器，其特征在于，所述玻璃纤维带(7)设置为无碱玻璃纤维带。

5.根据权利要求1所述的配电变压器，其特征在于，所述玻璃纤维带(7)的单丝直径为10-20μm。

6.根据权利要求1所述的配电变压器，其特征在于，所述胶木棒(8)设置为带有木粉填料的酚醛塑料胶木棒。

7.根据权利要求2所述的配电变压器，其特征在于，所述第一胶木棒(8a)的高度大于所述高压绕组(3)的高度，且所述第二胶木棒(8b)的高度大于所述低压绕组(4)的高度。

8.根据权利要求1所述的配电变压器，其特征在于，所述铁芯紧固件(6)包括木质夹板(61)、绝缘螺母(62)和绝缘螺杆(63)，所述木质夹板(61)分别与所述铁芯(5)的两端紧密贴合，所述绝缘螺杆(63)穿过所述木质夹板(61)和铁芯(5)与所述绝缘螺母(62)旋接。

9.根据权利要求8所述的配电变压器，其特征在于，所述绝缘螺母(62)设置为塑料螺母且所述绝缘螺杆(63)设置为塑料螺杆，或者，所述绝缘螺母(62)设置为陶瓷螺母且所述绝缘螺杆(63)设置为陶瓷螺杆。

10.根据权利要求1所述的配电变压器，其特征在于，所述引线套管(2)的结构为伞裙结构。