CN115424834A - 一种变压器低压绕组结构及其绕线设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于变压器低压绕组制造技术领域，具体涉及一种变压器低压绕组结构及其绕线设备，包括由组合带卷绕而成的绕组卷筒；所述组合带包括内绝缘膜、外绝缘膜、内铜箔和外铜箔；所述内铜箔贴附于内绝缘膜的外侧，且由多个扁带状的箔带沿内绝缘膜的宽度方向排列而成；所述外铜箔贴附于内铜箔的外侧，且也由多个扁带状的箔带沿内铜箔的宽度方向排列而成，或者，外铜箔一个箔带能够与内铜箔相邻的两个箔带搭接，内铜箔一个箔带也能够与外铜箔相邻的两个箔带搭接。利用组合带进行卷绕制作，而组合带厚度方向搭接箔带以及宽度方向拼接箔带的方式，实现线芯横截面积的增加，避免线芯卷绕时发生内部断裂的问题，也有效的降低线芯宽度的扩增难度。

Description

一种变压器低压绕组结构及其绕线设备

技术领域

本发明属于变压器低压绕组制造技术领域，具体涉及一种变压器低压绕组结构及其绕线设备。

背景技术

变压器绕组是油浸式变压器的重要部件，变压器低压绕组往往由于电压的降低，往往会承受较高的电流，若如果低压绕组的线芯截面较小时，容易在大电流下产生较高的热量，目前的解决方法是将低压绕组的线芯加工为扁带形状进行卷绕制作，而由于一些220Kv或110Kv的大型变压器，由于低压侧由于需要承受较高的电流，并且为了避免线芯厚度较大时，卷绕作业的难度也增大了，同时也造成线芯在卷绕时更容易发生内部断裂，因此，往往需要将线芯加工为具有更大宽度的扁带，而扁带的宽度增加时其制造难度和成本也随之增加，因此，有必要设计一种制造难度和制造成本较低且能够达到预定宽度的低压绕组结构和相应的配套制造设备。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本方案提供了一种变压器低压绕组结构及其绕线设备。

本发明所采用的技术方案为：

一种变压器低压绕组结构，包括由组合带卷绕而成的绕组卷筒；所述组合带包括内绝缘膜、外绝缘膜、内铜箔和外铜箔；所述内铜箔贴附于内绝缘膜的外侧，且由多个扁带状的箔带沿内绝缘膜的宽度方向排列而成；所述外铜箔贴附于内铜箔的外侧，且也由多个扁带状的箔带沿内铜箔的宽度方向排列而成，或者，外铜箔一个箔带能够与内铜箔相邻的两个箔带搭接，内铜箔一个箔带也能够与外铜箔相邻的两个箔带搭接；所述外绝缘膜贴附于外铜箔的外侧；内铜箔和外铜箔任一者的宽度小于内绝缘膜和外绝缘膜任一者的宽度。

可选的：组合带为下列两种结构形式中的一种；

组合带的第一种结构形式为：所述内铜箔和外铜箔均具有三个并列的箔带，外铜箔的相邻箔带之间的缝隙错开于内铜箔的相邻箔带之间的缝隙，内铜箔和外铜箔的宽度相当，使得绕组卷筒呈厚度均匀的管筒状；

组合带的第二种结构形式为：所述外铜箔采用三个并列的箔带，所述内铜箔采用二个并列的箔带，在内铜箔的内侧设置单个箔带制成的内附带；外铜箔的相邻箔带之间的缝隙错开于内铜箔的相邻箔带之间的缝隙，内附带、内铜箔和外铜箔的宽度递增且三者的一个边对齐、另一个边分布呈阶梯状，使得绕组卷筒为内壁或外壁呈锥形的管筒状。

一种变压器低压绕组结构的绕线设备，包括横卧设置的绕线筒，该绕线筒用于低压绕组结构的卷绕成型；所述绕线筒包括脊条、收缩盘座、轴套和轴杆；轴杆可滑动的设置于轴套内，且轴杆的一端伸出轴套外，并固定连接一个收缩盘座；在轴套上固定连接有另一个收缩盘座；在两个收缩盘座的外沿之间连接有脊条，若干脊条环布呈筒状；每个脊条均通过一个转动连接件和一个丝杆传动器与对应收缩盘座相连，所述丝杆传动器用于调节脊条在收缩盘座径向上的位置，所述转动连接件用于使脊条相对于收缩盘座转动。

可选的：在绕线筒的下方设置有绕线台，该绕线台包括固定基台、筒轴托架、旋转基台和筒轴端板；所述固定基台上表面水平或呈弧槽状，绕线筒可转动的设置于固定基台的上方；筒轴托架可滑动的设置于固定基台上，并用于对绕线筒的一端进行竖向支撑；所述旋转基台的可转动的连接在固定基台的侧边处；所述筒轴端板垂直连接在旋转基台上，并用于对绕线筒的另一端进行支撑；在筒轴端板处设置有伸缩电机和转动电机，所述转动电机能够驱动绕线筒进行转动，所述伸缩电机的伸缩轴与轴杆可转动的连接并能够控制轴杆的伸缩动作；所述绕线筒能够随旋转基台转动至竖立状态。

可选的：所述收缩盘座上的周向方向上设置有若干径向槽，所述丝杆传动器设置于径向槽内；该丝杆传动器包括有丝杆和滑台；所述丝杆相对于滑台转动时，滑台能够沿径向槽滑动；该滑台通过转动连接件与脊杆的端部相连。

可选的：所述绕线设备还包括有转运工装；所述转运工装包括有工装条、半圆支架和螺钉；该工装条能够插入相邻脊条之间，半圆支架组成完整的圆形并通过螺钉与工装条相连，该转运工装能够支撑于绕组卷筒的内侧，以在绕线筒的脊条径向收拢时，代替绕线筒支撑绕组卷筒以防绕组卷筒变形。

可选的：每个脊条均包括有若干单元块，单元块的内侧通过滑轨件与设置于相邻单元块内侧的内滑槽滑动连接，在单元块的内侧设置有填缝档条，该填缝档条伸入相邻单元块前侧的外凹槽内，该填缝档条用于限制箔带凹入至相邻单元块之间；在单元块之间设置有间距均衡弹簧，该间距均衡弹簧能够均衡各个单元块之间的间距。

可选的：所述绕线设备还包括有压合辊组和条带卷放器，条带卷放器具有多个并用于送出带状的内绝缘膜、外绝缘膜或箔带；在每个条带卷放器的上方均设置有导出辊组；所述导出辊组用于将内绝缘膜、外绝缘膜、内铜箔和外铜箔中的多个压合到一起；所述压合辊组设置于绕组卷筒的一侧，该压合辊组用于将内绝缘膜、外绝缘膜、内铜箔和外铜箔全部压合到一起，并降低四者在绕线筒卷绕前的间距。

可选的：通过一喷胶器在内绝缘膜的外侧喷胶，以粘连内绝缘膜和内铜箔；通过另一喷胶器在外绝缘膜的内侧喷胶，以粘连外绝缘膜和外铜箔。

可选的：通过各个丝杆传动器对对应的脊条进行位置调节，能够使得绕线筒呈圆筒状、方筒状或锥筒状。

本发明的有益效果为：

1.本方案的作为低压绕组的绕组卷筒的线芯采用组合带，并利用组合带进行卷绕制作，而组合带可以通过厚度方向搭接箔带以及宽度方向拼接箔带的方式，实现线芯横截面积的增加，避免线芯卷绕时发生内部断裂的问题，也有效的降低线芯宽度的扩增难度；

2.本方案的绕线筒采用可向内收拢或向外张开的结构，能够根据需要，调整为圆筒、方筒、锥筒等形状，从而方便于组合带卷绕的同时，也有利于将绕组卷筒制作为不同的形状；

3.本方案的绕线台的结构能够发生90°翻转，从而将绕线筒转为立向方向，从而方便于利用天车等吊具进行竖向吊运，方便于绕线筒上的绕组卷筒的吊离；

4.本方案的转运工装能够在绕线筒安装成型后进行在绕组卷筒进行组装，从而在绕组卷筒的内侧进行径向向外的支撑，从而避免绕线筒径向收拢且绕组卷筒的内侧失去支撑力而造成的松散现象；

5.本方案的绕线筒的脊条采用可进行长度伸缩的结构，能够根据需要调节到相应的长度，从而满足不同宽度的组合带的卷绕。

附图说明

为了更清楚地说明本方案实施例或现有技术中的技术方案，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。

图1是厚度均匀的管筒状的低压绕组结构的结构图；

图2是锥形管筒状的低压绕组结构的结构图；

图3是绕线筒和绕线台的配合结构图；

图4是脊条的分布状态图；

图5是丝杆传动器在收缩盘座上的分布状态图；

图6是多个单元块相互配合的结构图；

图7是转运工装的结构图；

图8是条带卷放器与绕线筒的配合状态图。

图中：1-绕组卷筒；11-内绝缘膜；12-内铜箔；13-外铜箔；14-外绝缘膜；2-绕线筒；21-脊条；211-单元块；212-外凹槽；213-填缝档条；214-间距均衡弹簧；215-滑轨件；216-内滑槽；22-轴套；23-轴杆；24-收缩盘座；25-转动连接件；26-伸缩电机；27-转动电机；28-丝杆传动器；281-丝杆；282-滑台；3-绕线台；31-固定基台；32-筒轴托架；33-旋转基台；34-筒轴端板；4-转运工装；41-工装条；42-半圆支架；43-螺钉；5-喷胶器；6-条带卷放器；61-导出辊组；7-压合辊组。

具体实施方式

下面将结合附图，对本实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，所描述的实施例仅仅是一部分实施例，而非是全部，基于本方案中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本方案的保护范围。

实施例1

如图1至图2所示，本实施例设计了一种变压器低压绕组结构，包括由组合带卷绕而成的绕组卷筒。

所述组合带包括内绝缘膜、外绝缘膜、内铜箔和外铜箔等部件；所述内铜箔贴附于内绝缘膜的外侧，可以在两者之间涂覆胶水，从而增加两者之间贴附的牢固性，内铜箔由多个扁带状的箔带沿内绝缘膜的宽度方向排列而成，通过并排的方式能够增加内铜箔的宽度，从而使得单个箔带的宽度不需要过大，而宽度较低的箔带的制造成本相较于一体制成内铜箔的结构的制造成本更低、制造难度也更低。所述外铜箔贴附于内铜箔的外侧，且也由多个扁带状的箔带沿内铜箔的宽度方向排列而成，或者，外铜箔的一个箔带能够与内铜箔相邻的两个箔带搭接，内铜箔一个箔带也能够与外铜箔相邻的两个箔带搭接，外铜箔和内铜箔通过箔带搭接的方式实现两者之间有效的电连通，从而外铜箔和内铜箔可以视为一个通电主体；所述外绝缘膜贴附于外铜箔的外侧；内铜箔和外铜箔任一者的宽度小于内绝缘膜和外绝缘膜任一者的宽度。以上结构中，通过拼接、搭接箔带的方式，能够使组合带可以视为一个通电主体，同时也通过内外双层式的结构避免卷绕时发生折断的问题，并且由于单个箔带的宽度较低，能够有效的降低加工和制造难度。

作为低压绕组线芯使用的组合带具有两种结构形式，其中，组合带的第一种结构形式为：所述内铜箔和外铜箔均具有三个并列的箔带，外铜箔的相邻箔带之间的缝隙错开于内铜箔的相邻箔带之间的缝隙，内铜箔和外铜箔的宽度相当，使得绕组卷筒呈厚度均匀的管筒状。通过箔带并列卷绕的方式，使得单个绕组卷筒作为低压绕组成为了可能。

组合带的第二种结构形式为：所述外铜箔采用三个并列的箔带，所述内铜箔采用二个并列的箔带，在内铜箔的内侧设置单个箔带制成的内附带；外铜箔的相邻箔带之间的缝隙错开于内铜箔的相邻箔带之间的缝隙，内附带、内铜箔和外铜箔的宽度递增且三者的一个边对齐、另一个边分布呈阶梯状，使得绕组卷筒为内壁或外壁呈锥形的管筒状。通过以上布置方式，可以使得组合带的一个边的厚度大于另一个边的厚度，从而使得绕组卷筒能够被卷绕为内壁或外壁呈锥形的管筒状的结构，如图2所示，当需要将这些绕组卷筒并联或串联以作为低压绕组使用时，对这些绕组卷筒同轴重叠排布，然后以并联或串联方式进行电性连接即可。

实施例2

如图1至图6所示，本实施例一种变压器低压绕组结构的绕线设备，包括横卧设置的绕线筒，该绕线筒用于的低压绕组结构的卷绕成型；所述绕线筒包括脊条、收缩盘座、轴套和轴杆；轴杆可滑动的设置于轴套内，且轴杆的一端伸出轴套外，并固定连接一个收缩盘座；在轴套上固定连接有另一个收缩盘座；在两个收缩盘座的外沿之间连接有脊条，若干脊条环布呈筒状；每个脊条均通过一个转动连接件和一个丝杆传动器与对应收缩盘座相连，所述丝杆传动器用于调节脊条在收缩盘座径向上的位置，所述转动连接件用于使脊条相对于收缩盘座转动。通过丝杆传动器能够对转动连接件的位置进行调节，进而带动脊条发生径向位置变化，从而使得脊条能够径向收拢或径向张开，当脊条径向收拢时能够方便的将绕组卷筒从绕线筒上取出，当径向张开时，通过各个丝杆传动器对对应的脊条进行位置调节，能够使得绕线筒呈圆筒状、方筒状或锥筒状。当绕线筒成圆筒状、方筒状或锥筒状时，在该绕线筒外绕制的低压绕组的内腔也具有相应的形状。

在绕线筒上的绕组卷筒卷绕成型后，由于组合带是采用拼接方式成型的，若直接沿水平方向将绕组卷筒进行吊运，容易造成绕组卷筒从中部断裂的问题发生，并且也容易因绕组卷筒自身重力，而发生绕组卷筒内腔变形的问题。为此，本实施例中在绕线筒的下方设置有绕线台，该绕线台包括固定基台、筒轴托架、旋转基台和筒轴端板；所述固定基台上表面水平或呈弧槽状，绕线筒可转动的设置于固定基台的上方；筒轴托架可滑动的设置于固定基台上，并用于对绕线筒的一端进行竖向支撑；所述旋转基台的可转动的连接在固定基台的侧边处；所述筒轴端板垂直连接在旋转基台上，并用于对绕线筒的另一端进行支撑；在筒轴端板处设置有伸缩电机和转动电机，所述转动电机能够驱动绕线筒进行转动，所述伸缩电机的伸缩轴与轴杆可转动的连接并能够控制轴杆的伸缩动作；所述绕线筒能够随旋转基台转动至竖立状态。可以借助工具或者通过设置在固定基台与旋转基台之间的液压伸缩器控制两者之间的转动，从而带动绕线筒转动至竖立状态，从而方便于利用天车等吊运设备，将绕制成型的绕组卷筒竖向吊起，并且通过竖向吊起的方式，避免因绕组卷筒长度过大而在横向起吊时造成的横向断裂的情况发生。

所述收缩盘座上的周向方向上设置有若干径向槽，所述丝杆传动器设置于径向槽内；该丝杆传动器包括有丝杆和滑台；所述丝杆相对于滑台转动时，滑台能够沿径向槽滑动；该滑台通过转动连接件与脊杆的端部相连。

每个脊条均包括有若干单元块，单元块的内侧通过滑轨件与设置于相邻单元块内侧的内滑槽滑动连接，在单元块的内侧设置有填缝档条，该填缝档条伸入相邻单元块前侧的外凹槽内，该填缝档条用于限制箔带凹入至相邻单元块之间；在单元块之间设置有间距均衡弹簧，该间距均衡弹簧能够均衡各个单元块之间的间距。脊条采用可进行长度伸缩的结构，能够根据需要调节到相应的长度，从而满足不同宽度的组合带的卷绕。

实施例3

如图1至图7所示，为了减少绕组卷筒在吊运过程中发生变形而影响后续的装配，本本实施例设计了一种转运工装。该所述转运工装包括有工装条、半圆支架和螺钉；该工装条能够插入相邻脊条之间，半圆支架组成完整的圆形并通过螺钉与工装条相连，该转运工装能够支撑于绕组卷筒的内侧，以在绕线筒的脊条径向收拢时，代替绕线筒支撑绕组卷筒以防绕组卷筒变形。

在绕组卷筒卷绕成型后，可以利用工装条插入都相邻基条之间，并且工装条伸入绕组卷筒内，该工装条的两端通过螺钉与两个半圆支架组成的圆环形结构相连。半圆支架对工装条提供向外的拉力，从而避免绕组卷筒向内散开；而绕组卷筒外可以缠绕箍带，用以避免绕组卷筒向外散开。

实施例4

如图1至图8所示，在实施例2的结构基础上，可以配置压合辊组和条带卷放器等配到设备，条带卷放器具有多个，且各个条带卷放器分别送出带状的内绝缘膜、外绝缘膜或箔带，如图8所示，位于左侧的第一个条带卷放器用于送出内绝缘膜，位于右侧的第一个条带卷放器用于送出外绝缘膜，位于中间的条带卷放器均用于放出箔带；在每个条带卷放器的上方均设置有导出辊组；所述导出辊组用于将内绝缘膜、外绝缘膜、内铜箔和外铜箔中的多个压合到一起；所述压合辊组设置于绕组卷筒的一侧，该压合辊组用于将内绝缘膜、外绝缘膜、内铜箔和外铜箔全部压合到一起，并降低四者在绕线筒卷绕前的间距。通过一喷胶器在内绝缘膜的外侧喷胶，以粘连内绝缘膜和内铜箔；通过另一喷胶器在外绝缘膜的内侧喷胶，以粘连外绝缘膜和外铜箔。

当制作厚度均匀的管筒状的绕组卷筒时，位于右侧的第二个条带卷放器位置处并排有两个条带卷放器，这两个用于放出外铜箔的相对外侧的两个箔带，而位于右侧的第三个条带卷放器用于放出外铜箔的相对内侧的一个箔带；位于左侧的第二个条带卷放器位置处并排有两个条带卷放器，这两个用于放出内铜箔的相对外侧的两个箔带，而位于左侧的第三个条带卷放器用于放出内铜箔的相对内侧的一个箔带。以此方式，这些条带卷放器还可以采用布置方式，或者在需要制作其他结构形式的绕组卷筒，也可以根据以上条带卷放器的放置规律对条带卷放器的位置进行调整。

上述实施例仅仅是为了清楚地说明所做的举例，而并非对实施方式的限定；这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本技术的保护范围内。

Claims (10)

1.一种变压器低压绕组结构，其特征在于：包括由组合带卷绕而成的绕组卷筒；所述组合带包括内绝缘膜、外绝缘膜、内铜箔和外铜箔；所述内铜箔贴附于内绝缘膜的外侧，且由多个扁带状的箔带沿内绝缘膜的宽度方向排列而成；所述外铜箔贴附于内铜箔的外侧，且也由多个扁带状的箔带沿内铜箔的宽度方向排列而成，或者，外铜箔一个箔带能够与内铜箔相邻的两个箔带搭接，内铜箔一个箔带也能够与外铜箔相邻的两个箔带搭接；所述外绝缘膜贴附于外铜箔的外侧；内铜箔和外铜箔任一者的宽度小于内绝缘膜和外绝缘膜任一者的宽度。

2.根据权利要求1所述的变压器低压绕组结构，其特征在于：组合带为下列两种结构形式中的一种；

组合带的第一种结构形式为：所述内铜箔和外铜箔均具有三个并列的箔带，外铜箔的相邻箔带之间的缝隙错开于内铜箔的相邻箔带之间的缝隙，内铜箔和外铜箔的宽度相当，使得绕组卷筒呈厚度均匀的管筒状；

组合带的第二种结构形式为：所述外铜箔采用三个并列的箔带，所述内铜箔采用二个并列的箔带，在内铜箔的内侧设置单个箔带制成的内附带；外铜箔的相邻箔带之间的缝隙错开于内铜箔的相邻箔带之间的缝隙，内附带、内铜箔和外铜箔的宽度递增且三者的一个边对齐、另一个边分布呈阶梯状，使得绕组卷筒为内壁或外壁呈锥形的管筒状。

3.一种变压器低压绕组结构的绕线设备，其特征在于：包括横卧设置的绕线筒，该绕线筒用于权利要求2所述的低压绕组结构的卷绕成型；所述绕线筒包括脊条、收缩盘座、轴套和轴杆；轴杆可滑动的设置于轴套内，且轴杆的一端伸出轴套外，并固定连接一个收缩盘座；在轴套上固定连接有另一个收缩盘座；在两个收缩盘座的外沿之间连接有脊条，若干脊条环布呈筒状；每个脊条均通过一个转动连接件和一个丝杆传动器与对应收缩盘座相连，所述丝杆传动器用于调节脊条在收缩盘座径向上的位置，所述转动连接件用于使脊条相对于收缩盘座转动。

4.根据权利要求3所述的变压器低压绕组结构的绕线设备，其特征在于：在绕线筒的下方设置有绕线台，该绕线台包括固定基台、筒轴托架、旋转基台和筒轴端板；所述固定基台上表面水平或呈弧槽状，绕线筒可转动的设置于固定基台的上方；筒轴托架可滑动的设置于固定基台上，并用于对绕线筒的一端进行竖向支撑；所述旋转基台的可转动的连接在固定基台的侧边处；所述筒轴端板垂直连接在旋转基台上，并用于对绕线筒的另一端进行支撑；在筒轴端板处设置有伸缩电机和转动电机，所述转动电机能够驱动绕线筒进行转动，所述伸缩电机的伸缩轴与轴杆可转动的连接并能够控制轴杆的伸缩动作；所述绕线筒能够随旋转基台转动至竖立状态。

5.根据权利要求3所述的变压器低压绕组结构的绕线设备，其特征在于：所述收缩盘座上的周向方向上设置有若干径向槽，所述丝杆传动器设置于径向槽内；该丝杆传动器包括有丝杆和滑台；所述丝杆相对于滑台转动时，滑台能够沿径向槽滑动；该滑台通过转动连接件与脊杆的端部相连。

6.根据权利要求4所述的变压器低压绕组结构的绕线设备，其特征在于：所述绕线设备还包括有转运工装；所述转运工装包括有工装条、半圆支架和螺钉；该工装条能够插入相邻脊条之间，半圆支架组成完整的圆形并通过螺钉与工装条相连，该转运工装能够支撑于绕组卷筒的内侧，以在绕线筒的脊条径向收拢时，代替绕线筒支撑绕组卷筒以防绕组卷筒变形。

7.根据权利要求4所述的变压器低压绕组结构的绕线设备，其特征在于：每个脊条均包括有若干单元块，单元块的内侧通过滑轨件与设置于相邻单元块内侧的内滑槽滑动连接，在单元块的内侧设置有填缝档条，该填缝档条伸入相邻单元块前侧的外凹槽内，该填缝档条用于限制箔带凹入至相邻单元块之间；在单元块之间设置有间距均衡弹簧，该间距均衡弹簧能够均衡各个单元块之间的间距。

8.根据权利要求4所述的变压器低压绕组结构的绕线设备，其特征在于：所述绕线设备还包括有压合辊组和条带卷放器，条带卷放器具有多个并用于送出带状的内绝缘膜、外绝缘膜或箔带；在每个条带卷放器的上方均设置有导出辊组；所述导出辊组用于将内绝缘膜、外绝缘膜、内铜箔和外铜箔中的多个压合到一起；所述压合辊组设置于绕组卷筒的一侧，该压合辊组用于将内绝缘膜、外绝缘膜、内铜箔和外铜箔全部压合到一起，并降低四者在绕线筒卷绕前的间距。

9.根据权利要求8所述的变压器低压绕组结构的绕线设备，其特征在于：通过一喷胶器在内绝缘膜的外侧喷胶，以粘连内绝缘膜和内铜箔；通过另一喷胶器在外绝缘膜的内侧喷胶，以粘连外绝缘膜和外铜箔。

10.根据权利要求3所述的变压器低压绕组结构的绕线设备，其特征在于：通过各个丝杆传动器对对应的脊条进行位置调节，能够使得绕线筒呈圆筒状、方筒状或锥筒状。

Images