CN109786068B - 一种应用于非晶平面卷铁芯器身的抗冲击支撑结构及变压器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗冲击支撑结构，内支撑框架设置于对应的芯柱和绕组之间，内支撑框架内设置有内支撑组件；一对第一外支撑件分别设置在内支撑框架的上下两侧，第一外支撑件的超出部分之间设置有一个第二外支撑件；上、下夹板分别设置在第一外支撑件的上下两侧，其左、右两端垂直向内折弯从而对整个铁芯部分的上、下铁轭分别形成包络，上、下夹板的左、右两端连接；一对外支撑框架分别设置在整个绕组部分的前、后两端，一对侧夹板分别设置在整个铁芯部分的前、后铁轭，对整个铁芯部分的前、后铁轭形成包络；侧夹板与上、下夹板连接。本发明能增大绕组在受到短路电流冲击时，绕组抵御上下位移、变形轴向力及内缩、外扩辐向力的能力。

Description

一种应用于非晶平面卷铁芯器身的抗冲击支撑结构及变压器

技术领域

本发明属于变压器技术领域，具体涉及一种应用于非晶平面卷铁芯器身的抗冲击支撑结构及变压器。

背景技术

随着市场对变压器可靠性要求的提高，变压器使用安全性的提高一直是业内产品研发的重点。

行业内，变压器可靠性考核一向以抗短路电流冲击试验为一大重点标杆。当变压器承受巨大的短路电流冲击时，变压器的绕组在电流感应轴、辐向短路电动力的作用下，承受着变形、位移的巨大考核。在绕组辐向受力上，低压绕组不断内缩，高压绕组不断外扩；在绕组轴向受力上，由于导线所产生的相互作用力，造成绕组轴向上不断位移及跳动。在如此复杂的短路电动力受力情况下，绕组绝缘及相应抗变形、抗位移能力受到巨大的考验。

综上所述，需要精心设计一种绕组的受力支撑系统以帮助绕组在受到短路电动力冲击时，抵御作用在本体上的轴向力及辐向力。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种应用于非晶平面卷铁芯器身的抗冲击支撑结构及变压器，能增大绕组在受到短路电流冲击时，绕组抵御上下位移、变形轴向力及内缩、外扩辐向力的能力，从而提升变压器器身和绕组的抗短路电流冲击能力及产品运行可靠性。

为解决现有技术问题，本发明公开了一种应用于非晶平面卷铁芯器身的抗冲击支撑结构，包括一对第一外支撑件、一对第二外支撑件、上、下夹板、一对上、下压块、一对侧夹板、一对外支撑框架和若干内支撑框架；

内支撑框架设置于对应的芯柱和绕组之间，用于对绕组的内侧形成支撑，内支撑框架内设置有内支撑组件；

一对第一外支撑件分别设置在内支撑框架的上下两侧，用于对绕组的上下两侧形成压紧；第一外支撑件的长度大于整个绕组部分的长度并使其两端向前后方向超出于整个绕组部分，第一外支撑件的超出部分之间设置有一个第二外支撑件；

上、下夹板分别设置在第一外支撑件的上下两侧并被第一外支撑件顶紧，其左、右两端垂直向内折弯从而对整个铁芯部分的上、下铁轭分别形成包络，上夹板的左、右两端分别通过一个上压块对绕组的左、右两端的上端面形成压紧，下夹板的左、右两端分别通过一个下压块对绕组的左、右两端的下端面形成压紧；上、下夹板的左、右两端通过至少一个拉螺杆连接；

一对外支撑框架分别设置在整个绕组部分的前、后两端并被对应的第二外支撑件支撑，用于对整个绕组部分的前、后两端形成支撑，一对侧夹板分别设置在整个铁芯部分的前、后铁轭，其左、右两端垂直向内折弯从而对整个铁芯部分的前、后铁轭形成包络；侧夹板分别通过第一螺栓与上、下夹板连接。

进一步地，内支撑组件包括第一内支撑件和第二内支撑件；第一内支撑件和第二内支撑件以垂直交叉方式连接，其边沿部分抵接内支撑框架的内壁。

进一步地，第一外支撑件、第二外支撑件、外支撑框架、内支撑框架、第一内支撑件和第二内支撑件均由钢板或玻璃纤维布制成。

进一步地，一对外支撑框架分别套设在整个铁芯部分的前、后铁轭的外周，第二外支撑件设置在外支撑框架内形成支撑。

进一步地，上夹板的左、右两端的折弯部分分别设置一个上直角固定件，上直角固定件的竖直部分与上夹板的左、右两端的折弯部分连接，其水平部分设置有供拉螺杆穿过的连接孔，上直角固定件的水平部分对上压块的顶面形成压紧；

下夹板的左、右两端的折弯部分分别设置一个下直角固定件，下直角固定件的竖直部分与上夹板的左、右两端的折弯部分连接，其水平部分设置有供拉螺杆穿过的连接孔，下直角固定件的水平部分对下压块的底面形成压紧。

进一步地，侧夹板的左、右两端的折弯部分分别垂直设置两个固定件，上、下夹板的折弯部分的端部分别设置有对应固定件的连接板，固定件和连接板上均设置有供第一螺栓穿过的连接孔。

进一步地，上夹板的折弯部分上还设置有若干吊耳，吊耳通过第二螺栓连接在上夹板上。

进一步地，拉螺杆的杆身设置于相邻绕组之间的空隙中。

进一步地，第一外支撑件和第二外支撑件分别与内支撑框架的中心轴线对齐。

本发明还提供了一种变压器，包括铁芯部分和绕组部分，绕组部分中的绕组缠绕在铁芯部分中的对应芯柱的外周，还包括上述一种应用于非晶平面卷铁芯器身的抗冲击支撑结构。

本发明具有的有益效果：能增大绕组在受到短路电流冲击时，绕组抵御上下位移、变形轴向力及内缩、外扩辐向力的能力，从而提升变压器器身和绕组的抗短路电流冲击能力及产品运行可靠性。

附图说明

图1是本发明中抗冲击结构的结构主视图；

图2是图1中A-A向的结构剖视图；

图3是本发明中抗冲击结构的结构右视图；

图4是图3中B处的局部放大图；

图5是图3中C处的局部放大图；

图6是图2中绕组部分的右侧局部结构图；

图7是本发明中抗冲击结构内部部件的结构立体图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

本发明中的术语“前、后”是指变压器的长度方向的两端，“左、右”是指变压器的宽度方向的两端，“上、下”是指变压器的高度方向的两端。

如图1至7所示，一种变压器，包括铁芯部分，铁芯部分具有若干个依次排列的矩形的铁芯25，每个铁芯25的外周缠绕形成矩形的绕组24，变压器还包括抗冲击支撑结构。

具体地，抗冲击支撑结构包括一对第一外支撑件9、一对第二外支撑件5、上、下夹板6、7、一对上、下压块11、12、一对侧夹板8、一对外支撑框架4和若干内支撑框架1。

内支撑框架1为矩形框架，其设置于对应的芯柱25和绕组24之间，其内侧紧贴芯柱25的外壁，其外壁紧贴绕组24的内侧，用于对绕组24的内侧形成支撑，内支撑框架1内设置有内支撑组件，通过内支撑组件对内支撑框架1提供内部支撑力。通过内支撑框架1和内支撑组件的组合，增大了绕组在受到短路电流冲击时，绕组本体抵御低压绕组内缩辐向力的能力。

在所有内支撑框架1的上侧和下侧各垂直地设置一个第一外支撑件9且第一外支撑件9的边沿与内支撑框架1对应的边沿接触，用于对绕组24的上下两侧形成压紧。第一外支撑件9的长度大于整个绕组部分的长度并使其两端分别向前后方向超出于整个绕组部分，两个第一外支撑件9的同一侧的两个超出部分之间设置有一个第二外支撑件5。

上夹板6设置在绕组24上方的第一外支撑件9的上方，并被该第一外支撑件9在其内侧顶紧，其左、右两端垂直向内折弯从而对整个铁芯部分的上铁轭15形成包络。上夹板6的左、右两端分别通过一个上压块11对绕组24的左、右两端的上端面13形成压紧。同样地，下夹板7设置在绕组24下方的第一外支撑件9的下方，并被该第一外支撑件9在其内侧顶紧，其左、右两端垂直向内折弯从而对整个铁芯部分的下铁轭16形成包络。下夹板7的左、右两端分别通过一个下压块11、12对绕组24的左、右两端的下端面14形成压紧；上夹板6的左、右两端与下夹板6、7的左、右两端均通过至少一个拉螺杆10连接。由此可见，在绕组24的轴向方向上，上夹板6、第一外支撑件9、内支撑框架1和下夹板7形成有效的刚性支撑，而上夹板6和上压块11对绕组24的上端面13形成压紧，下夹板7和下压块12对绕组24的下端面14形成压紧，因此通过上述结构，增大了绕组在受到短路电流冲击时，绕组本体抵御上下位移、变形轴向力的能力。

一对外支撑框架4分别设置在整个绕组部分的前、后两端并被对应的第二外支撑件5支撑，用于对整个绕组部分的前、后两端形成支撑，一对侧夹板8分别设置在整个铁芯部分的前、后铁轭还个设置有一个侧夹板8，侧夹板8的左、右两端垂直向内折弯从而对整个铁芯部分的前、后铁轭形成包络；侧夹板8的上端通过第一螺栓21与上夹板6连接，其下端通过第一螺栓21与下夹板7连接。在变压器的长度方向上，侧夹板8、上夹板6、下夹板7、外支撑框架4和第二外支撑件5形成刚性支撑，通过该结构，增大了绕组在受到短路电流冲击时，绕组本体抵御高压绕组外扩辐向力的能力。

进一步地，内支撑组件包括第一内支撑件3和第二内支撑件2；第一内支撑件3和第二内支撑件2以垂直交叉方式连接，其边沿部分抵接内支撑框架1的内壁。通过垂直交叉的方式，具有较佳的支撑作用，并且便于安装，无需使用其它紧固件进行加固。

进一步地，第一外支撑件9、第二外支撑件5、外支撑框架4、内支撑框架1、第一内支撑件3和第二内支撑件2均以环氧玻璃丝或环氧玻璃布缠绕、环氧玻璃布层压、环氧固化浇筑及钢板剪切、折弯、焊接等方式加工而成，具有较好的机械强度，能够为绕组提高较好的支撑力。

进一步地，一对外支撑框架4分别套设在整个铁芯部分的前、后铁轭的外周，侧夹板8紧贴对应的外支撑框架4的外侧面，第二外支撑件5设置在外支撑框架4内对其形成支撑。

进一步地，上夹板6的左、右两端的折弯部分分别设置一个上直角固定件18，上直角固定件18的竖直部分与上夹板6的左、右两端的折弯部分连接，优选焊接连接，其水平部分设置有供拉螺杆10穿过的连接孔，上直角固定件18的水平部分对上压块11的顶面形成压紧。同样地，下夹板7的左、右两端的折弯部分分别设置一个下直角固定件19，下直角固定件19的竖直部分与上夹板7的左、右两端的折弯部分连接，优选焊接连接，其水平部分设置有供拉螺杆10穿过的连接孔，下直角固定件19的水平部分对下压块12的底面形成压紧。拉螺杆10穿过直角固定件18上的连接孔将上夹板6和下夹板7固定在一起。通过这种方式，不仅能够便于上夹板6和下夹板7之间的拆卸，而且还能有效固定，提高抗冲击强度。

进一步地，侧夹板8的左、右两端的折弯部分分别垂直设置两个固定件17，具体地，侧夹板8的左、右两端的固定件17均一上一下设置，优选焊接固定。对应地，上、下夹板6、7的折弯部分的端部分别设置有对应固定件17的连接板20，固定件17和连接板20上均设置有供第一螺栓21穿过的连接孔。第一螺栓穿过连接孔将侧夹板8与上、下夹板6、7固定连接。这种方式能够将侧夹板8和上、下夹板6、7更快速而有效的连接起来，从而形成一个包裹其余部件的坚固壳体，提高了抗冲击能力。

进一步地，上夹板6的折弯部分上还设置有若干吊耳22，吊耳22通过第二螺栓23连接在上夹板6上。吊耳22可以便于上夹板6的吊装，从而便于整个安装过程的快速完成。

进一步地，绕组24之间存在空隙，为了缩小整个抗冲击结构的左右方向的尺寸，相关的拉螺杆10的杆身设置于相邻绕组24之间的空隙中。

进一步地，第一外支撑件9和第二外支撑件5分别与内支撑框架1的中心轴线对齐。通过这种方式提高受力均匀性，从而确保抗冲击能力。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种应用于非晶平面卷铁芯器身的抗冲击支撑结构，其特征在于：包括一对第一外支撑件（9）、一对第二外支撑件（5）、上、下夹板（6、7）、一对上、下压块（11、12）、一对侧夹板（8）、一对外支撑框架（4）和若干内支撑框架（1）；

所述内支撑框架（1）设置于对应的芯柱（25）和绕组（24）之间，用于对绕组（24）的内侧形成支撑，所述内支撑框架（1）内设置有内支撑组件；

所述一对第一外支撑件（9）分别设置在所述内支撑框架（1）的上下两侧，用于对绕组（24）的上下两侧形成压紧；所述第一外支撑件（9）的长度大于整个绕组部分的长度并使其两端向前后方向超出于整个绕组部分，所述第一外支撑件（9）的超出部分之间设置有一个所述第二外支撑件（5）；

所述上、下夹板（6、7）分别设置在所述第一外支撑件（9）的上下两侧并被所述第一外支撑件（9）顶紧，其左、右两端垂直向内折弯从而对整个铁芯部分的上、下铁轭（15、16）分别形成包络，所述上夹板（6）的左、右两端分别通过一个上压块（11）对绕组（24）的左、右两端的上端面（13）形成压紧，所述下夹板（7）的左、右两端分别通过一个下压块（11、12）对绕组（24）的左、右两端的下端面（14）形成压紧；所述上、下夹板（6、7）的左、右两端通过至少一个拉螺杆（10）连接；

所述一对外支撑框架（4）分别套设在整个铁芯部分的前、后铁轭的外周并被对应的第二外支撑件（5）支撑，用于对整个绕组部分的前、后两端形成支撑，所述一对侧夹板（8）分别设置在整个铁芯部分的前、后铁轭，其左、右两端垂直向内折弯从而对整个铁芯部分的前、后铁轭形成包络；所述侧夹板（8）分别通过第一螺栓（21）与所述上、下夹板（6、7）连接；

所述侧夹板（8）的左、右两端的折弯部分分别垂直设置两个固定件（17），所述上、下夹板（6、7）的折弯部分的端部分别设置有对应所述固定件（17）的连接板（20），所述固定件（17）和所述连接板（20）上均设置有供所述第一螺栓（21）穿过的连接孔。

2.根据权利要求1所述的一种应用于非晶平面卷铁芯器身的抗冲击支撑结构，其特征在于：所述内支撑组件包括第一内支撑件（3）和第二内支撑件（2）；所述第一内支撑件（3）和第二内支撑件（2）以垂直交叉方式连接，其边沿部分抵接所述内支撑框架（1）的内壁。

3.根据权利要求2所述的一种应用于非晶平面卷铁芯器身的抗冲击支撑结构，其特征在于：所述第一外支撑件（9）、第二外支撑件（5）、外支撑框架（4）、内支撑框架（1）、第一内支撑件（3）和第二内支撑件（2）均由钢板或玻璃纤维布制成。

4.根据权利要求1所述的一种应用于非晶平面卷铁芯器身的抗冲击支撑结构，其特征在于：所述第二外支撑件（5）设置在所述外支撑框架（4）内形成支撑。

5.根据权利要求1所述的一种应用于非晶平面卷铁芯器身的抗冲击支撑结构，其特征在于：所述上夹板（6）的左、右两端的折弯部分分别设置一个上直角固定件（18），所述上直角固定件（18）的竖直部分与所述上夹板（6）的左、右两端的折弯部分连接，其水平部分设置有供所述拉螺杆（10）穿过的连接孔，所述上直角固定件（18）的水平部分对所述上压块（11）的顶面形成压紧；

所述下夹板（7）的左、右两端的折弯部分分别设置一个下直角固定件（19），所述下直角固定件（19）的竖直部分与所述上夹板（7）的左、右两端的折弯部分连接，其水平部分设置有供所述拉螺杆（10）穿过的连接孔，所述下直角固定件（19）的水平部分对所述下压块（12）的底面形成压紧。

6.根据权利要求1所述的一种应用于非晶平面卷铁芯器身的抗冲击支撑结构，其特征在于：所述上夹板（6）的折弯部分上还设置有若干吊耳（22），吊耳（22）通过第二螺栓（23）连接在所述上夹板（6）上。

7.根据权利要求1所述的一种应用于非晶平面卷铁芯器身的抗冲击支撑结构，其特征在于：所述拉螺杆（10）的杆身设置于相邻绕组（24）之间的空隙中。

8.根据权利要求1所述的一种应用于非晶平面卷铁芯器身的抗冲击支撑结构，其特征在于：所述第一外支撑件（9）和第二外支撑件（5）分别与所述内支撑框架（1）的中心轴线对齐。

9.一种变压器，包括铁芯部分和绕组部分，绕组部分中的绕组（24）缠绕在所述铁芯部分中的对应芯柱（25）的外周，其特征在于：还包括如权利要求1至8任一所述的一种应用于非晶平面卷铁芯器身的抗冲击支撑结构。