CN111357064B - 用于固定在配电网的电线杆上的变压器 - Google Patents

Abstract

为了创建一个用于装配在空气绝缘配电网的电线杆上的变压器(20)，其铁芯受到保护以免受腐蚀和环境影响，其中同时提供稳定的固持装置，则建议，变压器(20)具有带有固定绝缘体的绕组块(1)，在所述固定绝缘体中设有至少一个高压绕组和至少一个低压绕组。绕组块(1)限定整周闭合的中央保持孔(25)。还提供了芯单元(26)，该芯单元具有至少一个可磁化的铁芯(2.1、2.2)，并且每个高压绕组都通过该芯单元感应地与每个低压绕组耦连。芯单元(26)以至少一个芯臂延伸穿过保持孔(25)，并且在外部以冠状段(27)围绕绕组块(1)。设有保持器件(7.1、7.3、5、8.1)，用于将冠状段固定到电线杆(8)上。

Description

用于固定在配电网的电线杆上的变压器

本发明涉及一种用于装配在配电网的电线杆上的变压器。

例如从WO2001/08175A1中已知这种变压器。在此公开的变压器旨在用于装配在空气绝缘的能量分配网络(或称为配电网)的电线杆上，因此也可以称为电线杆变压器。在此公开的电线杆变压器具有高压绕组和低压绕组，它们布置在作为绝缘体的电绝缘树脂块中。套管成型在固体树脂块上，并且在其背向树脂块的一端具有一个露天接头，该露天接头用于与能量分配网络的空气绝缘相导体连接。低压绕组和高压绕组通过布置在树脂块外部的铁芯彼此电感耦连，从而使得期望的电压转换成为可能。为了尽可能避免树脂块中的电压峰值，提供了金属笼形式的接地屏蔽装置，该屏蔽装置完全包围高压绕组。

已知的电线杆变压器具有的缺点是，树脂块和铁芯不能形成稳定而牢固的单元。

因此，本发明所要解决的技术问题是，提供一种上述类型的变压器，其铁芯能够抵御环境影响和腐蚀，同时实现了铁芯和树脂块的稳定固持。

本发明通过一种变压器来解决该问题，该变压器具有绕组块、芯单元和用于将冠状段固定在电线杆上的保持器件，该绕组块具有固体绝缘体，在该固体绝缘体中布置了至少一个高压绕组和至少一个低压绕组，其中，该绕组块限定整周闭合的中心的保持孔的边界，该芯单元具有至少一个可磁化的铁芯并且通过该可磁化的铁芯与每个低压绕组感应式耦连，其中，该芯单元以至少一个芯臂延伸通过保持孔。

根据本发明，提供一种具有固体绝缘体的绕组块，在该绝缘体中布置有高压绕组和低压绕组。该绕组块形成一个保持孔。芯单元布置在绝缘体的外部并且根据本发明延伸穿过所述保持孔。

芯单元在绝缘体外部的布置是有利的，因为磁场优选在变压器运行期间在芯单元内延伸。尽管芯单元优选由彼此贴靠的可磁化的电工板或电工带组成，但是在操作过程中会产生涡流，这导致芯单元变热。芯单元的相关几何膨胀取决于磁场的大小和所用铁芯材料的热膨胀系数。由于芯单元布置在绝缘体的外部，因此避免了由于铁芯和绝缘体的不同大小的热膨胀而导致的绝缘体中的裂缝。

由于芯单元延伸穿过保持孔，根据本发明足够的是，保持器件仅用于固定芯单元的环形的冠状段。在此，绕组块由延伸通过保持孔的芯臂支撑，因此根据本发明的支架是简单的并且因此便宜。另外，已经有可能将变压器快速装配在电线杆上，其中紧固装置还对芯单元提供保护，该芯单元容易受环境影响。

适宜地，穿过保持孔的芯单元部段在其外轮廓方面与保持孔的内轮廓适配。换言之，所述芯单元部段的外径略微小于保持孔的内径，因此提供机械稳定的单元。

当然，在本发明的范围内可行的是，在延伸通过保持孔的芯单元部段与该区域内的绝缘体之间设有保持或隔音材料以便改善机械固持和避免振动。

芯单元具有至少一个铁芯，该铁芯例如设计为所谓的绕组芯。例如，每个铁芯都有所谓的芯绕组层，它们导引穿过保持孔。这种绕线芯和材料对于本领域技术人员是众所周知的，因此在此可以省略进一步的解释。

芯单元只形成一个具有中心芯臂的铁芯和两个返回臂，芯臂延伸穿过保持孔，而两个返回臂与轭一起形成冠状段。与此不同，提供了多个铁芯，每个铁芯各自构成闭合的磁路或磁回路。

芯单元有利地浸渍有可固化的聚合物。如开始时已经说明的那样，铁芯受到环境的影响并且优选地由铁磁材料、特别是电工板或电工带构成，其例如构造为定向晶粒的电工板。缠绕到铁芯的环中的材料的总厚度例如在0.1mm和0.5mm之间。必须保护软磁材料不受腐蚀，以便芯单元不会失去其磁感应效果。基于此原因，提供以液态状态供给至芯单元的聚合物。芯单元浸入液体中。然后在加热作用下，例如在烘箱中，优选在真空炉中，将聚合物固化。在此，真空将仍然液态的聚合物吸入所有的(否则会受到环境影响的)缝隙中，因此在聚合物完全聚合后，可为芯单元提供有效的保护。该聚合物是例如可商购的树脂或在变压器构造领域中使用的另一种聚合物。该聚合物可以具有常规的添加剂。

根据本发明的另一实施例，保持器件具有支撑框架，该支撑框架设计为使得其完全围绕变压器的外置的冠状段。换句话说，支撑框架提供了可靠的保护，以抵御潮气和有害的环境影响，因此，可能存在的浸渍的效果将通过支撑框架得到增强。基本上，可以任意设计支撑框架，只要它确保冠状段完全密封即可。

然而，根据本发明的优选变型，支撑框架具有横截面为C形的闭合的环形侧壁，该侧壁完全包覆冠状段。冠状段在外部围绕绕组块环形地或换句话说冠状地(圈状的)延伸，使得它可以布置在C形的支撑框架内。当然，支撑框架就其尺寸而言与冠状段适配，使得可以完全包覆冠状段。

根据在这方面的有利的进一步扩展，在支撑框架和冠状段之间设有隔音材料。隔音材料确保例如噪声抑制和冠状段的附加保护。合适的隔音材料例如是合适的玻璃纤维织物，该玻璃纤维织物除了具有保护和抑制噪声的作用外，还能够充分冷却在操作期间加热的冠状段。

有利地，芯单元包括两个铁芯，每个铁芯都以芯臂穿过保持孔，并且分别整周包围绕组体的臂。铁芯有利地由上面已经描述的电工带缠绕而成。

适宜的是，在铁芯的穿过保持孔延伸的芯臂之间设有至少一个中间层。以这样的方式和方法保证铁芯的充分冷却，因为铁芯在工作期间会变热并且必须排出产生的热量。

有利地，在绕组块和芯单元之间设有中间层，该中间层限定冷却通道的边界。根据该有利的改进方案，中间层也布置在固定的保持块和芯单元之间。一方面，考虑了形成凹槽的柔性材料，冷却通道通过凹槽形成。

有利的是，保持器件具有能够装配在电线杆上的固定导轨上，该固定导轨可以通过形状配合连接方式可拆卸地与支撑框架连接。这种形状配合的连接例如是简单的钩连接装置，该钩连接装置适宜地具有保持板，在该保持板中可以挂入形成在支撑框架上的挂钩。然而，挂钩也可以形成在轨道导轨上，其中，该挂钩具有向上延伸的自由端，支撑框架的保持支架可以放置在自由端上。

如果提供一种固定在支撑框架上的用于保持绕组块的底部结构，则具有进一步的优点。底部结构例如以两个保持支架的形式实现，这两个保持支架分别装配在支撑框架的一侧，并限定出筐状的内部轮廓的边界，该内部轮廓与绕组块的外部轮廓形状互补。换句话说，保持支架的设计使得绕组块放置在其上。

但是，也可以采用其他任何方式设计底部结构，并使用其他隔音材料。

还适宜的是，支撑框架和/或底部结构配备有接地螺母。接地螺母使布置在保持块中的高压绕组的屏蔽装置以简单的方式和方法接地。另外，还可以将所谓的电压避雷器与根据本发明的变压器并联连接。固定螺母用于连接电压避雷器。

本发明的进一步有利的改进和优点是以下参考附图对本发明的实施例进行描述的主题，相同的附图标记指代具有相同作用的部件。

图1以示意性截面侧视图示出了根据本发明的变压器的第一实施例，

图2示出了在装配在电线上的位置中的图1的变压器，并且

图3示出了根据本发明的变压器的另一实施例。

图1以示意性截面侧视图示出了根据本发明的变压器20的实施例。变压器20具有绕组体1，该绕组体1包括一个或两个由浇铸树脂制成的、实心和干燥的绝缘体、两个低压绕组和一个高压绕组。所述绕组未在图1中示出。在此，高压绕组布置在低压绕组之间。此外，高压绕组被屏蔽装置包围，该屏蔽装置也未在图1中示出。

套管3形成在绕组体1上，并且从绕组体1延伸到自由端，在该自由端上形成露天接头30。另一个适当设计的套管在视线方向上恰好位于套管3的后面，因此在图1中不可见。另外，示意性地示出了套管3的绝缘肋。通过套管3延伸未示出的内部导体，该内部导体将露天接头30与绕组体1的高压绕组连接。在下部绕组体段23中形成低压连接端子4，该低压连接端子4分别与两个低压绕组连接。

绕组体1形成了绕组体臂21和22，它们通过下部绕组体段23和上部绕组体段24彼此连接。绕组体臂21、22以及上下绕组体段23、24限定保持孔25的边界，该保持孔25被芯单元26穿透。芯单元26具有第一铁芯2.1和第二铁芯2.2，它们各自整周包围绕组体21或22。每个铁芯2.1、2.2是所谓的绕线芯，其中，铁芯由彼此贴靠的多个绕组或电工带组成。在此，电工带或电工板是晶粒定向电工板或由无定形材料(或非结晶形材料)组成。然而，这种类型的绕线芯是本领域技术人员已知的，因此这里不必对其进行更详细的介绍。

两个铁芯2.1和2.2分别具有一个臂，相应的铁芯2.1或2.2通过该臂延伸穿过保持孔25。芯单元26在保持孔25的外部冠状地(或者说圈状地)以冠状段27围绕绕组体1延伸。

为了防止腐蚀，铁芯2.1、2.2，即冠状段27和延伸穿过保持孔25的臂都被聚合物(这里是树脂)浸渍。将树脂以液态放置在铁芯上的真空炉中，使得由于真空，液态树脂渗透到各个铁芯2.1、2.2之间的所有间隙中。然后，树脂由于真空炉的热量而硬化，从而使铁芯2.1和2.2的电工带或电工板被树脂浸渍。以这种方式和方法，提供了有效的防腐。

为了增加抗腐蚀保护，以及为了固定变压器20，提供了一个支撑框架5，该支撑框架5具有C形侧壁，该侧壁整周包围芯单元26的冠状段27。换句话说，冠状段27完全布置在支撑框架5内。在支撑框架5和冠状段27之间插入了防腐和隔音材料6，该隔音材料一方面提供了必要的防腐，另一方面还抑制了变压器工作时产生的噪声。例如，合适的玻璃纤维材料可以被认为是防腐和隔音材料6。

在框架5上可以看到一个接地螺母10，该接地螺母被拧到支撑框架5的配有外螺纹的销件上，其中所述销件与上面已经描述的屏蔽装置连接。接地螺母10使屏蔽装置简单接地，但也使变压器与避雷器连接，从而为变压器提供了所需的过电压保护。

在绕组体臂21与铁芯2.1或2.2的相应区段之间，布置有中间层9.1，该中间层9.1由弹性体组成并形成冷却通道，该冷却通道由相应臂21或22和相应芯段的中间层9.1限定边界。在铁芯2.1和铁芯2.2之间的中间层9.2也用于限定冷却通道的边界，其中，中间层是弹性设计的，也用于抑制声音。

图2示出了根据图1的变压器20在电线杆8上的固定。为此，变压器20具有保持器件，该保持器件包括固定导轨7.1，该固定导轨通过两个钩状的杆支架8.1固定在电线杆8上。固定导轨7.1分别形成对应于钩形杆支架8.1的配合件7.3，因此，固定导轨7.1可以快速且容易地钩入杆支架8.1中。固定导轨7.1牢固地与支撑框架5连接。

除了杆支架8.1、固定导轨7.1、配合件7.3和支撑框架5之外，保持器件还包括底部结构7.2，该底部结构在图2所示的实施例中牢固地与支撑框架5连接并且从下方支撑绕组体1，从而确保了变压器1的额外的稳定性。在所示的实施例中，保持导轨7.1和底部结构7.2设计为分离的且可拆卸地连接的部件。

为了装配，首先将绕组体1与套管3一起制造。然后，将铁芯2.1和2.2围绕绕组体臂21和22装配，其中，插入中间层9.1和9.2。然后将支撑框架5与防腐和隔音材料6装配在一起。然后装配固定导轨7.1和底部结构7.2。最后，挂入已牢固装配在电线杆8上的杆支架8.1。为了简化装配，例如借助起重工具，例如起重机或类似工具，在保持器件M中设有悬挂孔11。

图3示出了根据本发明的变压器20的另一示例性实施例。其中所示的保持器8.1配备有上杆支架8.1和下杆支架8.1，每个杆支架8.1仅形成一个挂钩，所述挂钩中分别挂有一个配合件7.3。配合件7.3再次布置在固定导轨7.3上，该固定导轨在其背向配合件7.3的一侧上与支撑框架5的一部分牢固地连接。与图2所示的示例性实施例相比，固定导轨7.1是L形构造的，并且具有平行于电线杆延伸的竖直段和水平段，固定导轨7.1通过所述水平段接合在绕组体1下方。固定导轨7.1在其背离电线杆8的一侧上也与支撑框架5的另一部分连接，从而在绕组体1、芯单元26与保持器件5、7.1和7.3之间提供了稳定的单元。支撑框架5的两个所述部分相互螺纹连接。支撑框架5背离电线杆8的部分在变压器20的俯视图中设计为C形，并在其自由臂的端部处与支撑框架5的在一个方向上以细长方式延伸的部分螺纹连接。

固定在支撑框架5上的固定吊环7.4通过在电线杆8上的吊车简化了变压器20的装配。

Claims (7)

1.一种用于装配在空气绝缘的配电网的电线杆上的变压器(20)，该变压器具有：

-带有固体绝缘体的绕组块(1)，在所述固体绝缘体中布置至少一个高压绕组和至少一个低压绕组，所述绕组块(1)限定整周闭合的中心的保持孔(25)的边界，

-带有至少一个可磁化的铁芯(2.1、2.2)的芯单元(26)，每个高压绕组通过该芯单元感应地与每个低压绕组耦连，其中，所述芯单元(26)以至少一个芯臂延伸穿过保持孔(25)并且以冠状段(27)在外部环形地包围绕组块(1)，并且其中所述芯单元(26)具有两个铁芯(2.1、2.2)，所述铁芯分别以芯臂延伸通过保持孔(25)并且分别整周包围绕组体(1)的臂(21、22)，其中，在延伸通过所述保持孔(25)的铁芯(2.1、2.2)的芯臂之间设有至少一个限定冷却通道的中间层(9.2)，

-保持器件，用于将冠状段固定在所述电线杆上，

其中，所述保持器件具有完全包围冠状段(27)的支撑框架(5)，在所述支撑框架(5)和所述冠状段(27)之间布置有隔音材料(6)。

2.根据权利要求1所述的变压器(20)，其特征在于，芯单元(26)浸渍有可固化的聚合物。

3.根据权利要求1所述的变压器(20)，其特征在于，所述支撑框架(5)形成横截面为C形的、封闭的环形侧壁，其完全包覆所述冠状段(27)。

4.根据权利要求1所述的变压器(20)，其特征在于，在所述绕组块(1)和所述芯单元(26)之间设有限定冷却通道的中间层。

5.根据权利要求1所述的变压器(20)，其特征在于，所述保持器件具有能装配在电线杆上的固定导轨(7.1)和挂钩连接装置(8.1、7.3)。

6.根据权利要求5所述的变压器(20)，其特征在于，设有用于保持绕组块(1)的底部结构(7.2)，其中，所述底部结构(7.2)与所述支撑框架(5)连接。

7.根据权利要求6所述的变压器(20)，其特征在于，所述支撑框架(5)和/或所述底部结构(7.2)配有接地螺母(10)。