CN113593856A - 一种低局部放电的干式变压器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种低局部放电的干式变压器，包括铁芯，铁芯包括上铁轭、下铁轭及设置于上铁轭和下铁轭之间的芯柱；第一绝缘层，套设置于芯柱上；第二绝缘层，设置第一绝缘层外；绕组，绕组包括线材和树脂封装层，线材绕设于第一绝缘层和第二绝缘层之间，树脂封装层渗入线材的匝间间隙和层间间隙，将绕组固化为一体，线材包括线芯和包覆于线芯上的真空浸渍树脂薄膜。通过在线芯的表层设置真空浸渍树脂薄膜，不易形成气隙或者气泡，减少线材上的气泡，同时，能够轻易筛除具有气隙或者气泡的线材，线材上的真空浸渍树脂薄膜与树脂封装层具有良好的相融性，最终，减少固化成一体的绕组内的气隙或者气泡，降低及减少局部放电。

Description

一种低局部放电的干式变压器

技术领域

本发明涉及一种变压设备，尤其涉及一种低局部放电的干式变压器。

背景技术

作为电网系统最重要的电气设备之一，电力变压器的正常运行至关重要。根据电力系统故障隐患排查情况统计资料，绝缘故障是影响变压器正常运行功能的重要原因，而局部放电又是导致变压器绝缘故障的关键所在。干式变压器由于在绝缘层内存在气隙，导致局部放电增强，局部放电长时间侵蚀破坏绝缘层，从缩短干式变压器器的使用寿命。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种低局部放电的干式变压器，以解决现有技术中的干式变压器受局部放电影响而导致使用寿命缩短的技术问题。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

一种低局部放电的干式变压器，包括：

铁芯，所述铁芯包括上铁轭、下铁轭及设置于所述上铁轭和所述下铁轭之间的芯柱；

第一绝缘层，套设置于所述芯柱上；

第二绝缘层，设置所述第一绝缘层外；

绕组，所述绕组包括线材和树脂封装层，所述线材绕设于所述第一绝缘层和所述第二绝缘层之间，所述树脂封装层渗入所述线材的匝间间隙和层间间隙，将所述绕组固化为一体，所述线材包括线芯和包覆于所述线芯上的真空浸渍树脂薄膜。

可选地，所述低局部放电的干式变压器还包括第一弹性绝缘层和第二弹性绝缘层，所述第一弹性绝缘层设置于所述绕组和所述第一绝缘层之间，所述第二弹性绝缘层设置于所述绕组和所述第二绝缘层之间。

可选地，所述第一弹性绝缘层和第二弹性绝缘层均为硅橡胶层。

可选地，所述低局部放电的干式变压器包括两个所述绕组；

其一所述绕组为低压绕组，对应的第一绝缘层为内绝缘筒，对应的所述第二绝缘层为中间绝缘筒；

另一所述绕组为高压绕组，对应的所述第一绝缘层为中间绝缘筒，对应的所述第二绝缘层为外绝缘筒。

可选地，与所述低压绕组对应的所述第一弹性绝缘层为低压内弹性绝缘层，与所述低压绕组对应的所述第二弹性绝缘层为低压外弹性绝缘层；

与所述高压绕组对应的第一弹性绝缘层为高压内弹性绝缘层，与所述高压绕组对应的第二弹性绝缘层为高压外弹性绝缘层。

可选地，所述线材绕制成的线圈的匝间间隙设有网格布层；或者

所述线材绕制成的线圈的层间间隙设有网格布层；或者

所述线材绕制成的线圈的匝间间隙和匝间间隙均设有网格布层。

可选地，所述线材还包括包覆于所述真空浸渍树脂薄膜表层的网格布层。

可选地，所述网格布层为玻璃纤维网格布。

可选地，所述绕组为高压绕组时，所述第二绝缘层上还设有金属屏蔽层。

可选地，所述真空浸渍树脂薄膜的软化点温度高于所述树脂封装层的软化点温度。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

在本发明所，通过在线芯的表层设置真空浸渍树脂薄膜，不易形成气隙或者气泡，减少线材上的气泡，同时，能够轻易筛除具有气隙或者气泡的线材，线材上的真空浸渍树脂薄膜与树脂封装层具有良好的相融性，最终，减少固化成一体的绕组内的气隙或者气泡，降低及减少局部放电。

附图说明

图1为本发明的低局部放电的干式变压器的结构示意图；

图2为本发明的低局部放电的干式变压器中的局部结构示意图；

图3为本发明的低局部放电的干式变压器的半剖示意图。

图中：

1、芯柱；2、第一绝缘层；3、第二绝缘层；4、绕组；41、线材；411、线芯；412、空浸渍树脂薄膜；413、网格布层；42、树脂封装层；5、第一弹性绝缘层；6、第二弹性绝缘层；8、金属屏蔽层；

2a、内绝缘筒；；3a、外绝缘筒；7a、中间绝缘筒；4a、低压绕组；4b、高压绕组；5a、低压内弹性绝缘层；6a、低压外弹性绝缘层；5b、高压内弹性绝缘层；6b、高压外弹性绝缘层。

具体实施方式

下面，结合附图1至附图3以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

如图1、图2所示，本发明提供了一种低局部放电的干式变压器，包括铁芯、第一绝缘层2、第二绝缘层3和绕组4。铁芯包括上铁轭、下铁轭及设置于上铁轭和下铁轭之间的芯柱1；第一绝缘层2套设置于芯柱1上，第二绝缘层3设置第一绝缘层2外；绕组4包括线材41和树脂封装层42，线材41绕设于第一绝缘层2和第二绝缘层3之间，以此形成线圈。树脂封装层42渗入线材41的匝间间隙和层间间隙，将线圈固化为一体而形成绕组4，线材41包括线芯411和包覆于线芯411上的真空浸渍树脂薄膜412。

对绕组4进行树脂固化时，一些做法是直接对由线芯411绕制的线圈进行固化，从而获得一体固化的绕组4。这种方式中，一方面，由于线芯411表层本身并非是完全平滑，比如，在线芯411表层存在凹坑，这些凹坑的存在使得在树脂固化工艺中容易出现气隙，或者是气泡；另一方面线芯411在直接进行树脂固化时，液态树脂与线芯411表面存在材质上的差异，液态树脂与线芯411的相融性差，使得在线芯411表层容易形成气隙或者气泡；再一方面，直接将线芯411固化为绕组4，难以发现内部的气隙或者气泡，难以筛除内部具有气泡的绕组4。为了避免前述问题，本实施例中，线材41包括线芯411和真空浸渍树脂薄膜412，通过在线芯411表层以真空浸渍工艺成型真空浸渍树脂薄膜412，相比于直接固化成一体，浸渍成薄膜后，在线芯411表层具有气隙或者气泡时，气隙或者气泡更容易破灭，在真空条件下，液态树脂能够填充气隙或者气泡，从而减少气隙或者气泡的数量。尤其是在二次浸渍后，能够大量减少气隙或者气泡。

退一步来说，即便在线芯411表层成型真空浸渍树脂薄膜412后，仍然存在气泡，线材41的表层为薄膜，存在气隙或者气泡的位置，在形状和颜色上均与正常位置存在差异，因此，很容易筛除具有气隙或者气泡的线材41，从而减少或者避免线芯411表面存在气隙或者气泡的线材41进入后续的固化封装工艺，减少固化成一体后的气隙或者气泡，降低局部放电。

还有，真空浸渍树脂薄膜412的材料与树脂封装层42在材料商相同或者相近，在进行树脂固化封装时，处于高温下，真空浸渍树脂薄膜412与树脂封装层42具有较好的相融性，能够减少或者避免产生气隙或者气泡。

因此，通过在线芯411的表层设置真空浸渍树脂薄膜412，不易形成气隙或者气泡，减少线材41上的气泡，同时，能够轻易筛除具有气隙或者气泡的线材41，线材41上的真空浸渍树脂薄膜412与树脂封装层42具有良好的相融性，最终，减少固化成一体的绕组4内的气隙或者气泡，降低及减少局部放电。

在一些实施例中，如图1、图2所示，低局部放电的干式变压器还包括第一弹性绝缘层5和第二弹性绝缘层6，第一弹性绝缘层5设置于绕组4和第一绝缘层2之间，第二弹性绝缘层6设置于绕组4和第二绝缘层3之间。绕组4以树脂真空浇注从而固化为一体，在绕组4固化冷却后，绕组4与位于其内侧的第一绝缘层2之间存在间隙，从而形成气隙，绕组4与位于其外侧第二绝缘层3之间存在间隙，从而形成气隙。本实施例中，在绕组4与第一绝缘层2之间设置第一弹性绝缘层5，在绕组4与第二绝缘层3之间设置第二弹性绝缘层6，由于第一弹性绝缘层5和第二弹性绝缘层6其本身的弹性，绕组4固化收缩时，第一弹性绝缘层5和第二弹性绝缘层6伸展，从而填充绕组4收缩时产生的间隙，从而避免产生气隙。

在一些实施例中，第一弹性绝缘层5和第二弹性绝缘层6均为硅橡胶层。硅橡胶具有良好的绝缘性，还具有弹性，第一弹性绝缘层5和第二弹性绝缘层6以硅橡胶做为材料，能够适配其工作环境，并发挥绝缘及伸展功能。

在一些实施例中，如图3所示，低局部放电的干式变压器包括两个绕组4。

其一绕组4为低压绕组4a，对应的第一绝缘层2为内绝缘筒2a，对应的第二绝缘层3为中间绝缘筒7a；另一绕组4为高压绕组4b，对应的第一绝缘层2为中间绝缘筒7a，对应的第二绝缘层3为外绝缘筒3a。如此，干式变压器的结构从内至外依次为内绝缘筒2a、低压绕组4a、中间绝缘筒7a、高压绕组4b及外绝缘筒3a，以三个筒状结构的绝缘筒分隔低压绕组4a和高压绕组4b，并形成绝缘环境。

在一些实施例中，如图3所示，与低压绕组4a对应的第一弹性绝缘层5为低压内弹性绝缘层5a，与低压绕组4a对应的第二弹性绝缘层6为低压外弹性绝缘层6a。

与高压绕组4b对应的第一弹性绝缘层5为高压内弹性绝缘层5b，与高压绕组4b对应的第二弹性绝缘层6为高压外弹性绝缘层6b。

如此，干式变压器的结构从内至外依次为内绝缘筒2a、低压内弹性绝缘层5a、低压绕组4a、低压外弹性绝缘层6a、中间绝缘筒7a、高压内弹性绝缘层5b、高压绕组4b、高压外弹性绝缘层6b及外绝缘筒3a。低压内弹性绝缘层5a、低压外弹性绝缘层6a分别伸展以填充低压绕组4a内外两侧的间隙，高压内弹性绝缘层5b、高压外弹性绝缘层6b分别伸展以填充高压绕组4b内外两侧的间隙，从而极大的减少了干式变压器内的气隙，减少或者降低局部放电。

在线材41绕制成线圈后，使得线圈内形成一些入口较小的空间，由于这些空间的入口较小，更加容易在线圈内形成气隙或者气隙。

在一些实施例中，线材41绕制成的线圈的匝间间隙设有网格布层413。本实施例在匝间间隙设置网格布层413，在真空树脂浇注工艺中，网格布层413引导液态树脂流动，从而更好的填充线圈内的各个区域，减少或者避免气隙或者气泡。

在一些实施例中，线材41绕制成的线圈的层间间隙设有网格布层413，在真空树脂浇注工艺中，网格布层413引导液态树脂流动，从而更好的填充线圈内的各个区域，减少或者避免气隙或者气泡。

在一些实施例中，线材41绕制成的线圈的匝间间隙和匝间间隙均设有网格布层413，在真空树脂浇注工艺中，网格布层413引导液态树脂流动，从而更好的填充线圈内的各个区域，减少或者避免气隙或者气泡。

在一些实施例中，如图3所示，线材41还包括包覆于真空浸渍树脂薄膜412表层的网格布层413。在真空树脂浇注工艺中，网格布层413引导液态树脂流动，从而更好的填充线圈内的各个区域，减少或者避免气隙或者气泡。并且，网格布层413包覆于真空浸渍树脂薄膜412，如此，使得业态树脂能沿线材41的周围流动，能更加容易流入前述线圈内的空间，能够更加有效地减少或者避免气隙及气泡。

在一些实施例中，网格布层413为玻璃纤维网格布，玻璃纤维网格布具有良好的绝缘效果。

在一些实施例中，如图3所示，绕组4为高压绕组4b时，第二绝缘层3上还设有金属屏蔽层8，即外绝缘筒3a上设有金属屏蔽层8。通过设置金属屏蔽层8均衡电场，避免局部电场过强而引起局部强放电的现象。

第二绝缘层3上还设有金属屏蔽层8，具体来说，可以是第二绝缘层3的内侧表面设有金属屏蔽层8，还可以是第二绝缘层3的外侧表面设有金属屏蔽层8，也可以是第二绝缘层3的内部设有金属屏蔽层8。

在一些实施例中，真空浸渍树脂薄膜412的软化点温度高于树脂封装层42的软化点温度。真空浸渍树脂薄膜412与树脂封装层42的材料均为环氧树脂，真空浸渍树脂薄膜412与树脂封装层42在具体地组分有差别，通过不同的组分配比，使得真空浸渍树脂薄膜412的软化点温度高于树脂封装层42的软化点温度。如此，在浇注树脂封装层42时，真空浸渍树脂薄膜412能够保持更高的硬度，避免真空浸渍树脂薄膜412变形而产生气隙。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种低局部放电的干式变压器，其特征在于，包括：

铁芯，所述铁芯包括上铁轭、下铁轭及设置于所述上铁轭和所述下铁轭之间的芯柱；

第一绝缘层，套设置于所述芯柱上；

第二绝缘层，设置所述第一绝缘层外；

绕组，所述绕组包括线材和树脂封装层，所述线材绕设于所述第一绝缘层和所述第二绝缘层之间，所述树脂封装层渗入所述线材的匝间间隙和层间间隙，将所述绕组固化为一体，所述线材包括线芯和包覆于所述线芯上的真空浸渍树脂薄膜。

2.如权利要求1所述的低局部放电的干式变压器，其特征在于：所述低局部放电的干式变压器还包括第一弹性绝缘层和第二弹性绝缘层，所述第一弹性绝缘层设置于所述绕组和所述第一绝缘层之间，所述第二弹性绝缘层设置于所述绕组和所述第二绝缘层之间。

3.如权利要求2所述的低局部放电的干式变压器，其特征在于：所述第一弹性绝缘层和第二弹性绝缘层均为硅橡胶层。

4.如权利要求2所述的低局部放电的干式变压器，其特征在于：所述低局部放电的干式变压器包括两个所述绕组；

其一所述绕组为低压绕组，对应的第一绝缘层为内绝缘筒，对应的所述第二绝缘层为中间绝缘筒；

另一所述绕组为高压绕组，对应的所述第一绝缘层为中间绝缘筒，对应的所述第二绝缘层为外绝缘筒。

5.如权利要求4所述的低局部放电的干式变压器，其特征在于：与所述低压绕组对应的所述第一弹性绝缘层为低压内弹性绝缘层，与所述低压绕组对应的所述第二弹性绝缘层为低压外弹性绝缘层；

与所述高压绕组对应的第一弹性绝缘层为高压内弹性绝缘层，与所述高压绕组对应的第二弹性绝缘层为高压外弹性绝缘层。

6.如权利要求1所述的低局部放电的干式变压器，其特征在于：所述线材绕制成的线圈的匝间间隙设有网格布层；或者

所述线材绕制成的线圈的层间间隙设有网格布层；或者

所述线材绕制成的线圈的匝间间隙和匝间间隙均设有网格布层。

7.如权利要求6所述的低局部放电的干式变压器，其特征在于：所述线材还包括包覆于所述真空浸渍树脂薄膜表层的网格布层。

8.如权利要求7所述的低局部放电的干式变压器，其特征在于：所述网格布层为玻璃纤维网格布。

9.如权利要求1所述的低局部放电的干式变压器，其特征在于：所述绕组为高压绕组时，所述第二绝缘层上还设有金属屏蔽层。

10.如权利要求1所述的低局部放电的干式变压器，其特征在于：所述真空浸渍树脂薄膜的软化点温度高于所述树脂封装层的软化点温度。

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