CN108597786A - 一种铁心励磁装置及其查找浇注线圈击穿范围并修复的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁心励磁装置及其查找浇注线圈击穿范围并修复的方法，其特征在于由四个正方形截面的第一、第二、第三铁心柱和可移动铁心柱组成的闭合磁路，所述第一、第二与第三铁心柱之间的搭接处是通过反复交错排列的直角接缝而迭成“匚”形结构，励磁线圈贴近第三铁心柱绕制的线圈，沿第三铁心柱长度方向均匀分布，其匝数是该铁心柱截面在额定电压和正常磁通密度下能正常运行的匝数，闭合时，可移动铁心柱与第一和第三铁心柱之间的接触面平整紧贴在一起形成铁心励磁装置。用于查找环氧浇注线圈段间及层、匝间击穿的故障位置，减少了反复装拆变压器的繁琐过程，只需一次拆下故障线圈，就能判断故障位置并进行修复，提高了浇注线圈合格率。

Description

一种铁心励磁装置及其查找浇注线圈击穿范围并修复的方法

技术领域

本发明涉及环氧浇注变压器的检测，具体涉及一种铁心励磁装置及其查找浇注线圈击穿范围并修复的方法。

背景技术

环氧树脂是一种高分子聚合物，它的固化过程是一个不可以人为中止的不可逆过程。固化过程中，发生交联聚合反应，形成三维空间网状结构的高聚物，这种高聚物具有坚固的不可塑的不溶和不熔的性能，是一个不可以修复的反应过程。一旦浇注线圈固化完成后，就形成环氧树脂、填料、固化剂、增強材料、绝缘材料和电磁线为一整体的成型固体，定下了它的外表形状和内部绝缘距离，再也无法改变。因此，要求环氧浇注变压器线圈在制造过程中，要道道工序把关检查，做到万无一失，特别是环氧浇注前的检查显得格外重要，目的是在环氧浇注前及早发现它的制造缺陷，及早进行修复，力求线圈在环氧浇注后做到一次性成功。

尽管在变压器线圈浇注前的制造过程中倍加小心，但对其层间和匝间绝缘的缺陷，还是不能及时发现的，在装模过程中，各分接头引线的绝缘距离也有可能发生变化，产生绝缘距离过近的缺陷。这些缺陷都必须在变压器装配完成后，在绕组中输入两倍工频的两倍电压，进行感应高压试验，才能考核变压器的纵绝缘电气强度。当变压器线圈内某处绝缘薄弱，承受不了感应高压试验，变压器线圈的层间、匝间或分接头引线间就会击穿，整个浇注线圈就被认为无法修复而报废。

当需要查找出击穿原因，并找出击穿的位置时，就需要经过一系列过程，即拆下线圈—处理线圈—重新装配变压器—对变压器试验—若不行再拆下线圈—再处理线圈—再重新装配变压器—再对变压器试验，这样几次或多次反复过程，非常繁琐，且效果不好，不但找不到击穿原因，反而经反复拆装后，还会弄坏变压器的铁心。

发明内容

本发明的目的就是用一种铁心励磁装置，替代原变压器铁心，就能查找出故障线圈的击穿位置范围，并进行修复，然后进行局部浇注和表面处理，把认为是报废了的浇注线圈变成合格的部件。从而提供一种铁心励磁装置查找浇注变压器线圈击穿范围并修复的方法。本发明只需一次拆下故障线圈，不需要反复拆装变压器。

本技术方案之一：

一种铁心励磁装置，它包括由四个正方形截面的第一铁心柱、第二铁心柱、第三铁心柱和可移动铁心柱组成的闭合磁路，所述第一铁心柱、第二铁心柱与第三铁心柱之间的搭接处是通过反复交错排列的直角接缝而迭成“匚”形结构，励磁线圈贴近第三铁心柱绕制的线圈，沿第三铁心柱长度方向均匀分布，其匝数是该铁心柱截面在额定电压和正常磁通密度下能正常运行的匝数，闭合时，可移动铁心柱与第一铁心柱和第三铁心柱之间的接触面平整紧贴在一起形成铁心励磁装置。

进一步，还包括底座夹件、第二夹件、无纬带、移动夹件，第一铁心柱由两块底座夹件按迭片铁心片的平面侧方向夹紧，并作为落地基座；第二铁心柱由两块第二夹件按迭片铁心片的平面侧方向夹紧；第三铁心柱由无纬带扎紧并固化成一整体结构；可移动铁心柱由移动夹件按迭片铁心片的平面侧方向夹紧。

进一步，移动夹件与可移动铁心柱组成一体，可移动铁心柱与铁心柱和铁心柱的端面之间没有机械上的硬连接但能形成平整紧贴连接。

本技术方案之二：一种利用上述铁心励磁装置查找浇注线圈击穿范围的方法，

（1）先闭合可移动铁心柱，在励磁线圈的出线端a、b上通以从零开始升至额定电压的可调节电压，并观察串入励磁线圈中电流表的电流变化情况，记录电流表的最大值，即励磁装置的空载电流值，作为基准电流，以备与后来套入被测的浇注高压线圈时的电流值作比较；

（2）打开可移动铁心柱，对在感应高压试验中被判断有击穿现象的环氧浇注高压线圈，用绝缘绳吊装套入绕有励磁线圈的第三铁心柱外，且与励磁线圈的单边径向间隔保持在40mm以上，闭合可移动铁心柱，在励磁线圈的出线端a、b上从零开始升压，观察串入励磁线圈中电流表的电流变化情况；

当发现励磁线圈中电流表的电流数值与励磁装置的空载电流值比较，电流数迅速增加，远超出基准电流值，并接近满刻度时，立即停止升压，此时，说明线圈中的击穿点已处在短路状态，有短路点的线圈开始发热，热量传至线圈表面，由于线圈是分段绕制的，用手背逐段触摸线圈表面，段间会有明显的温差感，从而确定线圈被感应高压试验击穿的线段；

（3）分析击穿的性质：通常，击穿的性质有两大类，一种是各端子引线间击穿，属段间击穿，一种是层、匝间击穿：

如果是各端子引线间击穿，属段间击穿，测量线圈各端子间直流电阻值，并与原电阻值比较，会发生很大的变化，差值较大；

如果是属于线圈层、间击穿，则线圈各端子间的直流电阻不会发生很大的变化，与原电阻值比较，差值较小。

进一步，先根据差值的大小，判断是那段线圈的引线间击穿；再根据引线的走向，在接线面板的浇注体上最有可能击穿的击穿点，进行打洞探测，凿开深度以看见引线为准。

进一步，

（1）先根据差值的大小，判断是那层、匝间击穿；

（2）凿开短路段线圈的包封树脂，凿开的位置为该段线圈沿线圈圆周方向离开接线板及与圆周切线以外的位置，同时选定本段线的边缘及最外一层线圈的起始处位置，凿开面积的大小以能看见最边缘一匝线为宜，并斩断凿开的那根线；

（3）重新将被测浇注高压线圈套入第三铁心柱，测量斩断点对有联结的相关接线端子之间的电压值，观察励磁线圈中电流表的电流，并与绕线的匝数分布对比是否成正比例关系，能排除是否是最外一层与向內相邻第二层短路；

（4）若不是该两层之间短路，则撕开该层线匝，再向深处查找第二层与第三层是否短路，重复上述操作过程，直至查出短路层；

（5）一旦击穿短路点被撕起的线匝断开，励磁线圈中电流表的电流值立即下降，恢复到正常运行下的励磁装置的空载电流值。

本技术方案之三：修复方法为，

（1）观察引线之间距离是否过近，周围树脂固化物是否变颜色，若是，则拨开距离，垫以绝缘物，并重新浇注被打开的洞口，固化后磨平并表面处理，即可恢复线圈为正常；

（2）将被检测的浇注高压线圈，重新套入第三铁心柱，观察励磁装置的空载电流值是否正常，从而判断是否修复。

另一修复方法为，

（1）查出短路层后，清除包括与接线板有关的包封树脂，拆去损坏的线匝，补上新线匝，再将修补好线匝的线圈再次套入第三铁心柱，观察电流是否恢复到励磁装置的空载电流值，测量浇注高压线圈各出线端子A与A1、A3、A5，X与A2、A4、A6之间电压与绕线的匝数是否成对应比例关系，此比例关系虽不是按线圈匝数计算的绝对比值，却是近似的相对比例关系；

（2）然后，根据打开包封层的情况，决定如何补上该段线圈的包封树脂，用0.5mm厚环氧玻璃布板做局部外模，包在凿开处，进行真空局部浇注，再进行线圈表面处理后，可恢复环氧浇注体的原貌和内在质量。

本发明装置替代原变压器铁心，用于查找环氧浇注线圈段间及层、匝间击穿的故障位置，减少了反复装拆变压器的繁琐过程，只需一次拆下故障线圈，就能判断故障位置并进行修复，大大节省时间，防止了材料浪费，提高了浇注线圈合格率。

附图说明

图1 是与本发明有关的一种铁心励磁装置原理图。

图2 是与本发明有关的铁心柱迭片搭接处交错直角接缝迭片图。

图3 是与本发明有关的被测浇注高压线圈的绕线原理图。

图4 是与本发明有关的被测浇注高压线圈侧视图。

图中：第一铁心柱1，第二铁心柱2，第三铁心柱3，可移动铁心柱4，底座夹件5，第二夹件6，无纬带7，移动夹件8，励磁线圈9，被测浇注高压线圈10、被测浇注高压线圈接线板11。

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：

一种铁心励磁装置，替代原变压器铁心，它是由四个正方形截面的第一铁心柱1、第二铁心柱2、第三铁心柱3、可移动铁心柱4组成闭合磁路而组成，配以底座夹件5、第二夹件6、无纬带7、移动夹件8、励磁线圈9，形成铁心励磁装置（见图1）。

所述第一铁心柱1、第二铁心柱2与第三铁心柱3之间的搭接处是反复交错排列的直角接缝而迭成“匚”形（见图2），第一铁心柱1是用两块底座夹件5夹紧，并作为落地基座；第二铁心柱2是用两块第二夹件6夹紧；第三铁心柱3是用无纬带7扎紧，并固化成一整体结构；可移动铁心柱4是用移动夹件8夹紧。

所述励磁线圈9是贴近第三铁心柱3绕制的线圈，它沿第三铁心柱3长度方向均匀分布，其匝数是该铁心柱截面在额定电压和正常磁通密度下能正常运行的匝数。

所述可移动铁心柱4与第一铁心柱1和第三铁心柱3之间的接触面，均应平整、紧贴在一起。

移动夹件8与可移动铁心柱4组成的另一整体，与铁心柱1和铁心柱3之间没有机械上的硬连接，可以随时移开，以便被测线圈进入铁心柱3，工作时靠磁力线把可移动铁心柱4与第一铁心柱1和第三铁心柱3吸合在一起（象交流接触器工作一样），因此要求接触面要平整紧贴在一起。但也可以通过增加底座，把移动夹件8与底座夹件5连在一起，活动翻转，但制造起来就复杂一点。

先闭合可移动铁心柱4，在励磁线圈9的出线端a、b上通以可从零开始升至额定电压的可调节电压，并观察串入励磁线圈9中电流表的电流变化情况，记录电流表的最大值，即励磁装置的空载电流值，作为基准电流，以备与后来套入被测的浇注高压线圈10时的电流值作比较。

打开可移动铁心柱4，对在感应高压试验中被判断有击穿现象的环氧浇注高压线圈10，用绝缘绳套入绕有励磁线圈9的第三铁心柱3，且与励磁线圈9的距离保持在40mm以上，闭合可移动铁心柱4，在励磁线圈9的出线端a、b上从零开始升压，观察串入励磁线圈9中电流表的电流变化情况。

当发现励磁线圈9中电流表的电流数与励磁装置的空载电流值比较，电流数迅速增加，远超出基准电流值，并接近满刻度时，立即停止升压，此时，说明线圈10中的击穿点已处在短路状态，有短路点的线圈10开始发热，热量传至线圈10表面，线圈10是分段绕制的，用手背逐段触摸线圈表面，段间会有明显的温差感，从而验证并确定线圈10被感应高压试验击穿的线段。（注：不能触摸线圈带电导体，以防触电）

分析击穿的性质：通常，击穿的性质有两大类，一种是各端子引线间击穿，属段间击穿，一种是层、匝间击穿，究竟是属于何种性质的击穿,决定着之后的继续查找和修复方法。

如果是各端子引线间击穿，属段间击穿，测量线圈10各端子间直流电阻值，并与原电阻值比较，会发生很大的变化，差值较大。此时，对击穿短路点施行的是小面积打开的“微创手术”。

进一步，先根据差值的大小，判断是那段线圈的引线间击穿。再根据引线的走向，在接线面板11的浇注体上最有可能击穿的击穿点，进行打洞探测，凿开深度以看见引线为准，观察引线之间距离是否过近，周围树脂固化物是否变颜色，若是，则拨开距离，垫以绝缘物，并重新浇注被打开的洞口，固化后磨平并表面处理，即可恢复线圈为正常。将被检测的浇注高压线圈10，重新套入第三铁心柱3，观察励磁装置的空载电流值是否正常，从而判断是否修复。

如果是属于线圈层、间击穿，则线圈10各端子间的直流电阻不会发生很大的变化，与原电阻值比较，差值较小。此时，对击穿短路点施行的是大面积打开的“开刀手术”。

进一步，凿开短路段线圈的包封树脂，凿开的位置为该段线圈沿线圈圆周方向离开接线板11及与圆周切线以外的位置（见图4，线圈层、间击穿时，凿开的位置为该段线圈沿线圈圆周方向离开接线板11及圆周切线以外的位置，沿圆周箭头方向），同时选定本段线的边缘及最外一层线圈的起始处位置（见图3），凿开面积的大小以能看见最边缘一匝线为宜，并斩断凿开的那根线。

再进一步，重新将被测浇注高压线圈10套入第三铁心柱3，测量斩断点对有联结的相关接线端子之间的电压值，观察励磁线圈9中电流表的电流，并与绕线的匝数分布对比是否成正比例关系，能排除是否是最外一层与向內相邻第二层短路。若不是该两层之间短路，则撕开该层线匝，再向深处查找第二层与第三层是否短路，重复上述操作过程，直至查出短路层。一旦击穿短路点被撕起的线匝断开，励磁线圈9中电流表的电流值立即下降，恢复到正常运行下的励磁装置的空载电流值。（注：在未去除短路点之前，线圈各出线端子不会出现危及测量的高压，即使去除了短路点，由于耦合漏磁很大，也不会达到线圈的额定电压）。

还进一步，查出短路层后，清除包括与接线板11有关的包封树脂，拆去损坏的线匝，补上新线匝，再将修补好线匝的线圈再次套入第三铁心柱3，观察电流是否恢复到励磁装置的空载电流值，测量浇注高压线圈10各出线端子A与A1、A3、A5，X与A2、A4、A6之间电压与绕线的匝数是否成对应比例关系，此比例关系虽不是按线圈匝数计算的绝对比值，却是近似的相对比例关系。然后，根据打开包封层的情况，决定如何补上该段线圈的包封树脂，用0.5mm厚环氧玻璃布板做局部外模，包在凿开处，进行真空局部浇注，再进行线圈表面处理后，可恢复环氧浇注体的原貌和内在质量。

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。

Claims (8)

1.一种铁心励磁装置，其特征在于，它包括由四个正方形截面的第一铁心柱(1)、第二铁心柱(2)、第三铁心柱(3)和可移动铁心柱(4)组成的闭合磁路，所述第一铁心柱(1)、第二铁心柱(2)与第三铁心柱(3)之间的搭接处是通过反复交错排列的直角接缝而迭成“匚”形结构，励磁线圈(9)贴近第三铁心柱(3)绕制的线圈，沿第三铁心柱(3)长度方向均匀分布，其匝数是该铁心柱截面在额定电压和正常磁通密度下能正常运行的匝数，闭合时，可移动铁心柱(4)与第一铁心柱(1)和第三铁心柱(3)之间的接触面平整紧贴在一起形成铁心励磁装置。

2.根据权利要求1所述的一种铁心励磁装置，其特征在于，还包括底座夹件(5)、第二夹件(6)、无纬带(7)、移动夹件(8)，第一铁心柱(1)由两块底座夹件(5)按迭片铁心片的平面侧方向夹紧，并作为落地基座；第二铁心柱(2)由两块第二夹件(6)按迭片铁心片的平面侧方向夹紧；第三铁心柱(3)由无纬带(7)扎紧并固化成一整体结构；可移动铁心柱(4)由移动夹件(8)按迭片铁心片的平面侧方向夹紧。

3.根据权利要求2所述的一种铁心励磁装置，其特征在于，移动夹件(8)与可移动铁心柱(4)组成一体，可移动铁心柱(4)与铁心柱(1)和铁心柱(3)的端面之间没有机械上的硬连接但能形成平整紧贴连接。

4.一种利用权利要求1所述铁心励磁装置查找浇注线圈击穿范围的方法，其特征在于，

（1）先闭合可移动铁心柱(4)，在励磁线圈(9)的出线端a、b上通以从零开始升至额定电压的可调节电压，并观察串入励磁线圈(9)中电流表的电流变化情况，记录电流表的最大值，即励磁装置的空载电流值，作为基准电流，以备与后来套入被测的浇注高压线圈(10)时的电流值作比较；

（2）打开可移动铁心柱(4)，对在感应高压试验中被判断有击穿现象的环氧浇注高压线圈(10)，用绝缘绳吊装套入绕有励磁线圈(9)的第三铁心柱(3)外，且与励磁线圈(9)的单边径向间隔保持在40mm以上，闭合可移动铁心柱(4)，在励磁线圈(9)的出线端a、b上从零开始升压，观察串入励磁线圈(9)中电流表的电流变化情况；

当发现励磁线圈(9)中电流表的电流数值与励磁装置的空载电流值比较，电流数迅速增加，远超出基准电流值，并接近满刻度时，立即停止升压，此时，说明线圈(10)中的击穿点已处在短路状态，有短路点的线圈(10)开始发热，热量传至线圈(10)表面，由于线圈(10)是分段绕制的，用手背逐段触摸线圈表面，段间会有明显的温差感，从而确定线圈(10)被感应高压试验击穿的线段；

（3）分析击穿的性质：通常，击穿的性质有两大类，一种是各端子引线间击穿，属段间击穿，一种是层、匝间击穿：

如果是各端子引线间击穿，属段间击穿，测量线圈(10)各端子间直流电阻值，并与原电阻值比较，会发生很大的变化，差值较大；

如果是属于线圈层、间击穿，则线圈(10)各端子间的直流电阻不会发生很大的变化，与原电阻值比较，差值较小。

5.根据权利要求4所述查找浇注线圈击穿范围的方法，其特征在于，先根据差值的大小，判断是那段线圈的引线间击穿；再根据引线的走向，在接线面板(11)的浇注体上最有可能击穿的击穿点，进行打洞探测，凿开深度以看见引线为准。

6.根据权利要求4所述查找浇注线圈击穿范围的方法，其特征在于，

（1）先根据差值的大小，判断是那层、匝间击穿；

（2）凿开短路段线圈的包封树脂，凿开的位置为该段线圈沿线圈圆周方向离开接线板(11)及与圆周切线以外的位置，同时选定本段线的边缘及最外一层线圈的起始处位置，凿开面积的大小以能看见最边缘一匝线为宜，并斩断凿开的那根线；

（3）重新将被测浇注高压线圈(10)套入第三铁心柱(3)，测量斩断点对有联结的相关接线端子之间的电压值，观察励磁线圈(9)中电流表的电流，并与绕线的匝数分布对比是否成正比例关系，能排除是否是最外一层与向內相邻第二层短路；

（4）若不是该两层之间短路，则撕开该层线匝，再向深处查找第二层与第三层是否短路，重复上述操作过程，直至查出短路层；

（5）一旦击穿短路点被撕起的线匝断开，励磁线圈(9)中电流表的电流值立即下降，恢复到正常运行下的励磁装置的空载电流值。

7.根据权利要求5所述查找浇注线圈击穿范围的方法，其特征在于其修复方法为，

（1）观察引线之间距离是否过近，周围树脂固化物是否变颜色，若是，则拨开距离，垫以绝缘物，并重新浇注被打开的洞口，固化后磨平并表面处理，即可恢复线圈为正常；

（2）将被检测的浇注高压线圈(10)，重新套入第三铁心柱(3)，观察励磁装置的空载电流值是否正常，从而判断是否修复。

8.根据权利要求6所述查找浇注线圈击穿范围的方法，其特征在于其修复方法为，

（1）查出短路层后，清除包括与接线板(11)有关的包封树脂，拆去损坏的线匝，补上新线匝，再将修补好线匝的线圈再次套入第三铁心柱(3)，观察电流是否恢复到励磁装置的空载电流值，测量浇注高压线圈(10)各出线端子A与A1、A3、A5，X与A2、A4、A6之间电压与绕线的匝数是否成对应比例关系，此比例关系虽不是按线圈匝数计算的绝对比值，却是近似的相对比例关系；

（2）然后，根据打开包封层的情况，决定如何补上该段线圈的包封树脂，用0.5mm厚环氧玻璃布板做局部外模，包在凿开处，进行真空局部浇注，再进行线圈表面处理后，可恢复环氧浇注体的原貌和内在质量。