CN115512944A - 一种高压绕组、高压绕组的制备方法及干式变压器 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种高压绕组，包括绕线体、高压线圈和高压绝缘层，导线绕制在绕线体上形成高压线圈，至少一个支撑辅助件抵接高压线圈的外周面，高压绝缘层包裹高压线圈和绕线体，高压绝缘层为高温硫化硅橡胶。本申请的高压绕组结构简单、制造工艺简便、制造成本低、性能优异，并且通过设置支撑辅助件，能够防止导线在注射过程中发生位置偏移，有效提高产品的质量稳定性。本申请还公开一种高压绕组的制备方法以及一种干式变压器。

Description

一种高压绕组、高压绕组的制备方法及干式变压器

技术领域

本申请涉及电力变压器技术领域，特别是涉及一种高压绕组、高压绕组的制备方法及干式变压器。

背景技术

目前变压器可分为：油浸式变压器、干式变压器、气体变压器。干式变压器具有无油、防火、寿命长、节能低噪、维护简单、安全可靠等优点。当前市场上干式变压器大多数为树脂浇注高压绕组的干式变压器和敞开干式变压器。虽然干式变压器在近10年来有了很大的发展，但在运行中仍存在绝缘开裂、导热差、运行环境严苛等问题。同时，在干式变压器的高压绕组成型过程中，导线容易发生移位，影响产品的质量。

发明内容

针对现有技术的不足，本申请的目的之一在于提供一种高压绕组、高压绕组的制备方法及干式变压器，本申请的高压绕组结构简单、制造工艺简便、制造成本低、性能优异，且能够解决注射过程中导线移位的问题，避免影响产品质量。

为实现上述目的，本申请所采用的技术方案是：一种高压绕组，包括绕线体、高压线圈和高压绝缘层，导线绕制在绕线体上形成高压线圈，至少一个支撑辅助件抵接高压线圈的外周面，高压绝缘层包裹高压线圈和绕线体，高压绝缘层为高温硫化硅橡胶。设置支撑辅助件抵接高压线圈的外周面，能够防止导线在注射过程中发生位置偏移，有效提高产品的质量稳定性。

其中，支撑辅助件固定在绕线体上，使得支撑辅助件能够稳固抵接高压线圈的外周面。

其中，绕线体的两端均设有翻边，在绕线体的径向上，翻边的宽度大于高压线圈的宽度，可为后续支撑辅助件的安装预留空间。

其中，两个翻边上均至少设有一个卡槽，支撑辅助件的两端分别卡设在两个翻边的卡槽中，使支撑辅助件抵接高压线圈的外周面，进一步固定导线，从而达到防止导线移位的目的。

其中，支撑辅助件通过胶黏剂粘接固定在卡槽内，保证支撑辅助件不容易掉落。

其中，支撑辅助件沿绕线体的轴向设置，进一步固定导线，从而达到防止导线移位的目的。

其中，支撑辅助件为长条状，能够有效抵接在高压线圈的外周面上。

其中，支撑辅助件采用玻璃纤维浸渍环氧树脂制成，成本低、重量轻、机械性能好，同时复合材料生产过程排碳量低，更绿色、更环保，性能更优异。

其中，绕线体采用高温硫化硅橡胶一体注射成型，如此绕线体和高压绝缘层采用相同的材质，能够避免不同材质的绕线体和高压绝缘层之间的电场分布不均匀。

其中，支撑辅助件设置若干个，若干个支撑辅助件在高压线圈的周向上均布设置，进一步固定导线，从而达到防止导线移位的目的。

其中，支撑辅助件采用复合材料制成，高压绝缘层的外周面与支撑辅助件的外表面齐平，使高压绝缘层无需包覆支撑辅助件也能保证干式变压器的绝缘性能，同时可以减少原材料用量，节约成本，或者高压绝缘层完全包覆支撑辅助件，绝缘性能更好。

其中，高压绕组为三相一体结构，绕线体设置有三个，高压线圈设置有三个，绕制有高压线圈的三个绕线体呈直线型对称结构，能够避免分体式高压绕组的三相震动不同步引发的高压绕组开裂问题，以及使得各相高压绕组之间的绝缘距离缩短，减少了上铁轭和下铁轭的硅钢片用量，进而减小铁芯的总体积，从而降低高压绕组的空载损耗。

本申请的目的之二在于提供一种高压绕组的制备方法，包括如下步骤：步骤①：导线沿绕线体的外周面进行周向绕制形成高压线圈，导线绕制过程中形成分接头；步骤②：将分接头置于工装连接件的保护腔且与工装连接件连接固定；步骤③：将至少一个支撑辅助件固定在绕线体上，使支撑辅助件抵接高压线圈的外周面，得到待注射体；步骤④：将待注射体放入注射机的模具中，且在待注射体外周注射高温硫化硅橡胶，使得高温硫化硅橡胶包覆高压线圈和绕线体；步骤⑤：移除工装连接件，得到分接头暴露于高温硫化硅橡胶外的高压绕组。

此方法能够制备本申请的高压绕组，高温硫化硅橡胶注射工艺使高压绝缘层更稳固，机械性能更高，使用寿命更长，且设置支撑辅助件，能够防止导线在注射过程中发生位置偏移，有效提高产品的质量稳定性。

其中，在步骤④中，高温硫化硅橡胶部分包覆或者完全包覆支撑辅助件，形成外周壁连续的高压绕组。

本申请的目的之三在于提供一种干式变压器，包括前述高压绕组。

本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请的干式变压器的高压绕组包括绕线体、高压线圈和高温硫化硅橡胶的高压绝缘层，相比现有技术中的环氧树脂高压绝缘层，本申请高温硫化硅橡胶的高压绝缘层具备如下优势：1)具备较好的防火性能、抗低温性能、耐老化性能及抗短路试验能力，可有效延长干式变压器的使用寿命；2)铜线圈易从硅橡胶上剥离，材料可回收率大于99％，更为绿色环保；3)硅橡胶弹性体可减弱机械振动带来的局放诱因，对设备放电具有抑制效果，且硅橡胶在放电作用下产物为非导电的二氧化硅，可有效抑制绝缘继续劣化；4)能够降低变压器的运行损耗，更节能；5)耐恶劣环境的能力较好，能够安装在户内和户外。

同时，本申请的硅橡胶是通过整体高温硫化注射成型，此工艺方法使高压绝缘层更稳固，机械性能更高，且与高压线圈、绕线体的粘接性能更好，能有效延长高压绝缘层的使用寿命。并且相较于液态硅橡胶而言，本申请的高温硫化硅橡胶填料分散均匀，不会因填料团聚而使干式变压器产生局部放电，使干式变压器的整体性能更优。

此外，本申请通过设置支撑辅助件，能够防止导线在注射过程中发生位置偏移，有效提高产品的质量稳定性。

附图说明

图1是本申请一实施方式的干式变压器10的主视图；

图2是本申请一实施方式的干式变压器10的俯视图；

图3是本申请一实施方式的装配后的铁芯110的主视图；

图4是图2中G处的放大图；

图5是本申请一实施方式的绕线体1310的立体示意图；

图6是本申请一实施方式的支撑筒1311的剖面图；

图7是本申请一实施方式的高压线圈1320绕制在绕线体1310上的立体示意图；

图8是本申请一实施方式的支撑辅助件1340安装在绕线体1310上的立体示意图；

图9是本申请一实施方式的安装支撑辅助件1340后制备的高压绕组130的立体示意图；

图10是本申请一实施方式的工装连接件101的立体示意图；

图11是本申请一实施方式的高压绕组130的局部截面图。

具体实施方式

根据要求，这里将披露本申请的具体实施方式。然而，应当理解的是，这里所披露的实施方式仅仅是本申请的典型例子而已，其可体现为各种形式。因此，这里披露的具体细节不被认为是限制性的，而仅仅是作为权利要求的基础以及作为用于教导本领域技术人员以实际中任何恰当的方式不同地应用本申请的代表性的基础，包括采用这里所披露的各种特征并结合这里可能没有明确披露的特征。

本申请中所述的“连接”，除非另有明确的规定或限定，应作广义理解，可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连。在本申请的描述中，需要理解的是，“上”、“下”、“端部”、“一端”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。

如图1-图3所示，干式变压器10为三相变压器，三相分别为A相、B相和C相，即干式变压器10包括三个单相变压器。根据铁芯110的结构不同，三个单相变压器可以排列形成直线型或三角结构，且三个变压器呈对称结构。此外，该干式变压器10也可以为隔离变压器、变频变压器、试验变压器等。

在一实施例中，继续参阅图1-图3，三个单相变压器排列形成直线型结构，干式变压器10包括铁芯110、低压绕组120和高压绕组130。铁芯110包括三个柱状铁芯体111、位于三个柱状铁芯体111上端的上铁轭112和位于三个柱状铁芯体111下端的下铁轭113。低压绕组120设置为三个，分别套设在三个柱状铁芯体111的外周。高压绕组130设置为三个，分别套设在三个低压绕组120的外周，即三个柱状铁芯体111、三个低压绕组120和三个高压绕组130从内向外依次一一对应套设，从而形成三相干式变压器10。且每相的柱状铁芯体111、低压绕组120、高压绕组130同轴设置，即三者的轴向为同一方向。柱状铁芯体111由多层硅钢片叠加而成，在多层硅钢片外用扎带进行绑扎固定，柱状铁芯体111的径向截面大致呈椭圆形或者圆形或者其他形状，只要能被容纳在低压绕组120的空心腔中即可，在此不作限制。上铁轭112和下铁轭113也是通过多层硅钢片叠加而成，使三个柱状铁芯体111固定连接，从而形成铁芯110。

示意性的，本申请提供了一种简便的铁芯110、低压绕组120和高压绕组130的装配方法。铁芯110的下铁轭113首先通过多层硅钢片叠加而成并设置在干式变压器10的底部，然后在下铁轭113的两端和中间部位分别插设多层硅钢片形成三个柱状铁芯体111，再在柱状铁芯体111外依次套设低压绕组120、高压绕组130，最后在三个柱状铁芯体111的上端再通过水平插设多层硅钢片形成上铁轭112，从而完成铁芯110、低压绕组120和高压绕组130的装配。

结合图1和图2所示，铁芯110的外侧设置有铁芯夹件140，铁芯夹件140用于夹持铁芯110。铁芯夹件140可以为槽钢件，也可以为空心管件，在此不作限制。铁芯夹件140设置为四个，其中两个铁芯夹件140对称位于铁芯110上端的两侧；另外两个铁芯夹件140对称位于铁芯110下端的两侧。

结合图2和图4所示，低压绕组120包括铜箔121、低压绝缘层122和支撑条123，铜箔121和低压绝缘层122交替设置。铜箔121通过整张铜箔纸卷绕成型，低压绝缘层122与铜箔121重叠设置后共同卷绕，如此实现铜箔121和低压绝缘层122的交替设置。

低压绕组120中设有至少一条散热气道，该散热气道位于相邻的铜箔121和低压绝缘层122之间，以及支撑条123位于该散热气道内，用于支撑隔离相邻的铜箔121和低压绝缘层122。

低压绝缘层122采用聚酰亚胺浸渍纸，具体可以为SHS-P二苯醚预浸材料，选用聚酰亚胺薄膜与聚砜纤维非织布柔软复合材料浸渍二苯醚树脂后烘烤而成，当然低压绝缘层也可以采用DMD绝缘纸或硅橡胶薄膜，或者其他绝缘材料，根据干式变压器不同的温升等级选取即可。

绝缘支撑条123由玻璃纤维浸渍环氧树脂制成，或者由芳纶纤维浸渍环氧树脂制成，在此不作限制。并且，绝缘支撑条123为截面呈工字型的长条，机械强度更稳定。当然，绝缘支撑条也可以为截面呈方形或者其他形状的长条，只要能够起到支撑隔离的作用即可。

如图5-图11所示，高压绕组130包括绕线体1310、高压线圈1320和高压绝缘层1330，导线绕制在绕线体1310上形成高压线圈1320。绕线体1310包括支撑筒1311和绕线部1312，其中支撑筒1311为空心柱体，可以是空心圆柱体，也可以是空心椭圆柱体，或者是其他空心柱状体；绕线部1312位于支撑筒1311的外周面上，导线绕制在绕线部1312中形成高压线圈1320，且高压线圈1320包括若干段线圈，若干段线圈沿支撑筒1311的轴向间隔布置。绕线体1310的轴向与高压绕组130的轴向为同一方向。

绕线部1312包括若干绕线板1313，若干绕线板1313周向均布在支撑筒1311的外周面上，每个绕线板1313沿支撑筒1311轴向设置，绕线板1313沿支撑筒1311的轴向长度小于支撑筒1311沿其轴向的长度。其中，绕线板1313的数量至少为两个，即可以为两个、三个、四个或者更多，在此不作限制。为了使导线绕制牢靠，且尽量节约材料，10kV/1000kVA干式变压器的绕线板1313的数量设置为十二个。

绕线板1313为矩形板件，绕线板1313较长的侧边沿支撑筒1311的轴向设置，绕线板1313上还设有若干绕线槽1314，若干绕线槽1314沿支撑筒1311的径向设置且沿支撑筒1311的轴向间隔分布，使绕线板1313呈梳齿状，也即绕线板1313上形成有若干梳齿。将绕线板1313上的梳齿沿支撑筒1311轴向的高度定义为齿高，绕线板1313两端的梳齿的齿高及绕线板1313中部的梳齿的齿高均大于其他部分的梳齿的齿高，这是由于高压线圈1320的端部场强不均，将绕线板1313两端的齿高设置大一点可均匀电场，而绕线板1313中部需要引出分接线的分接头，将绕线板1313中部的齿高设置大一点，则对应的相邻两个绕线槽1314之间的距离更大，可以为从绕线板1313中部引出的分接头留出放置空间。

绕线板1313上的相邻两个梳齿间至少设置一段线圈，使得每个绕线槽1314中均缠绕有导线，合理分布设置高压线圈1320，且各段线圈实现间隔设置。

若干绕线板1313周向均布在支撑筒1311的外周面上，所有绕线板1313的两端平齐设置，并且所有绕线板1313上的绕线槽1314在支撑筒1311的周向上一一对应匹配，每段线圈由导线沿支撑筒1311周向绕制在所有绕线板1313上对应的一圈绕线槽1314中，受力均衡，机械强度好。

在其他实施方式中，绕线板也可以是环绕支撑筒周向设置的环形盘件。若干绕线板沿支撑筒的轴向间隔设置，导线绕制在相邻的两个绕线板形成的凹槽中。例如绕线体可以采用高温硫化硅橡胶一体注射成型，绕线体的外周面上设有若干环形绕线槽，若干绕线槽沿绕线体的轴向间隔设置，相邻两个绕线槽之间形成绕线齿，导线绕制在绕线槽中形成高压线圈，高压线圈包括若干段线圈，若干段线圈沿绕线体的轴向间隔布置。绕线体采用高温硫化硅橡胶，通过整体真空注射工艺一次成型，同时形成若干环形绕线槽，使高压绕组整体制备时间缩短，生产效率高，此外，由于绕线体和高压绝缘层均采用相同的材质，能够避免不同材质的绕线体和高压绝缘层之间的电场分布不均匀。其中，整体真空注射工艺是指硅橡胶原料在真空状态下一次注射形成高温硫化硅橡胶。

结合图6，支撑筒1311为玻璃纤维浸渍环氧树脂缠绕固化成型或者拉挤成型的空心管，也可以是玻璃纤维或者芳纶纤维浸渍环氧树脂拉挤缠绕成型的空心管，还可以是芳纶纤维浸渍环氧树脂缠绕固化成型或者拉挤成型的空心管，或者采用其他复合材料制成，在此不作限制。

绕线体1310可以由支撑筒1311与绕线板1313分体成型后粘接固定，也可以整体一次浇注成型空心管件后通过车削形成支撑筒和梳齿状的绕线板。

在一应用场景中，结合图5和图6所示，绕线体1310还包括两个翻边1315，翻边1315位于支撑筒1311的两个端部，且沿支撑筒1311的径向向外延伸形成环状盘面，两端的翻边1315相对设置，当绕线板1313置于绕线体1310的外周面时，绕线板1313两个端部的外端面抵接两个翻边1315相互朝向的盘面，防止在注射高压绝缘层1330的过程中由于较大的注射压力将绕线板1313损坏。且在绕线体1310的径向上，即在支撑筒1311的径向上，两个翻边1315的宽度大于高压线圈1320的宽度，可为后续支撑辅助件1340的安装预留空间。其中，翻边1315的宽度为翻边1315沿支撑筒1311的径向自支撑筒1311的外壁向外延伸的距离，即翻边1315凸出支撑筒1311外壁的距离；高压线圈1320的宽度为高压线圈1320的环宽。

在其他实施例中，绕线体也可以仅包括绕线部，不设置刚性绝缘内衬筒即不设置支撑筒，绕线部在高压绕组的内侧呈周向设置，导线绕制在绕线部的外侧形成高压线圈，高压绝缘层包裹高压线圈和绕线部。高压绕组省去了刚性绝缘内衬筒的结构，使得导热效果更好，消除了高压绝缘层与刚性绝缘内衬筒之间的界面，从而抑制了刚性绝缘内衬筒表面放电，且节约了材料，降低了成本。

绕线体1310采用上述的纤维增强复合材料制成，具有轻质高强的特性，使绕线体1310具有较好的机械强度，能够有效支撑导线的绕制，不易损坏，避免高温硫化硅橡胶在绕线体1310外注射时产生的注射冲击力将导线冲散移位；且纤维增强复合材料耐热性能好，避免干式变压器10运行过程中因高压线圈1320产生过高的热量而使绕线体1310发生变形。

结合图5和图7所示，导线周向绕制在绕线体1310的外周面上形成高压线圈1320。具体地，导线从绕线体1310的一端向绕线体的另一端绕制，通过在绕线体1310一端的绕线槽1314向绕线体1310另一端的绕线槽1314中绕制，使高压线圈1320在支撑筒1311的轴向上呈间隔分布，并且导线在绕制完成后首尾端形成两个外接，分别为第一外接D和第二外接X，第一外接D用于连接电缆，第二外接X用于连接其他外接线，比如在三相变压器中，用于与各相变压器之间的相互连接。导线在绕线体1310沿其轴向的中部共引出六个分接头，分别为分接头2、分接头3、分接头4、分接头5、分接头6和分接头7，六个分接头形成分接开关，为便于描述，将分接头2、分接头4和分接头6定义为第一分接开关，将分接头3、分接头5和分接头7定义为第二分接开关。

导线绕制时，在所有绕线板1313上对应的一圈绕线槽1314中进行绕制，使得导线绕制形成的每段线圈均与支撑筒1311的轴向垂直，绕制方便且导线布置整齐，绕线板1313及支撑筒1311受力均匀，机械强度好。

结合图11所示，为包覆有高压绝缘层1330的高压绕组130沿其轴向剖切的局部截面图，导线采用前述绕制方法，绕制在梳齿状的绕线板1313中，形成饼式高压线圈1320，在沿高压绕组130的轴向上，饼式高压线圈1320与绕线板1313的梳齿间隔设置，即相邻两个梳齿之间设有一饼线圈。该线圈结构具有较好的机械强度，对于短路电流产生的电动力的承受能力强，相比于层式线圈而言，其饼数较多，散热能力也较好。

在支撑筒1311的轴向上，结合图9所示，分接头6、分接头4和分接头2依次分布形成第一分接开关，分接头3、分接头5和分接头7依次分布形成第二分接开关，且第一分接开关与第二分接开关平行设置，六个分接头形成高压线圈1320的分接装置，用于干式变压器10根据不同运行工况调节电压。

其中，导线绕制在绕线体1310上形成高压线圈1320，由此高压线圈1320呈环状，将高压线圈1320的环宽定义为高压线圈1320的宽度，则高压线圈1320在其各径向截面上的宽度均一致，即高压线圈1320的外侧面与支撑筒1311的外周面等间距，使高压线圈1320整体受力平衡。当然考虑到实际操作情况，各线圈在其径向截面上的宽度也可以不完全相同，只要大致相同即可。

本实施方式中，分接开关包括六个分接头，此时干式变压器10有五个档位可调节电压，在其他实施方式中，分接开关也可以包括四个分接头，即第一分接开关和第二分接开关分别包括两个分接头，此时干式变压器包括三个档位可调节电压，只要符合干式变压器的实际使用需求即可，在此不作限制。

如图7-图9所示，高压绕组130还包括至少一个支撑辅助件1340，支撑辅助件1340抵接高压线圈1320的外周面，可以防止在注射高温硫化硅橡胶以形成高压绝缘层1330时，由于极高的注射压力，使导线发生移位，进而影响产品的质量。

支撑辅助件1340固定在绕线体1310上且抵接高压线圈1320的外周面，使得支撑辅助件1340能够抵接高压线圈1320的同时，还能够确保其稳定固定，不易掉落。也就是说，支撑辅助件1340固定在绕线体1310上，使得支撑辅助件1340能够稳固抵接高压线圈1320的外周面。

在一应用场景中，支撑辅助件1340固定在绕线体1310的两个翻边1315上，进而抵接高压线圈1320的外周面。具体地，支撑辅助件1340呈长条状，绕线体1310的两个翻边1315均设有卡槽13151，支撑辅助件1340的两端分别卡设在两个翻边1315的卡槽13151中，使支撑辅助件1340抵接高压线圈1320的外周面，进一步固定导线，从而达到防止导线移位的目的。在本实施方式中，两个卡槽13151沿绕线体1310的轴向设置，继而使支撑辅助件1340沿绕线体1310的轴向设置，且支撑辅助件1340和两个翻边1315上的卡槽13151对应设置四组，四个支撑辅助件1340对称设置在高压线圈1320的两侧，使得四个支撑辅助件1340对高压线圈1320施加的力更加均匀稳定，进一步避免导线由于受力不均而发生移位，在其他实施方式中，支撑辅助件也可以与绕线体呈一定角度设置，只要调整卡槽的设置位置即可。支撑辅助件和翻边上的卡槽也可以设置一组、两组、三组或者更多组，若干个支撑辅助件在高压线圈的周向上均布设置，可以使得支撑辅助件对高压线圈施加的力更加均匀稳定，当然也可以不均布设置，只要能使支撑辅助件抵接高压线圈的外周面，起到防止导线移位的作用即可，在此不作具体限制。

其中，支撑辅助件1340的长度与绕线体1310的轴向长度相等，也即支撑辅助件1340的长度与高压绕组130的轴向长度相等且略大于高压线圈1320的轴向长度，从而当支撑辅助件1340安装后，在绕线体1310的轴向上，可以抵接整个高压线圈1320的外周面，确保高压线圈1320在绕线体1310轴向上的各段都能被保护。

在本实施方式中，支撑辅助件1340为横截面为矩形的长条，即支撑辅助件1340为长方体结构，在其他实施方式中，支撑辅助件也可以是横截面呈三角形、五边形或其他形状的长条，只要支撑辅助件与高压线圈接触的面为平面以可靠抵接导线即可，在此不作限制。

在本实施方式中，支撑辅助件1340采用玻璃纤维浸渍环氧树脂制成，成本低、重量轻、机械性能好，同时复合材料生产过程排碳量低，更绿色、更环保，性能更优异。在其他实施方式中，支撑辅助件也可采用芳纶纤维浸渍环氧树脂或者其他复合材料制成，在此不作限制。同时，可以设置支撑辅助件1340的外形尺寸略大于卡槽13151的内腔尺寸，使支撑辅助件1340的两端卡设在卡槽13151内而不掉落，从而使支撑辅助件1340固定在高压线圈1320的外周面上，继而再在高压线圈1320外包覆高压绝缘层1330，使高压绝缘层1330也部分或完全包覆支撑辅助件1340。当然，支撑辅助件的两端也可以通过胶黏剂粘接等方式固定在卡槽内，只要能保证支撑辅助件不容易掉落即可，在此不作限制。

在另一应用场景中，支撑辅助件也可以固定在绕线体的绕线板上，使得支撑辅助件能够稳固抵接高压线圈的外周面。具体地，可以在至少一个绕线板的所有梳齿上沿绕线体的轴向对应开设齿槽，长条状的支撑辅助件通过卡设连接或者胶黏剂粘接等方式固定在绕线板上的对应齿槽中，进而抵接高压线圈的外周面，进一步固定导线，从而达到防止导线移位的目的。长条状支撑辅助件的具体结构和数量设置如前所述，在此不再赘述。

高压绝缘层1330包裹高压线圈1320和绕线体1310后形成高压绕组130。其中，高压绝缘层1330为高温硫化硅橡胶，先将导线绕制在绕线体1310上形成高压线圈1320，将绕线体1310和高压线圈1320作为待注射体，将待注射体放入注射机的模具中，通过添加硅橡胶原料，在待注射体的外周整体注射高温硫化硅橡胶，得到高压绕组130。高压绝缘层1330采用高温硫化硅橡胶，整体提高了高压绕组130的绝缘性能和机械性能。其中，高压绝缘层1330部分包覆支撑辅助件1340，即高压绝缘层1330包覆支撑辅助件1340的内表面和与其内表面相邻的两侧面，使得高压绝缘层1330的外周面与支撑辅助件1340的外表面齐平，形成外周壁连续的高压绕组130。由于支撑辅助件1340采用复合材料制成，设置高压绝缘层1330的外周面与支撑辅助件1340的外表面齐平，高压绝缘层1330无需包覆支撑辅助件1340也能保证干式变压器10的绝缘性能，同时可以减少原材料用量，节约成本。

在其他实施方式中，高压绝缘层也可以完全包覆支撑辅助件，即高压绝缘层除包覆支撑辅助件的内表面和与其内表面相邻的两侧面，还包覆支撑辅助件的外表面，同样可以形成外周壁连续的高压绕组，且高压绕组外壁的材质相同，绝缘性能更好，只需根据设计要求在注射时调整模具的尺寸大小即可，在此不作限制。

在绕线体1310的径向上，将高压绝缘层1330的外表面与其相对应的高压线圈1320的外表面之间的距离定义为高压绝缘层1330的厚度，在高压绕组130的任意位置上，高压绝缘层1330的厚度相等，使得高压绕组130的横截面形状与支撑筒1311的横截面形状类似，即高压绕组130整体呈空心柱体，可以是空心圆柱体，也可以是空心椭圆柱体，或者是其他空心柱状体，从而使高压绕组130的重心与绕线体1310的重心大致一致。

在一应用场景中，高压绕组也可以为三相一体结构，即高压绕组包括三个绕线体、三组高压线圈和高压绝缘层，导线在三个绕线体上分别绕制形成三组高压线圈，绕制有高压线圈的三个绕线体呈直线型对称结构。高压绝缘层一体填充三个绕线体和三组高压线圈之间的间隙并包覆三个绕线体的两端，具体地，每相高压绕组均包括一个绕线体和一组高压线圈，高压绝缘层填充每相高压绕组上的绕线体与高压线圈之间的间隙以及三组高压线圈之间的间隙，同时，高压绝缘层还包覆三个绕线体的两端和三组高压线圈的外周，使三相高压绕组一体成型。如此，相比分体成型的高压绕组，能够避免分体式高压绕组的三相震动不同步引发的高压绕组开裂问题，以及使得各相高压绕组之间的绝缘距离缩短，减少了上铁轭和下铁轭的硅钢片用量，进而减小铁芯的总体积，从而降低高压绕组的空载损耗。

通过整体真空注射高温硫化硅橡胶包覆高压线圈1320和绕线体1310后，高温硫化硅橡胶填充高压线圈1320和绕线体1310之间的缝隙并包裹绕线体1310的两端，且高温硫化硅橡胶不包覆支撑筒1311的内壁，使高压绕组130整体呈空心柱状，可以是空心圆柱体，也可以是空心椭圆柱体，或者是其他空心柱状体。

在整体注射高温硫化硅橡胶之前，通过设置工装连接件101，连接六个分接头，避免六个分接头在注射过程中也被硅橡胶包覆而无法用于接线。如图10所示，工装连接件101为铝合金板件，工装连接件101的板面上设有保护腔，该保护腔为六个相同的台阶孔1011，且台阶孔1011的内壁还设有螺纹。六个台阶孔1011平行设置成两列，每列设置三个台阶孔1011使第一分接开关与第二分接开关也平行设置。同时，在整体注射之前，六个分接头分别连接至六个台阶孔1011之后，六个台阶孔1011内均连接螺栓，如此，螺栓可直接填充台阶孔1011剩余空间，防止硅橡胶填充六个台阶孔1011，从而避免六个分接头被硅橡胶包覆后无法用于接线。

在另一实施方式中，结合图1-图11，提供一种高压绕组130的制备方法，包括如下步骤：

步骤①：导线沿绕线体1310的外周面进行周向绕制形成高压线圈1320，导线绕制过程中形成分接头。

首先，绕线体1310包括支撑筒1311和位于支撑筒1311外周面上的绕线部1312，支撑筒1311和绕线板1313的具体结构、材质、成型方法以及支撑筒1311和绕线板1313之间的连接方式均如前所述，不再赘述。绕线体1310还包括两个翻边1315，翻边1315位于支撑筒1311的两个端部，且沿支撑筒1311的径向自支撑筒1311的外壁向外延伸形成环状盘面，两端的翻边1315相对设置，且在支撑筒1311的径向上，两个翻边1315的宽度大于高压线圈1320的宽度，可为后续支撑辅助件1340的安装预留空间。

其次，将绕线体1310套设在绕线设备上，通过将导线绕制在绕线体1310上，形成高压线圈1320，使高压线圈1320沿支撑筒1311的轴向间隔布置，从而形成饼式高压线圈1320。导线绕制方式及高压线圈1320的结构与前述一致，不再赘述。

导线在绕制过程中，分别引出分接头2、分接头3、分接头4、分接头5、分接头6和分接头7，从而形成分接开关。在其他实施方式中，分接开关也可以仅包括四个分接头，在此不作限制。

在一应用场景中，绕线体也可以采用高温硫化硅橡胶制成，通过设计一种绕线体注射模具，并放入注射机中，添加硅橡胶原料，经过加热加压，整体真空注射成型绕线体。高温硫化硅橡胶成型过程中，绕线体的外周面上还成型有若干环形绕线槽，若干绕线槽沿绕线体的轴向间隔设置，相邻两个绕线槽之间形成绕线齿，使得导线在绕线体外周面相邻两个绕线槽中的绕制更加牢靠，能够均衡支撑导线。

步骤②：将分接头置于工装连接件101的保护腔且与工装连接件101连接固定。

通过如图10所示的工装连接件101，将六个分接头分别连接固定于工装连接件101的保护腔，在本申请中，该保护腔为六个台阶孔1011，可以通过焊接方式连接，也可以通过其他方式固定连接，在此不作限制。

步骤③：将至少一个支撑辅助件1340固定在绕线体1310上，使支撑辅助件1340抵接高压线圈1320的外周面，得到待注射体。

在本步骤之前，制备若干长条状的支撑辅助件1340，在一应用场景中，在绕线体1310的两个翻边1315的端部均设置卡槽13151，支撑辅助件1340的两端分别卡设在两个翻边1315的卡槽13151中，使支撑辅助件1340抵接高压线圈1320的外周面，进一步固定导线，从而达到防止导线移位的目的。

其中，在支撑筒1311的径向上，两个翻边1315的宽度大于高压线圈1320的宽度，可为支撑辅助件1340的安装预留空间。

支撑辅助件1340的材质、结构，卡槽13151的结构和设置位置，以及支撑辅助件1340与卡槽13151的固定方式均如前所述，不再赘述。

在另一应用场景中，在绕线体的至少一个绕线板的所有梳齿上沿绕线体的轴向对应开设齿槽，将长条状的支撑辅助件通过卡设连接或者胶黏剂粘接等方式固定在绕线板上的对应齿槽中，进而抵接高压线圈的外周面，进一步固定导线，从而达到防止导线移位的目的。

在另一应用场景中，在采用高温硫化硅橡胶制备的绕线体的两个翻边对应设置卡槽，或者在绕线体的绕线板上对应设置齿槽，将若干长条状的支撑辅助件通过胶黏剂分别粘接在两个翻边的卡槽或者绕线板的齿槽中，使支撑辅助件抵接高压线圈的外周面，进一步固定导线，从而达到防止导线移位的目的。

步骤④：将待注射体放入注射机的模具中，且在待注射体外周注射高温硫化硅橡胶，使得高温硫化硅橡胶包覆高压线圈1320和绕线体1310。

在本步骤之前，在工装连接件101的六个台阶孔1011内均连接螺栓，如此，螺栓可直接填充台阶孔1011剩余空间，防止硅橡胶填充六个台阶孔1011，从而可以避免六个分接头被硅橡胶包覆后无法用于接线。

在待注射体的外周涂覆偶联剂后，将待注射体放入注射机的模具中，添加硅橡胶原料，在待注射体的外周整体注射高温硫化硅橡胶，待冷却后得到高压绕组130，高温硫化硅橡胶的高压绝缘层1330整体提高了高压绕组130的绝缘性能和机械性能。

高温硫化硅橡胶通过整体真空注射包覆高压线圈1320和绕线体1310后，高温硫化硅橡胶填充高压线圈1320和绕线体1310之间的缝隙以及绕线体1310的两端，且高温硫化硅橡胶不包覆支撑筒1311的内壁，使高压绕组130整体呈空心柱状，可以是空心圆柱体，也可以是空心椭圆柱体，或者是其他空心柱状体。

其中，高压绝缘层1330可以部分包覆支撑辅助件1340，也可以完全包覆支撑辅助件1340，形成外周壁连续的高压绕组130，在此不作限制。

步骤⑤：移除工装连接件101，得到分接头暴露于高温硫化硅橡胶外的高压绕组130。

支撑辅助件1340固定在绕线体1310的端部外侧，且支撑辅助件1340采用玻璃纤维浸渍环氧树脂制成，不起导电作用。当通过真空注射高温硫化硅橡胶后，即可得到表面完整的高压绕组130，支撑辅助件1340无需另外移除。

由于通过真空注射形成高压绝缘层1330后，工装连接件101的侧面被包覆少量硅橡胶，而包覆在工装连接件101上的硅橡胶比较少量，可直接通过工具拆除工装连接件101，露出分接头，最终形成如图9所示的高压绕组130。

高温硫化硅橡胶通过整体真空注射包覆高压线圈1320和绕线体1310后，高温硫化硅橡胶填充高压线圈1320和绕线体1310之间的缝隙以及绕线体1310的两端，且高温硫化硅橡胶不包覆支撑筒1311的内壁，使高压绕组130整体呈空心柱状，可以是空心圆柱体，也可以是空心椭圆柱体，或者是其他空心柱状体。

在另一应用场景中，也可以采用三相一体成型工艺制备高压绕组。首先制备三个绕线体，导线沿三个绕线体的外周面分别进行周向绕制形成三组高压线圈，每组高压线圈上的导线在绕制过程中分别形成一个分接开关，每个分接开关包括若干分接头，形成三组高压线圈和三个分接开关。其次，将三个分接开关分别置于工装连接件的保护腔且与工装连接件连接固定。然后，在三个绕线体的两个翻边上设置卡槽，或者在三个绕线体的至少一个绕线板上设置齿槽，并在对应的卡槽或者齿槽中安装长条状的支撑辅助件，使每组高压线圈的外周面与至少一个所述支撑辅助件抵接，，进一步固定导线，达到防止导线移位的目的，再将三个绕有高压线圈的绕线体呈对称排布并作为待注射体连同支撑辅助件放入注射机的模具中，在待注射体外周注射高温硫化硅橡胶，形成的高压绝缘层一体填充三个绕线体和三组高压线圈之间的间隙并包覆三个绕线体的两端，具体地，每相高压绕组均包括一个绕线体和一组高压线圈，高压绝缘层填充每相高压绕组上的绕线体与高压线圈之间的间隙以及三组高压线圈之间的间隙，同时，高压绝缘层还包覆三个绕线体的两端和三组高压线圈的外周，从而使三相高压绕组一体成型。最后，移除工装连接件，得到分接头暴露于高温硫化硅橡胶外的高压绕组。

在另一实施方式中，如图1-图4所示，提供一种干式变压器10，该干式变压器10为三相变压器，分别为A相、B相和C相，干式变压器10包括铁芯110、三个低压绕组120和三个高压绕组130。其中，铁芯110包括三个柱状铁芯体111、位于三个柱状铁芯体111上端的上铁轭112和位于三个柱状铁芯体111下端的下铁轭113，三个低压绕组120分别套设在三个柱状铁芯体111的外周，三个高压绕组130分别套设在三个低压绕组120的外周。

本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请的干式变压器的高压绕组包括绕线体、高压线圈和高温硫化硅橡胶的高压绝缘层，相比现有技术中的环氧树脂高压绝缘层，本申请高温硫化硅橡胶的高压绝缘层具备如下优势：1)具备较好的防火性能、抗低温性能、耐老化性能及抗短路试验能力，可有效延长干式变压器的使用寿命；2)铜线圈易从硅橡胶上剥离，材料可回收率大于99％，更为绿色环保；3)硅橡胶弹性体可减弱机械振动带来的局放诱因，对设备放电具有抑制效果，且硅橡胶在放电作用下产物为非导电的二氧化硅，可有效抑制绝缘继续劣化；4)能够降低变压器的运行损耗，更节能；5)耐恶劣环境的能力较好，能够安装在户内和户外。

同时，本申请的硅橡胶是通过整体高温硫化注射成型，此工艺方法使高压绝缘层更稳固，机械性能更高，且与高压线圈、绕线体的粘接性能更好，能有效延长高压绝缘层的使用寿命。并且相较于液态硅橡胶而言，本申请的高温硫化硅橡胶填料分散均匀，不会因填料团聚而使干式变压器产生局部放电，使干式变压器的整体性能更优。

此外，本申请通过设置支撑辅助件，能够防止导线在注射过程中发生位置偏移，有效提高产品的质量稳定性。

本申请的技术内容及技术特点已揭示如上，然而可以理解，在本申请的创作思想下，本领域的技术人员可以对上述结构和材料作各种变化和改进，包括这里单独披露或要求保护的技术特征的组合，明显地包括这些特征的其它组合。这些变形和/或组合均落入本申请所涉及的技术领域内，并落入本申请权利要求的保护范围。

Claims (15)

1.一种高压绕组，其特征在于，所述高压绕组包括绕线体、高压线圈和高压绝缘层，导线绕制在所述绕线体上形成所述高压线圈，至少一个支撑辅助件抵接所述高压线圈的外周面，所述高压绝缘层包裹所述高压线圈和所述绕线体，所述高压绝缘层为高温硫化硅橡胶。

2.如权利要求1所述的高压绕组，其特征在于，所述支撑辅助件固定在所述绕线体上。

3.如权利要求2所述的高压绕组，其特征在于，所述绕线体的两端均设有翻边，在所述绕线体的径向上，所述翻边的宽度大于所述高压线圈的宽度。

4.如权利要求3所述的高压绕组，其特征在于，两个所述翻边上均至少设有一个卡槽，所述支撑辅助件的两端分别卡设在两个所述翻边的所述卡槽中，使所述支撑辅助件抵接所述高压线圈的所述外周面。

5.如权利要求4所述的高压绕组，其特征在于，所述支撑辅助件通过胶黏剂粘接固定在所述卡槽内。

6.如权利要求1所述的高压绕组，其特征在于，所述支撑辅助件沿所述绕线体的轴向设置。

7.如权利要求1所述的高压绕组，其特征在于，所述支撑辅助件为长条状。

8.如权利要求1所述的高压绕组，其特征在于，所述支撑辅助件采用玻璃纤维浸渍环氧树脂制成。

9.如权利要求1所述的高压绕组，其特征在于，所述绕线体采用高温硫化硅橡胶一体注射成型。

10.如权利要求1所述的高压绕组，其特征在于，所述支撑辅助件设置若干个，若干个所述支撑辅助件在所述高压线圈的周向上均布设置。

11.如权利要求1所述的高压绕组，其特征在于，所述支撑辅助件采用复合材料制成，所述高压绝缘层的外周面与所述支撑辅助件的外表面齐平，或者所述高压绝缘层完全包覆所述支撑辅助件。

12.如权利要求1所述的高压绕组，其特征在于，所述高压绕组为三相一体结构，所述绕线体设置有三个，所述高压线圈设置有三个，绕制有所述高压线圈的三个所述绕线体呈直线型对称结构。

13.一种高压绕组的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤①：导线沿绕线体的外周面进行周向绕制形成高压线圈，所述导线绕制过程中形成分接头；

步骤②：将所述分接头置于工装连接件的保护腔且与所述工装连接件连接固定；

步骤③：将至少一个支撑辅助件固定在所述绕线体上，使所述支撑辅助件抵接所述高压线圈的外周面，得到待注射体；

步骤④：将所述待注射体放入注射机的模具中，且在所述待注射体外周注射高温硫化硅橡胶，使得所述高温硫化硅橡胶包覆所述高压线圈和所述绕线体；

步骤⑤：移除所述工装连接件，得到所述分接头暴露于所述高温硫化硅橡胶外的所述高压绕组。

14.如权利要求13所述高压绕组的制备方法，其特征在于，在所述步骤④中，所述高温硫化硅橡胶部分包覆或者完全包覆所述支撑辅助件，形成外周壁连续的所述高压绕组。

15.一种干式变压器，其特征在于，包括如权利要求1-12任一项所述的高压绕组。

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