CN112562997B - 绝缘阻尼结构及变压器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种绝缘阻尼结构,属于变压器技术领域,包括连接低压线圈和低压线圈内部的铁芯的绝缘阻尼筒和位于高压线圈外侧的高压绝缘阻尼组件;高压绝缘阻尼组件包括连接高压线圈与高压线圈一侧的铁芯的第一绝缘阻尼板和位于相邻两个高压线圈之间的第二绝缘阻尼板。本发明还提供了一种使用该绝缘阻尼结构的变压器。本发明提供的一种绝缘阻尼结构,利用在线圈与铁芯之间以及线圈和线圈之间增加绝缘阻尼结构,用于阻止线圈在短路时对铁芯施加较大的压力和减缓线圈短路时产生的振动幅度,避免短路时线圈产生的力对铁芯造成损坏。
Description
技术领域
本发明属于变压器技术领域,更具体地说,是涉及一种绝缘阻尼结构及使用该绝缘阻尼结构的变压器。
背景技术
非晶合金变压器对于电网的节能效益非常明显,制造成本与传统的硅钢变压器相近,是目前节能效果好、使用成本较经济的配电变压器。非晶合金变压器适用于容量小于6300KVA以下且电压等级在10KV-35KV之间的中小型非晶合金配电变压器。
非晶合金材料硬度大、难以剪切和加工,因此采用矩形铁芯,相应的高压线圈和低压线圈也采用矩形结构。矩形线圈中电流在其周围产生漏磁场,分为轴向分量和辐向分量,轴向漏磁场与矩形线圈中的电流相互作用产生幅向力,使低压(内)线圈受径向上向内的压力作用,高压(外)绕组受径向上向外的拉力作用。当压力和拉力在线圈上所产生的应力大于导线的许用应力时,线圈将产生明显变形。由于非晶合金变压器矩形线圈所受电动力远不如普通变压器圆形线圈均匀,承受突发短路电动力时非常容易变形。
发明内容
本发明的目的在于提供一种绝缘阻尼结构,旨在解决非晶合金变压器矩形线圈抗短路能力差,铁芯易变形的问题。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:提供一种绝缘阻尼结构,包括:
低压绝缘阻尼组件,包括位于所述低压线圈和所述低压线圈内部的铁芯之间的绝缘阻尼筒;
高压绝缘阻尼组件,位于所述高压线圈的外侧,所述高压绝缘阻尼组件包括位于所述高压线圈与所述高压线圈外侧的铁芯之间的第一绝缘阻尼板和位于相邻两个所述高压线圈之间的第二绝缘阻尼板。
作为本申请另一实施例,所述第一绝缘阻尼板为U型板,所述高压线圈连接所述U型板的凹面。
作为本申请另一实施例,所述第一绝缘阻尼板包括:
瓦楞纸板,用于连接所述高压线圈的外侧;
第二环氧玻璃布板,所述环氧玻璃布板位于所述瓦楞纸板的外侧,并与所述铁芯连接。
作为本申请另一实施例,所述第二绝缘阻尼板包括两个相背设置的第三环氧玻璃布板。
作为本申请另一实施例,所述第三环氧玻璃布板上设有散热孔。
作为本申请另一实施例,所述散热孔的内径与线圈线饼之间的最大距离相等。
作为本申请另一实施例,所述第三环氧玻璃布板为U形结构。
作为本申请另一实施例,所述绝缘阻尼筒包括:
硬纸板筒,用于连接所述低压线圈的内侧;
第一环氧玻璃布板,位于所述硬纸板筒的内侧,用于连接所述低压线圈内部的铁芯。
作为本申请另一实施例,所述绝缘阻尼筒还包括位于所述硬纸板筒和所述第一环氧玻璃布板之间的硅胶板。
本发明提供的绝缘阻尼结构的有益效果在于:与现有技术相比,本发明绝缘阻尼结构利用在线圈与铁芯之间以及线圈和线圈之间增加绝缘阻尼结构,用于阻止线圈在短路时对铁芯施加较大的压力和减缓线圈短路时产生的振动幅度,避免短路时线圈产生的力对铁芯造成损坏。
本发明还提供一种变压器,包括所述的绝缘阻尼结构。
本发明提供的变压器的有益效果在于:与现有技术相比,本发明变压器包含上述的绝缘阻尼结构,具有上述绝缘阻尼结构所具有的所有有益效果,利用在线圈与铁芯之间以及线圈和线圈之间增加绝缘阻尼结构,用于阻止线圈在短路时对铁芯施加较大的压力和减缓线圈短路时产生的振动幅度,避免短路时线圈产生的力对铁芯造成损坏。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,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,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,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绝缘阻尼结构的俯视剖视图;
图2为本发明实施例提供的绝缘阻尼结构的正视剖视图;
图3为绝缘阻尼筒的结构示意图;
图4为第一绝缘阻尼板的结构示意图;
图5为第二绝缘阻尼板的结构示意图。
图中:1、铁芯;2、低压线圈;3、高压线圈;4、第一绝缘阻尼板;5、绝缘阻尼筒;6、第二绝缘阻尼板;7、硬纸板筒;8、硅胶板;9、第一环氧玻璃布板;10、第二环氧玻璃布板;11、瓦楞纸板;12、第三环氧玻璃布板。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“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,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
请参阅图1至图3,现对本发明提供的绝缘阻尼结构进行说明。所述绝缘阻尼结构,包括连接低压线圈2和低压线圈2内部的铁芯1的绝缘阻尼筒5和位于高压线圈3外侧的高压绝缘阻尼组件;高压绝缘阻尼组件包括连接高压线圈3与高压线圈3一侧的铁芯1的第一绝缘阻尼板4和位于相邻两个高压线圈3之间的第二绝缘阻尼板6。
本发明提供的绝缘阻尼结构,与现有技术相比,在低压线圈2和铁芯1之间加设绝缘阻尼筒5,在高压线圈3与铁芯1之间加设第一绝缘阻尼板4以及在两个相邻两个高压线圈3之间加设第二绝缘阻尼板6,绝缘阻尼筒5能够有效阻止低压线圈2在短路时产生的沿其径向的向内的第一压力,减缓低压线圈2的振动,避免低压线圈2内部的铁芯1受较大的压力和减小其振动幅度;第一绝缘阻尼板4位于高压线圈3和高压线圈3一侧的铁芯1之间,有效阻止了高压线圈3在短路时产生沿其径向向外的第二压力,避免高压线圈3向其外侧的铁芯1施加较大的压力和减小铁芯1的振动,防止铁芯1变形或损坏;在两个相邻的高压线圈3之间设有第二绝缘阻尼板6,其中第二绝缘阻尼板6用于抵挡两侧高压线圈3在短路时同时产生的第三压力,保护两侧线圈不会因所受压力过大而发生变形的同时减缓其因短路引起的线圈振动。本发明提供的绝缘阻尼结构,利用在线圈与铁芯1之间以及线圈和线圈之间增加绝缘阻尼结构,用于阻止线圈在短路时对铁芯1施加较大的压力和减缓线圈短路时产生的振动幅度,避免短路时线圈产生的力对铁芯1造成损坏。
作为本发明提供的绝缘阻尼结构的一种具体实施方式,请参阅图1和图4,第一绝缘阻尼板4为U型板,高压线圈3连接U型板的凹面。本实施例中,位于高压线圈3和铁芯1之间的第一绝缘阻尼板4为U型板,其中高压线圈3位于U型板的凹面一侧,U型板套设在高压线圈3的外部,U型板两端的伸出端的长度为H1,H1=1mm-10mm。U型板在折角处的圆弧弧度为R1,R1与高压线圈3外侧边角的弧度相契合。铁芯1为长方体结构,铁芯1的长度与U型板沿铁芯1的轴向的长度一致,U型板与铁芯1紧密贴合。
作为本发明提供的绝缘阻尼结构的一种具体实施方式,请参阅图1和图4,第一绝缘阻尼板4包括瓦楞纸板11和第二环氧玻璃布板10;其中,瓦楞纸板11位于高压线圈3的外侧,第二环氧玻璃布板10位于瓦楞纸板11的外侧,并与铁芯1连接。本实施例中,位于高压线圈3和铁芯1之间的第一绝缘阻尼板4包括内侧的瓦楞纸板11和外侧的第二环氧玻璃布板10,第二环氧玻璃布板10通过黏合剂黏合在瓦楞纸板11的外侧。第二环氧玻璃布板10与瓦楞纸板11均为U型,在第二环氧玻璃布板10的凹面和瓦楞纸板11的凸面均涂上黏合剂,将其紧密黏合形成一个整体结构。具体地,瓦楞纸板11的楞高为1.1mm-8mm;第二环氧玻璃布板10的厚度为1mm-15mm。
作为本发明提供的绝缘阻尼结构的一种具体实施方式,请参阅图1,第二绝缘阻尼板6包括两个相背设置的第三环氧玻璃布板12。本实施例中,第二绝缘阻尼板6位于两个高压线圈3之间,第二绝缘阻尼板6由两个第三环氧玻璃布板12相背设置组成,两个高压线圈3分别与两个U型板的凹面贴合。两个U型板的折角处与高压线圈3的拐角处的弧度一致。第二绝缘阻尼板6采用第二环氧玻璃布板10,在绝缘的同时有效保护两侧高压线圈3。
具体地,位于两个高压线圈3之间的第三环氧玻璃布板12设有散热孔,以助于对变压器内部的线圈进行散热。散热孔的内径与线圈线饼之间的最大距离相等。
作为本发明提供的绝缘阻尼结构的一种具体实施方式,请参阅图1和图5,第三环氧玻璃布板12为U形结构。本实施例中,两个第三环氧玻璃布板12相背设置在两个高压线圈3之间,两个第三环氧玻璃布板12均为U形结构,第三环氧玻璃布板12两端的折边的直线段的长度为H2,H2=1mm-10mm。第三环氧玻璃布板12两端的折边直线段的长度随变压器容量的不同而不同。中小型变压器最大容量为6300KVA,当变压器容量为6300KVA时,H2=10mm。
作为本发明提供的绝缘阻尼结构的一种具体实施方式,请参阅图1,绝缘阻尼筒5包括用于连接低压线圈2内侧的硬纸板筒7和硬纸板筒7内侧的第一环氧玻璃布板9,其中第一环氧玻璃布板9连接低压线圈2内部的铁芯1。本实施例中,低压线圈2与其内部的铁芯1之间设有多层结构组成的绝缘阻尼筒5,其中连接低压线圈2一端的结构为硬纸板筒7,在硬纸板筒7的内侧设有一层第一环氧玻璃布板9,第一环氧玻璃布板9与低压线圈2内部的铁芯1连接,用于降低铁芯1振动幅度。具体地,硬纸板筒7的厚度随变压器的容量的不同而不同,当变压器容量为30KVA-6300kVA时,的硬纸板筒7的厚度的取值范围为4mm-6mm。
作为本发明提供的绝缘阻尼结构的一种具体实施方式,请参阅图1,绝缘阻尼筒5还包括位于硬纸板筒7和第一环氧玻璃布板9之间的硅胶板8。本实施例中,绝缘阻尼筒5自外而内结构依次为硬纸板筒7、硅胶板8和第一环氧玻璃布板9,硅胶板8置于硬纸板筒7和第一环氧玻璃布板9之间,用于增加绝缘阻尼筒5的阻尼作用。当低压线圈2及其内部的铁芯1受力振动时,其振动能量传递给硅胶板8和第一环氧玻璃布板9,引起硅胶板8和第一环氧玻璃布板9内部的摩擦和相互错动,用于减弱低压线圈2和铁芯1的振动强度,同时达到降噪的目的。
具体地,根据变压器容量的不同需要选择不同厚度的硅胶板8,当变压器容量为30KVA-6300kVA时,的硅胶板8厚度的取值范围为0.5mm-5mm。
本发明还提出一种变压器,使用了上述的绝缘阻尼结构。
本发明提供的变压器的有益效果在于:与现有技术相比,本发明提供的变压器包含上述的绝缘阻尼结构,具有上述绝缘阻尼结构所具有的所有有益效果,通过在低压线圈2和铁芯1之间增加第一绝缘组件,以及在高压线圈3外侧增加高压绝缘阻尼组件,对高压线圈3一侧的铁芯1进行保护,有效阻止高压线圈3在短路时对铁芯1施加较大的压力,引起铁芯1变形或损坏。有效解决了非晶合金变压器矩形线圈抗短路能力差,铁芯1易变形的问题。
以下为本发明提供的实施例:
实施例一:
以容量315kVA电压10kV的非晶合金变压器为例,应用本发明提供的绝缘阻尼结构,即:
(1)在低压线圈2与铁芯1之间放入绝缘阻尼筒5,绝缘阻尼筒5由靠近低压线圈2内径侧的硬纸板筒7、硅胶板8和靠近铁芯1外径侧的第一环氧玻璃布板9组合而成。硬纸板筒7的厚度选取5mm;硅胶板8材料为绝缘硅胶板8、厚度选取3mm;第一环氧玻璃布板9的厚度选取5mm。
(2)在高压线圈3与铁芯1边柱之间放入U形的第一绝缘阻尼板4,第一绝缘阻尼板4的凹面靠近高压线圈3,凸面靠近铁芯1边柱,结构组成从凹面至凸面分别为瓦楞纸板11和第二环氧玻璃布板10。瓦楞纸板11的楞高选取5mm;第二环氧玻璃布板10的厚度选取12mm;U型板开口处直线段高度H1=7mm。U型板的各组成部分可用黏合剂黏合。
(3)在高压线圈3相间放入“工”字形的第二绝缘阻尼板6,第二绝缘阻尼板6是由两个U形的第三环氧玻璃布板12背靠背粘接而成,两个第三环氧玻璃布板12上相应设置有散热孔,散热孔的孔径大小与线圈线饼之间的最大距离相等,第三环氧玻璃布板12厚度选取8mm,第三环氧玻璃布板12的开口处直线段高度H2=7mm。两个第三环氧玻璃布板12之间可用黏合剂黏合。
经试验,在应用本发明前后非晶合金变压器的应力值对比如表1所示。
表1容量为315kVA的非晶合金变压器应用本发明前后应力对比
名称 | 应用本发明前 | 应用本发明后 |
长直边辐向应力(Mpa) | 25 | 22 |
短直边辐向应力(Mpa) | 22 | 21 |
圆角边辐向应力(Mpa) | 38 | 33 |
最大应力值(Mpa) | 38 | 33 |
实施例二:
以容量630kVA电压10kV的非晶合金变压器为例,应用本发明提供的绝缘阻尼结构,即:
(1)在低压线圈2与铁芯1之间放入绝缘阻尼筒5,绝缘阻尼筒5由靠近低压线圈2内径侧的硬纸板筒7、硅胶板8和靠近铁芯1外径侧的第一环氧玻璃布板9组合而成。硬纸板筒7的厚度选取5mm;硅胶板8材料为绝缘硅胶板8、厚度选取4mm;第一环氧玻璃布板9厚度选取6mm。
(2)在高压线圈3与铁芯1边柱之间放入U形的第一绝缘阻尼板4,第一绝缘阻尼板4的凹面靠近高压线圈3,凸面靠近铁芯1边柱,结构组成从凹面至凸面分别为瓦楞纸板11和第二环氧玻璃布板10。瓦楞纸板11的楞高选取6mm;第二环氧玻璃布板10的厚度选取11mm;U型板开口处直线段高度H1=10mm。U型板的各组成部分可用黏合剂黏合。
(3)在高压线圈3相间放入“工”字形的第二绝缘阻尼板6,第二绝缘阻尼板6是由两个U形的第三环氧玻璃布板12背靠背粘接而成,两个第三环氧玻璃布板12上相应设置有散热孔,散热孔的孔径大小与线圈线饼之间的最大距离相等,第三环氧玻璃布板12厚度选取10mm,第三环氧玻璃布板12的开口处直线段高度H2=10mm。两个第三环氧玻璃布板12之间可用黏合剂黏合。
经试验,在应用本发明前后非晶合金变压器的应力值对比如表2所示。
表2容量为630kVA的非晶合金变压器应用本发明前后应力对比
当变压器发生短路时,低压线圈2向其内部的铁芯1施加第一压力,通过绝缘阻尼筒5,能够对第一压力起到缓冲作用,减缓低压线圈2所受的突发短路力的冲击的同时保护铁芯1,使其避免受到低压线圈2的挤压;高压线圈3在短路时会产生一个沿其径向的向外的第二压力,通过在高压线圈3和铁芯1之间加设U形的第一绝缘阻尼板4,减缓高压线圈3所受的突发短路力的冲击的同时保护铁芯1,避免铁芯1受高压线圈3的顶压;相邻的两个高压线圈3之间加设带有散热孔的工字形第二绝缘阻尼板6,可减缓两个高压线圈3相对扩张的力,同时满足线圈的散热要求。
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)
1.一种绝缘阻尼结构,用于连接铁芯、低压线圈和高压线圈,低压线圈沿铁芯轴向绕设在铁芯周向,高压线圈沿铁芯轴向绕设在低压线圈周向,其特征在于,包括:
低压绝缘阻尼组件,包括位于所述低压线圈和所述低压线圈内部的铁芯之间的绝缘阻尼筒;
高压绝缘阻尼组件,位于所述高压线圈的外侧,所述高压绝缘阻尼组件包括位于所述高压线圈与所述高压线圈外侧的铁芯之间的第一绝缘阻尼板和位于相邻两个所述高压线圈之间的第二绝缘阻尼板;
所述绝缘阻尼筒包括:硬纸板筒,用于连接所述低压线圈的内侧;第一环氧玻璃布板,位于所述硬纸板筒的内侧,用于连接所述低压线圈内部的铁芯;还包括位于所述硬纸板筒和所述第一环氧玻璃布板之间的硅胶板;
所述硅胶板和所述第一环氧玻璃布板内部的摩擦和相互错动,用于减弱低压线圈和铁芯的振动强度。
2.如权利要求1所述的绝缘阻尼结构,其特征在于,所述第一绝缘阻尼板为U型板,所述高压线圈连接所述U型板的凹面。
3.如权利要求2所述的绝缘阻尼结构,其特征在于,所述第一绝缘阻尼板包括:
瓦楞纸板,用于连接所述高压线圈的外侧;
第二环氧玻璃布板,所述第二环氧玻璃布板位于所述瓦楞纸板的外侧,并与所述铁芯连接。
4.如权利要求1所述的绝缘阻尼结构,其特征在于,所述第二绝缘阻尼板包括两个相背设置的第三环氧玻璃布板。
5.如权利要求4所述的绝缘阻尼结构,其特征在于,所述第三环氧玻璃布板上设有散热孔。
6.如权利要求5所述的绝缘阻尼结构,其特征在于,所述散热孔的内径与线圈线饼之间的最大距离相等。
7.如权利要求4所述的绝缘阻尼结构,其特征在于,所述第三环氧玻璃布板为U形结构。
8.一种变压器,其特征在于,包括权利要求1-7任意一项所述的绝缘阻尼结构。
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