CN108831716B - 一种干式变压器绝缘结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于35kV以上电压等级干式变压器的绝缘结构，在干式变压器低、高压绕组之间设置有圆筒状的第一绝缘装置，同时在高压绕组端部也设有环形饼状的第二绝缘装置。其中第一绝缘装置，在靠近内、外壁位置分别设有一层屏蔽层，屏蔽层分别与低、高压绕组的中部相连接形成等电位，第二绝缘装置在靠近上、下壁位置分别设有一层屏蔽层，屏蔽层分别与高压绕组的端部、铁心的铁轭相连接形成等电位，从而将第二绝缘装置成为高压绕组端部电压的主要承受单元。本发明解决了在高电压干式变压器结构上存在的主空道距离大、空气为主要绝缘介质造成绝缘不可靠，绕组的树脂层厚度太厚容易开裂的问题，有较好的实用性、可靠性和降成本优势。

Description

一种干式变压器绝缘结构
技术领域
本发明涉及电力变压器，特别地涉及干式变压器的绝缘结构，适合高电压等级的干式变压器的绝缘结构设计，应用领域为输配电、化工、建材等场所。
背景技术
油浸式变压器由于漏油污染和易燃易爆的属性，使得干式变压器成为其理想的替代品。由于干式变压器的固体-气体混合绝缘的特性，其绝缘结构比油浸式变压器更加严苛，电压等级越高，绝缘难度越突出，尤其是高压绕组、低压绕组之间主要是气隙绝缘，绝缘距离和成本的控制成为矛盾体。
发明内容
发明目的：为克服现有技术存在的缺点，本发明目的在于提供一种干式变压器的新型绝缘结构，以解决在高电压(35kV以上)干式变压器结构上存在的主空道距离大、空气为主要绝缘介质造成绝缘不可靠，绕组的树脂层厚度太厚容易开裂的问题。
技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种干式变压器绝缘结构，在低压绕组和高压绕组之间设置有圆筒状的第一绝缘装置，在高压绕组两端部分别设有环形饼状的第二绝缘装置；所述第一绝缘装置包括第一屏蔽层、第二屏蔽层以及设于第一屏蔽层和第二屏蔽层之间的第一绝缘体；所述第一屏蔽层为圆筒状，设于靠近低压绕组的一侧，通过第一连接线与低压绕组中部相连；所述第二屏蔽层为圆筒状，设于靠近高压绕组的一侧，通过第一连接线与高压绕组中部相连；所述第二绝缘装置包括第三屏蔽层、第四屏蔽层以及设于第三屏蔽层和第四屏蔽层之间的第二绝缘体；所述第三屏蔽层为环形饼状，设于靠近高压绕组的一侧，通过第三连接线与高压绕组端部相连；所述第四屏蔽层为环形饼状，设于靠近铁轭的一侧，通过第四连接线与铁轭相连。
进一步地，所述第一绝缘装置和/或第二绝缘装置中两个屏蔽层之间的绝缘体为液态或固态，包括环氧树脂、橡胶或硅油。
进一步地，所述第一绝缘装置和/或第二绝缘装置中的屏蔽层材质为导电金属箔、金属网或导电布，厚度0.5mm以内。
进一步地，所述连接线为外层包裹有绝缘体的导体。
进一步地，所述低压绕组与第一绝缘装置之间和/或高压绕组与第一绝缘装置之间设置1～3道绝缘筒。
进一步地，所述第二绝缘装置直接与高压绕组通过环氧树脂浇注成整体，或者单独形成绝缘装置设置在高压绕组的两端。
有益效果：与现有技术相比，本发明具体如下优点：本发明有通过梯度化高、低压绕组之间的电场和均化高压绕组端部的电场，弱化现有产品以气隙绝缘为主的绝缘方式，改由绝缘介质来承受主要电场，有利于提高产品可靠性，缩小产品体积，降低成本，同时绝缘介质内不含有较严重的发热源，即使厚度较厚也不存在开裂隐患问题。在设计制造35kV以上干式变压器上有较好的实用性、可靠性和降成本优势。
附图说明
图1为本发明实施例的绝缘结构的示意图(轴向截面)。
图2为本发明实施例中配套环氧筒的应用示意图(轴向截面)。
图3为本发明另一实施例的绝缘结构示意图(轴向截面)。
图中：1：铁心，2：低压绕组，3：第一绝缘装置，3-1：第一屏蔽层，3-2：第二屏蔽层，3-3：第一绝缘体，3-4：第一连接线，3-5：第二连接线，4：高压绕组，4-1：第四屏蔽层，4-2：第三屏蔽层，4-3：第三连接线，4-4：第四连接线；5-1：第一绝缘筒，5-2：第二绝缘筒，6：第三绝缘装置，6-1：第五屏蔽层，6-2：第六屏蔽层，6-3：第三绝缘体，6-4：第五连接线，6-5：第六连接线。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明做进一步说明。
本发明实施例提供的一种干式变压器绝缘结构，适用于35kV以上电压等级干式变压器的绝缘结构，尤其适合110kV级干式变压器；在低压绕组和高压绕组之间设置有圆筒状的绝缘装置，同时在高压绕组端部也设有环形饼状的绝缘装置；其中低、高压绕组之间的绝缘装置，在靠近内、外壁位置分别设有一层屏蔽层，屏蔽层分别与低压绕组、高压绕组的中部相连接形成等电位，从而将绝缘装置成为低、高压绕组之间电压的主要承受单元；高压绕组端部的环形饼状的绝缘装置，在靠近上、下壁位置分别设有一层屏蔽层，屏蔽层分别与高压绕组的端部、铁心的铁轭相连接形成等电位，从而绝缘装置成为高压绕组端部电压的主要承受单元。
实施例1
如图1所示，本发明实施例中的变压器与现有变压器的基本结构和组成单元相似，包括铁心1(包括铁心柱和铁轭)、套在铁心1(铁心柱)外侧的低压绕组2、位于低压绕组外侧的高压绕组4；低压绕组2、低压绕组4均由环氧树脂包封固化而成。本发明实施例的绝缘结构为：在低压绕组2和高压绕组4之间位置设置有第一绝缘装置3；在高压绕组端部设有环形饼状的第二绝缘装置(本实施例中第二绝缘装置与高压绕组4整体浇注，图中未独立标记)。
本发明实施例涉及的圆筒形状的第一绝缘装置3，在靠近内壁设置有第一屏蔽层3-1，在靠近外壁设置有第二屏蔽层3-2。通过第一连接线3-4将低压绕组2的中部与第一屏蔽层3-1相连接形成等电位，通过第二连接线3-5将高压绕组4的中部与屏蔽层3-2相连接形成等电位；第一连接线3-4和第二连接线3-5为铜线、铝线等导体，根据耐受电压外层包裹有绝缘体。
本实施例的第一绝缘装置3中，在第一屏蔽层3-1和第二屏蔽层3-2之间设置有第一绝缘体3-3，第一绝缘体3-3为耐电压强度较好的绝缘介质，可以为固态和液态，如环氧树脂、橡胶、硅油等；第一绝缘体3-3为固态时，第一绝缘装置3为整体注胶固化成型；第一绝缘体3-3为液态时，第一绝缘装置3需预先制作一只绝缘的空心容器。
在高压绕组4的上、下端部都设置有第四屏蔽层4-1和第三屏蔽层4-2，通过第三连接线4-3将高压绕组4的端部与第三屏蔽层4-2相连接形成等电位，通过第四连接线4-4将铁心1(铁轭)与第四屏蔽层4-1相连接形成等电位；第四屏蔽层4-1、第三屏蔽层4-2和高压绕组4整体进行环氧树脂浇注和固化。
本实施例中的屏蔽层(屏蔽层3-1、3-2、4-1、4-2等)是一种开口的屏蔽圆筒，由板状材质卷制而成，开口距离8～16mm，不同屏蔽层开口错开设置。屏蔽层材质为导电金属箔、金属网、导电布等，厚度0.5mm以内。
实施例2
本实施例与上述实施例1的结构类似，区别在于，本实施例可根据耐受电压需要，配合绝缘筒使用，增加绝缘可靠性。如图2所示，在低压绕组2和第一绝缘装置3之间设置第一绝缘筒5-1；在第一绝缘装置3和高压绕组4之间设置第二绝缘筒5-2；其中，绝缘筒可根据需要设置成1～3道。
实施例3
本实施例由实施例1衍变而来，与实施例1在结构上区别在于，将实施例1中的第二绝缘装置与高压绕组4分体成形，为区别表示，本实施例中称为第三绝缘装置6。本实施例在高压绕组4的上、下端部设置有第三绝缘装置6。与第一绝缘装置3相类似，第三绝缘装置6上、下分别设置有第五屏蔽层6-1和第六屏蔽层6-2，通过第五连接线6-4将高压绕组4的端部与第六屏蔽层6-2相连接形成等电位，通过第六连接线6-5将铁心1(铁轭)与第五屏蔽层6-1相连接形成等电位。第三绝缘装置6的内壁与第一绝缘装置3相对接，并用密封圈封住两者的接缝处。
需要说明的是，上述第一、第二等只是为了便于表述和部件区分，不暗示地位的重要性或制备顺序等。应当指出，以上实施例仅为本发明的优选实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。上述实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (5)

1.一种干式变压器绝缘结构，其特征在于，在低压绕组和高压绕组之间设置有圆筒状的第一绝缘装置，在高压绕组两端部分别设有环形饼状的第二绝缘装置；所述第一绝缘装置包括第一屏蔽层、第二屏蔽层以及设于第一屏蔽层和第二屏蔽层之间的第一绝缘体；所述第一屏蔽层为圆筒状，设于靠近低压绕组的一侧，通过第一连接线与低压绕组中部相连；所述第二屏蔽层为圆筒状，设于靠近高压绕组的一侧，通过第二连接线与高压绕组中部相连；所述第二绝缘装置包括第三屏蔽层、第四屏蔽层以及设于第三屏蔽层和第四屏蔽层之间的第二绝缘体；所述第三屏蔽层为环形饼状，设于靠近高压绕组的一侧，通过第三连接线与高压绕组端部相连；所述第四屏蔽层为环形饼状，设于靠近铁轭的一侧，通过第四连接线与铁轭相连；所述第一绝缘装置和/或第二绝缘装置中两个屏蔽层之间的绝缘体为液态或固态，包括环氧树脂、橡胶或硅油。
2.根据权利要求1所述的干式变压器绝缘结构，其特征在于，所述第一绝缘装置和/或第二绝缘装置中的屏蔽层材质为导电金属箔、金属网或导电布，厚度0.5mm以内。
3.根据权利要求1所述的干式变压器绝缘结构，其特征在于，所述连接线为外层包裹有绝缘体的导体。
4.根据权利要求1所述的干式变压器绝缘结构，其特征在于，所述低压绕组与第一绝缘装置之间和/或高压绕组与第一绝缘装置之间设置1～3道绝缘筒。
5.根据权利要求1所述的干式变压器绝缘结构，其特征在于，所述第二绝缘装置直接与高压绕组通过环氧树脂浇注成整体，或者单独形成绝缘装置设置在高压绕组的两端。
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