CN116092798A - 一种原副边绕组及变压器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种原副边绕组及变压器，包括由内到外同轴依次布置的高压绕组和低压绕组，高压绕组的外侧设置有第一屏蔽层，低压绕组的内侧设置有第二屏蔽层，第一屏蔽层与第二屏蔽层之间设置有主绝缘层。该原副边绕组，在实际应用过程中，通过第一屏蔽层、第二屏蔽层及二者之间的主绝缘层，能够实现良好的绝缘性能，生产工艺简单，方便加工制作；同时由于原副边绕组的高压绕组与低压绕组采用依次同轴布置的方式，配合第一屏蔽层、第二屏蔽层及二者之间的主绝缘层，高压电场被第二屏蔽层及低压绕组完全屏蔽，不仅大大简化了绝缘与屏蔽，而且能够大大降低漏感。

Description

一种原副边绕组及变压器

技术领域

本发明涉及变压器技术领域，更具体地说，涉及一种原副边绕组及变压器。

背景技术

中频中压变压器由原副边绕组组成，原副边绕组间需要保证中压等级的绝缘要求，同时为了防止因频率较高导致的绕组涡流损耗较高，绕组本身需要采用多级绞合线。

常见方案为原副边分别采用多级绞合线绕制成线圈，再采用干式绝缘进行固体绝缘浇注。为了防止电场畸变，高低压绕组以及绝缘外表面需要进行电场屏蔽，屏蔽层与绕组间还需要设置绕组内绝缘。因此，线圈的绕制以及固体绝缘浇注工艺较为繁琐。此外，原副边绕组间由于预留的绝缘间距，还会导致漏感较大，影响电路参数。

综上所述，如何解决原副边绕组生产工艺复杂和漏感较大的问题已经成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种原副边绕组及变压器，以解决原副边绕组生产工艺复杂和漏感较大的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种原副边绕组，包括由内到外同轴依次布置的高压绕组和低压绕组，所述高压绕组的外侧设置有第一屏蔽层，所述低压绕组的内侧设置有第二屏蔽层，所述第一屏蔽层与所述第二屏蔽层之间设置有主绝缘层。

可选地，所述第一屏蔽层和/或所述第二屏蔽层为半导电层。

可选地，所述主绝缘层为交联聚乙烯层。

可选地，所述第一屏蔽层、所述主绝缘层和所述第二屏蔽层采用三层共挤成型。

可选地，所述高压绕组为多组线缆绞合而成，且每组线缆由多股线束绞合而成；

和/或，所述低压绕组为多组线缆绞合而成，且每组线缆由多股线束绞合而成。

可选地，所述低压绕组上对应与所述第二屏蔽层接触的绞合线缆层的绞合基数，与所述第二屏蔽层的外表面尺寸相适配。

可选地，当所述高压绕组为多组线缆绞合而成时，所述高压绕组包括第一高压线缆组集合和第二高压线缆组集合，所述第一高压线缆组集合与所述第二高压线缆组集合的线缆组数相同，且所述第一高压线缆组集合在所述高压绕组的进线端与所述第二高压线缆组集合在所述高压绕组的出线端通过高压串接线缆连接。

可选地，所述第一高压线缆组集合的线缆组的线缆标记与所述第二高压线缆组集合的线缆组的线缆标记不同。

可选地，当所述低压绕组为多组线缆绞合而成时，所述低压绕组包括第一低压线缆组集合和第二低压线缆组集合，所述第一低压线缆组集合与所述第二低压线缆组集合的线缆组数相同，且所述第一低压线缆组集合在所述低压绕组的进线端与所述第二低压线缆组集合在所述低压绕组的出线端通过低压串接线缆连接。

可选地，所述第一低压线缆组集合的线缆组的线缆标记与所述第二低压线缆组集合的线缆组的线缆标记不同。

可选地，所述低压绕组的外侧还设置有外绝缘层。

可选地，所述原副边绕组为一匝结构或多匝结构。

可选地，所述低压绕组的轴端预留长度短于所述高压绕组的轴端预留长度，所述主绝缘层的轴端预留长度介于所述低压绕组的轴端预留长度与所述高压绕组的轴端预留长度之间，所述低压绕组的轴端通过环形终端引出，所述高压绕组的轴端通过压接端子与高压侧设备连接。

可选地，所述第二屏蔽层的轴端预留长度介于所述主绝缘层的轴端预留长度与所述低压绕组的轴端预留长度之间，所述第二屏蔽层的轴端截至处设置有用于均匀电场的应力锥。

可选地，所述应力锥包括绝缘体和电极，所述绝缘体固定于所述主绝缘层，所述电极与所述第二屏蔽层电位连接。

可选地，所述电极为半导电体；和/或，所述电极通过弹性材料与所述第二屏蔽层保持电位连接。

相比于背景技术介绍内容，上述原副边绕组，包括由内到外同轴依次布置的高压绕组和低压绕组，高压绕组的外侧设置有第一屏蔽层，低压绕组的内侧设置有第二屏蔽层，第一屏蔽层与第二屏蔽层之间设置有主绝缘层。该原副边绕组，在实际应用过程中，通过第一屏蔽层、第二屏蔽层及二者之间的主绝缘层，能够实现良好的绝缘性能，生产工艺简单，方便加工制作；同时由于原副边绕组的高压绕组与低压绕组采用依次同轴布置的方式，配合第一屏蔽层、第二屏蔽层及二者之间的主绝缘层，高压电场被第二屏蔽层及低压绕组完全屏蔽，不仅大大简化了绝缘与屏蔽，而且能够大大降低漏感。

另外，本发明还提供了一种变压器，包括原副边绕组和磁芯，其中，所述原副边绕组为上述任一方案所描述的原副边绕组，所述磁芯同轴套设于所述原副边绕组的外侧。由于前述原副边绕组具有前述技术效果，因此具有该原副边绕组的变压器也应具有相应的技术效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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，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原副边绕组为一匝结构且套设有磁芯的结构示意图(图示中未示出环形终端及应力锥)；

图2为本发明实施例提供的原副边绕组的终端结构示意图；

图3为本发明实施例提供的环形终端的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的原副边绕组的终端剖视结构示意图。

其中，图1-图4中：

原副边绕组1、高压绕组11、低压绕组12、第一屏蔽层13、第二屏蔽层14、第二屏蔽层的轴端截至处141、主绝缘层15、外绝缘层16；

磁芯2；

应力锥3、绝缘体31、电极32、引出线33；

环形终端4。

具体实施方式

本发明的核心在于提供一种原副边绕组及变压器，以解决原副边绕组生产工艺复杂和漏感较大的问题。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

参照图1-图4，其中，图1为本发明实施例提供的原副边绕组为一匝结构且套设有磁芯的结构示意图(图示中未示出环形终端及应力锥)；图2为本发明实施例提供的原副边绕组的终端结构示意图；图3为本发明实施例提供的环形终端的结构示意图；图4为本发明实施例提供的原副边绕组的终端剖视结构示意图。

本发明具体提供了一种原副边绕组，包括由内到外同轴依次布置的高压绕组11和低压绕组12，高压绕组11的外侧设置有第一屏蔽层13，低压绕组12的内侧设置有第二屏蔽层14，第一屏蔽层13与第二屏蔽层14之间设置有主绝缘层15。

该原副边绕组，在实际应用过程中，通过第一屏蔽层13、第二屏蔽层14及二者之间的主绝缘层15，能够实现良好的绝缘性能，生产工艺简单，方便加工制作；同时由于原副边绕组的高压绕组11与低压绕组12采用依次同轴布置的方式，配合第一屏蔽层13、第二屏蔽层14及二者之间的主绝缘层15，高压电场被第二屏蔽层14及低压绕组12完全屏蔽，不仅大大简化了绝缘与屏蔽，而且能够大大降低漏感。

需要说明的是，本领域技术人员都应该能够理解，第一屏蔽层13主要用于对高压绕组11外侧进行屏蔽，第二屏蔽层14主要用于对低压绕组12的内侧进行屏蔽。

在一些具体的实施方案中，上述第一屏蔽层13可以采用半导电层，同理，第二屏蔽层14也可以采用半导电层，通过将第一屏蔽层13和/或第二屏蔽层14设计成半导电层，使得该原副边绕组应用于中频变压器时，能够更好地避免涡流损耗。

需要说明的是，第一屏蔽层13和第二屏蔽层14之间的主绝缘层15主要用于承受高低压绝缘，其具体可以采用交联聚乙烯材料制作而成的交联聚乙烯层，又或者是本领域技术人员常用的其他绝缘材质制作而成，实际应用过程中，可以根据实际需求进行选择，在此不做更具体的限定。

在一些更具体的实施方案中，上述第一屏蔽层13、主绝缘层15和第二屏蔽层14具体可以采用三层共挤成型的方式获得，该种成型方式能够有效防止绝缘缺陷。当然可以理解的是，上述共挤成型的方式仅仅是本发明实施例的举例而已，实际应用过程中，还可以采用本领域技术人员常用的其他成型方式，比如依次复合的方式，可以根据实际需求进行配置，在此不做更具体的限定。

在一些更具体的实施方案中，上述高压绕组11具体可以采用多组线缆绞合而成，并且每组线缆优选采用由多股线束绞合而成，通过将高压绕组11设计成上述结构形式，能够大大降低高频涡流损耗，具体地，可以采用多级绞合漆包线，参照图1所示，五组线进行最后一级绞合，其中每组线内又可以由多股线绞合而成，以此类推，优选的除第一级外，均采用5为绞合基数。

同理，低压绕组12为具体也可以采用多组线缆绞合而成，且每组线缆由多股线束绞合而成。具体地，可以采用多股漆包线在第二屏蔽层14外侧绞合而成，同样可以分为多级绞合。由于内部有支撑，低压绕组12的最后一级绞合可以实现在同一个外圆维度上进行绞合，不会存在绞合不充分问题。

进一步的实施方案中，低压绕组12上对应与第二屏蔽层14接触的绞合线缆层的绞合基数，与第二屏蔽层14的外表面尺寸相适配。也即低压绕组12最后一级的绞合基数不必优选5，可以优选绞合规格使得低压绕组12尽量占满第一屏蔽层13表面，以减小绕组的尺寸，同时增加外尺寸的平整。除最后一级绞合外，其他级绞合可以优选以5为基数。

进一步的实施方案中，当高压绕组11为多组线缆绞合而成时，高压绕组11具体可以包括第一高压线缆组集合和第二高压线缆组集合，其中，第一高压线缆组集合与第二高压线缆组集合的线缆组数相同，且第一高压线缆组集合在高压绕组11的进线端与第二高压线缆组集合在高压绕组11的出线端可以通过高压串接线缆连接。通过设计成上述结构形式，能够实现高压绕组11相对低压绕组12的匝比提升。

更进一步的实施方案中，上述第一高压线缆组集合的线缆组的线缆标记与第二高压线缆组集合的线缆组的线缆标记优选设计成不同的。通过设计成不同的线缆标记，使得通过高压串接线缆连接时，更加方便分组连接，操作更加便捷，其中，线缆标记具体可以是线缆的漆膜颜色，比如，第一高压线缆组集合的线缆组的漆膜颜色为红色，第二高压线缆组集合的线缆组的漆膜颜色为蓝色，通过高压串接线缆连接后，高压绕组11最终为蓝色进线，红色出现，且高压绕组11相对低压绕组12的匝比提升一倍。

同理，当低压绕组12为多组线缆绞合而成时，低压绕组12具体可以包括第一低压线缆组集合和第二低压线缆组集合，第一低压线缆组集合与第二低压线缆组集合的线缆组数相同，且第一低压线缆组集合在低压绕组12的进线端与第二低压线缆组集合在低压绕组12的出线端通过低压串接线缆连接。通过设计成上述结构形式，能够实现低压绕组12相对高压绕组11的匝比提升。

进一步的实施方案中，上述第一低压线缆组集合的线缆组的线缆标记与第二低压线缆组集合的线缆组的线缆标记优选设计为不同的。通过设计成不同的线缆标记，使得通过低压串接线缆连接时，更加方便分组连接，操作更加便捷，其中线缆标记具体可以是线缆的漆膜颜色，比如，第一低压线缆组集合的线缆组的漆膜颜色为红色，第二低压线缆组集合的线缆组的漆膜颜色为蓝色，通过低压串接线缆连接后，低压绕组12最终为蓝色进线，红色出现，且低压绕组12相对高压绕组11的匝比提升一倍。

需要说明的是，上述采用漆膜颜色作为线缆标记来区分不同的线缆组集合的方式，仅仅是本发明实施例的举例而已，实际应用过程中，还可以设计成其他区分结构形式的线缆标记，比如，线缆漆膜外表面设置标号或图形的方式进行区分等，在此不做更具体的限定。

在一些更具体的实施方案中，上述低压绕组12的外侧还可以设置有外绝缘层16。该外绝缘层16具体可以包含多层绝缘、防护、支撑材料，所需绝缘等级仅需要考虑低压绝缘即可。

还需要说明的是，上述原副边绕组1具体可以采用一匝结构，参照图1、图2和图4，通过设计成一匝结构形式，使得原副边绕组无需单独设计绕组内绝缘(也即匝间绝缘和层间绝缘)；另外，由于第一屏蔽层13、第二屏蔽层14及高低压绕组均同匝，屏蔽层与所屏蔽绕组可两端连接，也可单端连接，或接外侧电位，实现屏蔽效果。第二屏蔽层可直接通过低压绕组12的环形终端实现与低压绕组12的电气连接，反之不需要连接时，低压绕组12的终端需要与第二屏蔽层绝缘。同理第一屏蔽层随高压绕组11引出，根据连接需要将屏蔽层与高压端子短接或单独引线。当然实际应用过程中，还可以根据实际需求设计成多匝结构。

在一些更具体的实施方案中，参照图2，上述低压绕组12的轴端预留长度优选短于高压绕组11的轴端预留长度，主绝缘层15的轴端预留长度介于低压绕组12的轴端预留长度与高压绕组11的轴端预留长度之间，这样布置更加方便终端引出(也即方便对各层终点进行单独处理)。具体地，绕组端部处理前，可以通过在预定位置处，对不同层进行环切的方式获得上述需求的结构。

其中，低压绕组12的轴端具体可以通过环形终端4引出，环形终端4的具体结构形式，参见图3所示，可以设计成与低压绕组12的引出线相适配的凹槽及孔洞的环形终端结构，低压绕组12的引出线可以去除漆膜后与环形终端4焊接连接。环形终端4的引出线33可以采用硬线也可以采用软线，其作用主要是实现低压绕组12的引出并与低压侧设备连接。高压绕组11的轴端引出线去除漆包线漆膜后可以通过压接端子与高压侧设备连接。

进一步的实施方案中，第二屏蔽层14的轴端预留长度介于主绝缘层15的轴端预留长度与低压绕组12的轴端预留长度之间，第二屏蔽层14的轴端截至处141可以设置有用于均匀电场的应力锥3。通过设计该应力锥3能够防止第二屏蔽层14的轴端截至处141电场畸变导致的绝缘问题。

进一步的实施方案中，参照图4，上述应力锥3具体可以包括绝缘体31和电极32，其中，绝缘体31固定于主绝缘层15，电极32与第二屏蔽层14电位连接。具体地，电极优选采用半导电体，能够降低涡流损耗，另外，电极具体可以通过压力弹簧等弹性件或弹性材料与第二屏蔽层14保持电位连接。

另外本发明还提供了一种变压器，包括原副边绕组1和磁芯2，其中，原副边绕组为上述任一方案所描述的原副边绕组，磁芯2同轴套设于原副边绕组1的外侧。由于前述原副边绕组具有前述技术效果，因此具有该原副边绕组的变压器也应具有相应的技术效果，在此不再赘述。

需要说明的是，上述磁芯的个数、尺寸以及形状根据绕组结构进行调整，在此不做更具体的限定。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

应当理解，本申请中如若使用了“系统”、“装置”、“单元”和/或“模块”，仅是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换该词语。

如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

其中，在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，A/B可以表示A或B；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，在本申请实施例的描述中，“多个”是指两个或多于两个。

以下，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。

本申请中如若使用了流程图，则该流程图是用来说明根据本申请的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或后面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各个步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (17)

1.一种原副边绕组，其特征在于，包括由内到外同轴依次布置的高压绕组(11)和低压绕组(12)，所述高压绕组(11)的外侧设置有第一屏蔽层(13)，所述低压绕组(12)的内侧设置有第二屏蔽层(14)，所述第一屏蔽层(13)与所述第二屏蔽层(14)之间设置有主绝缘层(15)。

2.如权利要求1所述的原副边绕组，其特征在于，所述第一屏蔽层(13)和/或所述第二屏蔽层(14)为半导电层。

3.如权利要求1所述的原副边绕组，其特征在于，所述主绝缘层(15)为交联聚乙烯层。

4.如权利要求1所述的原副边绕组，其特征在于，所述第一屏蔽层(13)、所述主绝缘层(15)和所述第二屏蔽层(14)采用三层共挤成型。

5.如权利要求1所述的原副边绕组，其特征在于，所述高压绕组(11)为多组线缆绞合而成，且每组线缆由多股线束绞合而成；

和/或，所述低压绕组(12)为多组线缆绞合而成，且每组线缆由多股线束绞合而成。

6.如权利要求5所述的原副边绕组，其特征在于，所述低压绕组(12)上对应与所述第二屏蔽层(14)接触的绞合线缆层的绞合基数，与所述第二屏蔽层(14)的外表面尺寸相适配。

7.如权利要求5所述的原副边绕组，其特征在于，当所述高压绕组(11)为多组线缆绞合而成时，所述高压绕组(11)包括第一高压线缆组集合和第二高压线缆组集合，所述第一高压线缆组集合与所述第二高压线缆组集合的线缆组数相同，且所述第一高压线缆组集合在所述高压绕组(11)的进线端与所述第二高压线缆组集合在所述高压绕组(11)的出线端通过高压串接线缆连接。

8.如权利要求7所述的原副边绕组，其特征在于，所述第一高压线缆组集合的线缆组的线缆标记与所述第二高压线缆组集合的线缆组的线缆标记不同。

9.如权利要求5所述的原副边绕组，其特征在于，当所述低压绕组(12)为多组线缆绞合而成时，所述低压绕组(12)包括第一低压线缆组集合和第二低压线缆组集合，所述第一低压线缆组集合与所述第二低压线缆组集合的线缆组数相同，且所述第一低压线缆组集合在所述低压绕组(12)的进线端与所述第二低压线缆组集合在所述低压绕组(12)的出线端通过低压串接线缆连接。

10.如权利要求9所述的原副边绕组，其特征在于，所述第一低压线缆组集合的线缆组的线缆标记与所述第二低压线缆组集合的线缆组的线缆标记不同。

11.如权利要求1所述的原副边绕组，其特征在于，所述低压绕组(12)的外侧还设置有外绝缘层(16)。

12.如权利要求1所述的原副边绕组，其特征在于，所述原副边绕组(1)为一匝结构或多匝结构。

13.如权利要求1所述的原副边绕组，其特征在于，所述低压绕组(12)的轴端预留长度短于所述高压绕组的轴端预留长度，所述主绝缘层(15)的轴端预留长度介于所述低压绕组(12)的轴端预留长度与所述高压绕组(11)的轴端预留长度之间，所述低压绕组(12)的轴端通过环形终端(4)引出，所述高压绕组(11)的轴端通过压接端子与高压侧设备连接。

14.如权利要求1所述的原副边绕组，其特征在于，所述第二屏蔽层(14)的轴端预留长度介于所述主绝缘层(15)的轴端预留长度与所述低压绕组(12)的轴端预留长度之间，所述第二屏蔽层(14)的轴端截至处(141)设置有用于均匀电场的应力锥(3)。

15.如权利要求14所述的原副边绕组，其特征在于，所述应力锥(3)包括绝缘体(31)和电极(32)，所述绝缘体(31)固定于所述主绝缘层(15)，所述电极(32)与所述第二屏蔽层(14)电位连接。

16.如权利要求15所述的原副边绕组，其特征在于，所述电极为半导电体；和/或，所述电极通过弹性材料与所述第二屏蔽位保持电位连接。

17.一种变压器，包括原副边绕组(1)和磁芯(2)，其特征在于，所述原副边绕组为如权利要求1-16中任一项所述的原副边绕组，所述磁芯(2)同轴套设于所述原副边绕组(1)的外侧。

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