CN114496519A - 一种弹性绝缘体全包封的干式变压器绕组结构及制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种弹性绝缘体全包封的干式变压器绕组结构及制造方法，干式变压器绕组结构包括中心绕柱，中心绕柱的外周套设有若干个依次串联的线圈，若干线圈构成变压器的绕组，线圈由电磁线绕制而成；相邻线圈之间设有若干中间垫块；绕组的两端分别设有若干端部垫块，端部垫块沿中心绕柱外周设置；端部垫块、线圈、中间垫块和中心绕柱表面封装有弹性绝缘体。利用本发明能够简化绕组的制作难度、优化散热、降低成本，同时弹性绝缘体得到有效填充和融合，变压器具有良好的耐温、降噪品质。

Description

一种弹性绝缘体全包封的干式变压器绕组结构及制造方法

技术领域

本发明涉及一种弹性绝缘体全包封的干式变压器绕组结构及制造方法，属于干式变压器技术领域。

背景技术

传统的干式变压器主要有三种:非包封浸渍式、环氧树脂浇注式、环氧树脂绕包式，其中非包封浸渍式是电磁线绝缘和空气间隙组成的绝缘体系，变压器体积稍大、易吸潮；环氧树脂浇注式和绕包式均为环氧树脂包封，绝缘性能稳定，但环氧树脂固化后是刚性体，温差较大的极端气候下有开裂隐患。

为解决非包封干式变压器易吸潮和环氧树脂包封干式变压器易开裂问题，弹性绝缘体包封的干式变压器被提出。但是这类产品需使用刚性的环氧玻璃纤维绝缘筒、端圈、梳形撑条作支撑保护，该结构复杂、散热差、成本高，且环氧筒、梳形撑条在后期吸潮后易出现沿面放电隐患。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种弹性绝缘体全包封的干式变压器绕组结构及制造方法，能够简化绕组的制作难度，达到优化散热、提高品质的目的，同时降低成本。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

一种弹性绝缘体全包封的干式变压器绕组结构，包括中心绕柱，所述中心绕柱的外周套设有若干个依次串联的线圈，所述若干线圈构成变压器的绕组，所述线圈由电磁线绕制而成；

相邻线圈之间设有若干中间垫块；

所述绕组的两端分别设有若干端部垫块，所述端部垫块沿中心绕柱外周设置；

端部垫块、线圈、中间垫块和中心绕柱表面封装有弹性绝缘体。

可选的，所述中心绕柱为中空筒体，其周向侧壁上设有若干排气孔；

绕组周部均布设置有多个沿绕组轴向延伸的散热通道，所述散热通道贯穿各线圈。

可选的，所述线圈为饼式线圈或层式线圈。散热通道的可根据散热需要来设置，对于小容量产品来说，若散热面积足够，则可不设置散热气道。

可选的，相邻线圈之间的若干中间垫块设置于同一平面上，绕组每一端的若干端部垫块设置于同一平面上；同一水平面上的所述中间垫块和所述端部垫块绕中心绕柱均匀分布。

可选的，所述中间垫块的纵截面呈“L”形，包括短板和长板，长板板面垂直于中心绕柱置于相邻两线圈中的下层线圈上，所述短板贴设于所述中心绕柱的周侧，各线圈绕设于短板上。

可选的，所述中心绕柱、所述中间垫块、所述端部垫块和所述弹性绝缘体为硅橡胶制品，邵氏硬度大于70°。

可选的，所述端部垫块、所述线圈、所述中间垫块与所述弹性绝缘体之间设有附着层。

一种弹性绝缘体全包封的干式变压器绕组结构的制造方法，包括以下步骤：

制作中空筒状的中心绕柱；

使用电磁线在中心绕柱外周间隔绕制相串联的若干线圈，若干线圈构成变压器的绕组，绕制过程中在相邻线圈之间安装中间垫块；

在绕组的两端安装端部垫块；

在线圈绕制及垫块安装均完成的绕组结构外装设模具，将弹性绝缘体的液态料灌注至模具内并使弹性绝缘体固化，得到封装完成的干式变压器绕组。

可选的，绕组绕制过程中，沿绕组周向均匀设置多组沿绕组轴向延伸的气道板，在气道板外周裹上渗透性绝缘体；封装且弹性绝缘体固话后，将气道板取出，使得原每组气道板放置处形成沿绕组轴向延伸的散热通道。

可选的，封装前，在端部垫块、线圈和中间垫块的表面涂覆增粘底涂剂。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

本发明提供一种弹性绝缘体包封式干式变压器绕组结构，无需刚性内筒、端圈、梳形撑条的保护支撑，提升了与弹性绝缘体的相容性，优化了散热结构，使变压器具有良好的耐高温性和降噪效果，同时缩短生产工期，有效降低成本。同时本发明的绕组中弹性绝缘体能够得到有效填充和融合，使得变压器具有良好的耐温、降噪品质。

附图说明

图1所示为本发明弹性绝缘体全包封的干式变压器绕组结构一种实施例的结构示意图；

图2所示为图1中弹性绝缘体全包封的干式变压器绕组结构的轴向剖面示意图；

图3所示为本发明弹性绝缘体全包封的干式变压器绕组结构一种实施例中的中心绕柱平铺结构示意图；

图4所示为一种实施例中的中间垫块结构示意图；

图5所示为本发明弹性绝缘体全包封的干式变压器绕组结构第二种实施例的结构示意图。

图中：1、中心绕柱；2、端部垫块； 3、饼式线圈；4、中间垫块；41、短板；42、长板；5、弹性绝缘体；6：层式线圈。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

如图1至图4所示，一种弹性绝缘体全包封的干式变压器绕组结构，包括中空筒状中心绕柱1，本实施例的中心绕柱1采用硅胶板卷曲而成，参考图3所示，中心绕柱1侧壁上设有若干列排气孔；

如图1，中心绕柱1的外周套设有若干个串联的饼式线圈3，若干个饼式线圈3构成变压器的绕组，饼式线圈3由绕制的电磁线构成，电磁线可选用聚酰亚胺漆包线、双玻璃丝包线、聚酰亚胺膜包线或芳纶纸包线。

绕组的两端分别设有四个沿中心绕柱1外周均匀分布的端部垫块2。

中间垫块4用于饼式线圈3之间的隔断，相邻饼式线圈3之间分别设有8~16个沿中心绕柱1外周均匀分布的中间垫块4，参考图4所示，中间垫块4的纵截面呈“L”形，包括短板41和长板42，短板41和长板42分别竖直和水平放置，短板41贴近中心绕柱1的侧壁，各饼式线圈3绕设于短板41上。长板42板面垂直于中心绕柱1置于相邻两饼式线圈3中的下层饼式线圈3上。

为利于批量生产，端部垫块2和中间垫块4可以制作成多种固定规格，适应各容量产品。

根据散热需要，绕组周部可以均布设置有多个沿绕组轴向延伸的散热通道，各散热通道贯穿各线圈，用于提高变压器的散热性。

中心绕柱1、端部垫块2、饼式线圈3和中间垫块4的表面封装有弹性绝缘体5；端部垫块2、饼式线圈3、中间垫块4与弹性绝缘体5之间设有附着层，附着层为增粘底涂剂，附着层可提高弹性绝缘体的附着力。

结合图1和图2，在中心绕柱1的轴向方向上，各端部垫块2与每一层中的一个中间垫块4处于同一条直线上，加之端部垫块2与后期变压器组装时的器身压块、垫块直接接触，可形成对绕组的整体固定。

中心绕柱1、中间垫块4、端部垫块2和弹性绝缘体5优选为硅橡胶制品，中间垫块4和端部垫块2的邵氏硬度为70°-75°，若对绕组机械强度更高，中间垫块4和端部垫块2也可以采用硬度更大的聚酰亚胺、环氧类树脂成型材料加工制作。

本实施例弹性绝缘体全包封的干式变压器绕组结构的制造方法，包括以下步骤：

S1，制作中空筒状的中心绕柱1；

S2，使用电磁线在中心绕柱1外周间隔绕制相串联的若干饼式线圈3，若干饼式线圈3构成变压器的绕组，绕制过程中在相邻饼式线圈3之间安装中间垫块4；根据散热需要，还可在沿绕组一周设置多组气道板，在气道板外周裹上渗透性绝缘体，渗透性绝缘体可选择粗砂型玻纤织布，气道板被夹在每一层线圈的辐面上，使得后续气道板撤出后，能够形成沿绕组轴向延伸并贯穿各线圈的散热气道。各饼式线圈3在绕制第一匝时依次在下层饼式线圈3上放置中间垫块4，使中间垫块4的长板42平放于下层饼式线圈3上，短板41贴设于中心绕柱1周侧，用第一圈线匝压住中间垫块4的短板41，可有效防止中间垫块4松散掉落；

S3，在绕组的两端安装端部垫块2；

S4，端部垫块2、饼式线圈3和中间垫块4的表面涂覆增粘底涂剂，即附着层；

S5，装好外模具，用弹性绝缘体5的液态料通过真空压力进行整体灌封并固化，将中心绕柱1、端部垫块2、饼式线圈3、中间垫块4包封形成完整的固态绕组个体，排气孔可作为弹性绝缘体5灌注时的排气通道；

S6，有气道板的，取出气道板，从而形成绕组散热通道，提高变压器的散热性。

实施例2

如图5所示，本实施例的弹性绝缘体全包封的干式变压器绕组结构，包括中空筒状中心绕柱1，中心绕柱1侧壁上设有若干列排气孔；

与实施例1不同的是，本实施例中中心绕柱1的外周套设有若干个串联的层式线圈6，若干个层式线圈6构成变压器的绕组，层式线圈6由绕制的电磁线构成，对于10kV级绕组优选4-6层式，电磁线可选用聚酰亚胺漆包线、双玻璃丝包线、聚酰亚胺膜包线或芳纶纸包线。

绕组的两端分别设有四个沿中心绕柱1外周均匀分布的端部垫块2。

中间垫块4用于层式线圈6之间的隔断，相邻层式线圈6之间分别设有8~16个沿中心绕柱1外周均匀分布的中间垫块4，中间垫块4的纵截面呈“L”形，包括短板41和长板42，短板41和长板42分别竖直和水平放置，短板41贴近中心绕柱1的侧壁，各层式线圈6绕设于短板41上，长板42板面垂直于中心绕柱1置于相邻两层式线圈6中的下层层式线圈6上。

为利于批量生产，端部垫块2和中间垫块4可以制作成多种固定规格，适应各容量产品。

绕组整体可沿圆周设置轴向散热通道，用于提高变压器的散热性。

中心绕柱1、端部垫块2、层式线圈6和中间垫块4的表面封装有弹性绝缘体5；端部垫块2、层式线圈6、中间垫块4与弹性绝缘体5之间设有附着层，附着层为增粘底涂剂，附着层可提高弹性绝缘体的附着力。

在中心绕柱1的轴向方向上，各端部垫块2与每一层中的一个中间垫块4处于同一条直线上，加之端部垫块2与后期变压器组装时的器身压块、垫块直接接触，可形成对绕组的整体固定。

中心绕柱1、中间垫块4、端部垫块2和弹性绝缘体5优选为硅橡胶制品，中间垫块4和端部垫块2的邵氏硬度为70°-75°，若对绕组机械强度更高，中间垫块4和端部垫块2也可以采用硬度更大的聚酰亚胺、环氧类树脂成型材料加工制作。

以上所述实施例的弹性绝缘体包封式干式变压器绕组，无需刚性内筒、端圈、梳形撑条的保护支撑，提升了与弹性绝缘体的相容性，且结构简单、易操作，散热通畅。同时本发明的绕组中弹性绝缘体能够得到有效填充和融合，使得变压器具有良好的耐温、降噪品质

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 (10)

1.一种弹性绝缘体全包封的干式变压器绕组结构，其特征在于：包括中心绕柱，所述中心绕柱的外周套设有若干个依次串联的线圈，所述若干线圈构成变压器的绕组，所述线圈由电磁线绕制而成；

相邻线圈之间设有若干中间垫块；

所述绕组的两端分别设有若干端部垫块，所述端部垫块沿中心绕柱外周设置；

端部垫块、线圈、中间垫块和中心绕柱表面封装有弹性绝缘体。

2.根据权利要求1所述的一种弹性绝缘体全包封的干式变压器绕组结构，其特征在于：所述中心绕柱为中空筒体，其周向侧壁上设有若干排气孔；

绕组周部均布设置有多个沿绕组轴向延伸的散热通道，所述散热通道贯穿各线圈。

3.根据权利要求1所述的一种弹性绝缘体全包封的干式变压器绕组结构，其特征在于：所述线圈为饼式线圈或层式线圈。

4.根据权利要求2所述的一种弹性绝缘体全包封的干式变压器绕组结构，其特征在于：相邻线圈之间的若干中间垫块设置于同一平面上，绕组每一端的若干端部垫块设置于同一平面上；同一水平面上的所述中间垫块和所述端部垫块绕中心绕柱均匀分布。

5.根据权利要求1所述的一种弹性绝缘体全包封的干式变压器绕组结构，其特征在于：所述中间垫块的纵截面呈“L”形，包括短板和长板，长板板面垂直于中心绕柱置于相邻两线圈中的下层线圈上，所述短板贴设于所述中心绕柱的周侧，各线圈绕设于短板上。

6.根据权利要求1所述的一种弹性绝缘体全包封的干式变压器绕组结构，其特征在于：所述中心绕柱、所述中间垫块、所述端部垫块和所述弹性绝缘体为硅橡胶制品，邵氏硬度大于70°。

7.根据权利要求1所述的一种弹性绝缘体全包封的干式变压器绕组结构，其特征在于：所述端部垫块、所述线圈、所述中间垫块与所述弹性绝缘体之间设有附着层。

8.一种权利要求2-7任意一项所述的弹性绝缘体全包封的干式变压器绕组结构的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

制作中空筒状的中心绕柱；

使用电磁线在中心绕柱外周间隔绕制相串联的若干线圈，若干线圈构成变压器的绕组，绕制过程中在相邻线圈之间安装中间垫块；

在绕组的两端安装端部垫块；

在线圈绕制及垫块安装均完成的绕组结构外装设模具，将弹性绝缘体的液态料灌注至模具内并使弹性绝缘体固化，得到封装完成的干式变压器绕组。

9.根据权利要求8所述的一种弹性绝缘体全包封的干式变压器绕组结构的制造方法，其特征在于，还包括：绕组绕制过程中，沿绕组周向均匀设置多组沿绕组轴向延伸的气道板，在气道板外周裹上渗透性绝缘体；封装且弹性绝缘体固话后，将气道板取出，使得原每组气道板放置处形成沿绕组轴向延伸的散热通道。

10.根据权利要求8所述的一种弹性绝缘体全包封的干式变压器绕组结构的制造方法，其特征在于，还包括以下步骤：封装前，在端部垫块、线圈和中间垫块的表面涂覆增粘底涂剂。

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