CN116913663A - 一种干式变压器的高压线圈及其绕制方法 - Google Patents

Abstract

一种干式变压器的高压线圈，包括n根导线，其特征在于该n根导线分别由以下子线圈阵列中的对应子线圈有序串接而成：所述子线圈阵列包括有沿径向依次分布的n个子线圈列，每个子线圈列又由m个子线圈沿轴向依次排列而成，各子线圈由单根导体以连续式结构方式绕制而成，且各子线圈的导体规格相同，n个子线圈列中处于最上方的各子线圈的上出线头并联后作为高压线圈的首头，处于最下方的各子线圈的下出线头并联后作为高压线圈的尾头；处于最下方的任意一个子线圈的上出线头沿轴向通过连接线依次串接各同一径向上的其中一个子线圈后再与处于最上方的其中一个子线圈的下出线头相连接。并公开了绕制方法。采用上述结构后n根导线可完全换位且生产效率高。

Description

一种干式变压器的高压线圈及其绕制方法

技术领域

本发明涉及一种变压器线圈及其绕制方法，具体涉及一种干式变压器的高压线圈及其绕制方法。

背景技术

干式变压器是一种利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要由硅钢片组成的铁芯和环氧树脂浇注的高、低压线圈组成。线圈通常分为层式和连续式两种，线圈的线匝沿轴向按层依次排列连续绕制的称为层式线圈，线圈的线匝沿径向连续绕制成线饼后，再由许多线饼沿轴向排列组成的线圈称为连续式线圈。

连续式线圈是用一根或多根扁导线在绕线模撑条上连续绕成的多个线饼，其中的多根并绕技术是由多根导线一起绕制，并在每饼间由人工进行换位。如申请号为CN201320158022.1的中国专利《干式变压器》中所披露的结构，由于两根或多根导线处于不同的漏磁场中会产生感应电位差而产生环流，从而使线圈附加损耗增加，因此该文献中的变压器通过线圈绕组换位能够使各并联导线间的循环电流减小到接近于0，从而使由循环电流产生的附加损耗减小，同时使各并联导线温升相近。但由于需要人工换位操作，因此生产效率低下。

因采用上述连续式结构的高压线圈，具有电压梯度均衡，变压器运行时局部放电量小，耐冲击水平高等优势，但是这种结构也仅集中应用于10KV中小规格的、不需要轴向气道的高压线圈上。对于大容量变压器的高压线圈，因为散热需要增加气道，这样带轴向气道的多根导线并绕结构，存在操作费时、多点接点、生产效率低下等缺陷，因此一般在大容量变压器仍不采用连续式结构的高压线圈。也就是，现有技术制约了连续式结构的高压线圈在大容量变压器上的应用。

故针对现有技术还需要作进一步的改进。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述技术现状，提出一种生产效率高的干式变压器的高压线圈。

本发明所要解决的第二个技术问题是针对上述技术现状，提出一种生产效率高的上述干式变压器的高压线圈的绕制方法。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种干式变压器的高压线圈，包括n根导线，其特征在于该n根导线分别由以下子线圈阵列中的对应子线圈有序串接而成：所述子线圈阵列包括有沿径向依次分布的n个子线圈列，每个子线圈列又由m个子线圈沿轴向依次排列而成，n、m分别为不小于2的正整数，各所述子线圈又仅由外包绝缘的单根导体以连续式结构方式绕制而成，且各子线圈的导体规格相同，n个子线圈列中处于最上方的各子线圈的上出线头成为各根导线的一端，各根导线的一端并联后作为高压线圈的首头，n个子线圈列中处于最下方的各子线圈的下出线头成为各根导线的另一端，各根导线的另一端并联后作为高压线圈的尾头；同时处于最下方的任意一个子线圈的上出线头沿轴向通过连接线依次串接各同一径向上的其中一个子线圈后再与处于最上方的其中一个子线圈的下出线头相连接，以使所述的高压线圈形成由相同长度和相同截面的所述n根导线分别连续绕制后再相互并联的结构，同时在相应位置处的同一径向上的各子线圈上引出分接线头，各所述分接线头相互并联后作为高压线圈的分接出线头。

作为优选，所述n个子线圈列中相邻的子线圈列之间设置有第一绝缘层，确保列与列之间的线圈绝缘。或者，所述n个子线圈列中相邻的子线圈列之间设置有轴向气道和放置在该轴向气道外侧的第一绝缘层。在确保绝缘的同时有利于相邻的子线圈列之间的散热。

作为优选，所述n个子线圈列又沿轴向被分成下线圈组和上线圈组，该下、上线圈组之间设置有第二绝缘层，且该下线圈组中的上部子线圈成为引出三根上分接出线头的下分接段，该下线圈组中的其余子线圈成为下基本段；该上线圈组中的下部子线圈成为引出三根下分接出线头的上分接段，该上线圈组中的其余子线圈成为上基本段；该下、上分接出线头即为所述高压线圈的分接出线头。该结构既能使设有本发明高压线圈的变压器具有调压功能，同时加工简单，生产效率高。

作为优选，所述下基本段和上基本段中的每个子线圈的线圈匝数基本相等，即线圈匝数相同，或者允许偏差不大于1％。所述下基本段和上基本段中，在轴向上，每个子线圈列中有n个子线圈。所述下、上分接段中，相邻分接线头之间的正中间匝数处引出各对应子线圈的串接用的出线头。下基本段与上基本段中共2n2个子线圈的匝数都相等，相邻分接线头之间的两个子线圈的匝数也相等，这使得串接方式的规划过程更简单，更容易串接获得由相同长度和相同截面的n根导线分别连续绕制后再相互并联的结构。

作为优选，所述下基本段和上基本段中，上下相邻子线圈之间分别具有n根连接线，该n根连接线中连接线之间的相互绝缘距离不小于10mm，由于基本段线圈匝数较多、电压较大，需要保证连接线之间留有足够的绝缘距离。

作为优选，所述上线圈组和下线圈组构成一线圈小组，且所述的线圈小组有两小组，分别沿轴向分布后形成为第一线圈小组和第二线圈小组，且该第一线圈小组和第二线圈小组的线圈绕制方向相反，而使得同时该第一线圈小组的首头和第二线圈小组的首头相邻分布且并联后形成处于中间部位的高压线圈的首头，该第一线圈小组的尾头则成为该高压线圈的第一尾头，该第二线圈小组的尾头成为该高压线圈的第二尾头。该结构使变压器的内、外子线圈在同一高度的相邻位置电压差处于最小水平，整个变压器的高压线圈由上而下电压梯度均匀分布，变压器局放水平更低，同时因这种多根导线单独绕制再并联的方式可生产更大容量的变压器。

作为优选，所述n个子线圈列的内侧设置有内绝缘层，所述n个子线圈列的外侧设置有外绝缘层。

本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种采用上述干式变压器的高压线圈的绕制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，在线圈模具上紧包有所述的内绝缘层；

步骤2，在上述内绝缘层的外表用连续式的绕制方式绕制第一个子线圈列的最下方的第一个子线圈，并预留好该第一个子线圈的上、下端，以作为连接用的上、下出线头；

步骤3，在该第一个子线圈上重复步骤2，从下往上依次绕制第一个子线圈列中的第二个子线圈，直至完成该第一个子线圈列中的第m个子线圈，预留好每个子线圈的上、下端，以作为连接用的上、下出线头，同时在相应位置处的子线圈上引出线端，以作为高压线圈的分接线头；

步骤4，在绕制好的第一个子线圈列的外表面上用第一绝缘层包扎紧实或者在绕制好的第一个子线圈列的外表面上先放置轴向气道，再在该轴向气道外包箍第一绝缘层；若n＝2则进行步骤6；若n≧3，则进行步骤5；

步骤5，在第一绝缘层外侧重复步骤2～4继续绕制，直至完成第n-1个子线圈列的绕制，并包扎好第n-1个子线圈列外表面上的第一绝缘层或者在第n-1个子线圈列的外表面上先放置轴向气道，再在该轴向气道外包箍第一绝缘层；

步骤6，再在上述第n-1个子线圈列外表面上的第一绝缘层外重复步骤2～3，直至完成第n个子线圈列的绕制；

步骤7，将各个子线圈列中的第m个子线圈的上出线头相互并联，使之成为高压线圈的首头；将各个子线圈列中的第一个子线圈的下出线头相互并联，使之作为高压线圈的尾头；各个子线圈列中的第m个子线圈的下出线头沿轴向向下通过连接线依次串接各同一径向上的其中一个子线圈后再与n个子线圈列中的其中一个第一个子线圈的上出线头相连接，以确保串接后形成的n根导线具有相同长度和相同截面；同时将n个子线圈列中的处于同一径向上的子线圈中所引出的分接线头相互并联，使之成为高压线圈的相应的分接出线头；

步骤8，在第n个子线圈列外包扎好所述的外绝缘层，留出并固定好所述高压线圈的首头、尾头以及分接出线头即可。

本发明的高压线圈不同于现有技术中n根导线从初始就并联在一起、将n根导线先作为一个整体再进行绕制的结构，而是采用由n根导线分别连续绕制线圈后再相互并联的结构。因此，相较现有技术，本发明在换位时具有更高的自由度，可以通过以最下方的任意一个子线圈的上出线头沿轴向通过连接线依次串接各同一径向上的其中一个子线圈后再与处于最上方的其中一个子线圈的下出线头相连接的方法，来实现导线的完全换位。且本发明中，n取任意不小于2的正整数都可以满足n根导线的导线长度相等，感应电势也相等，且并联导线无循环电流。此外，由于本发明在绕制过程中只需正常连续绕制并留出出线头，在过程中不需要进行换位，因此本发明的高压线圈可以通过现有自动绕线机直接绕制，生产效率高，用人成本低，以解决现有技术中的连续式线圈绕制过程中需要人工翻盘的难题，同时也使得连续式结构的高压线圈可以在大容量变压器上得以顺利应用。

附图说明

图1为本发明实施例1的线圈结构示意图；

图2为本发明实施例1的线圈示意图；

图3为本发明实施例2的线圈结构示意图；

图4为本发明实施例2的线圈示意图；

图5为本发明实施例3的线圈示意图；

图6为本发明实施例4的线圈示意图；

图7为本发明实施例5的线圈示意图；

图8为本发明实施例6的线圈示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

以下所描述的干式变压器的高压线圈包括有n根导线，且该n根导线分别由以下子线圈阵列中的对应子线圈有序串接而成：子线圈阵列包括有沿径向依次分布的n个子线圈列，每个子线圈列又由m个子线圈沿轴向依次排列而成，其中n、m分别为不小于2的正整数，其中n可以是2、3、4等正整数，根据高压线圈的电压等级来选定。m选值相对大些，可以是10、12、14等正整数，同样可以根据高压线圈的电压等级来选定。为了充分理解本干式变压器的高压线圈的结构，以下将n、m取不同的正整数来描述。

实施例1

如图1～2所示的一种干式变压器的高压线圈，由2根导线绕制，该2根导线分别由以下子线圈阵列中的对应子线圈有序串接而成：子线圈阵列包括沿径向依次分布的二个子线圈列(即n＝2，形成内、外两个子线圈列)，每个子线圈列又由12个子线圈(即m＝12)沿轴向依次排列而成。为了方便描述和理解，现将每个子线圈根据其所处的位置编号，编号由前后两个数字组合而成，前一个数字代表子线圈由内向外所处的列数，后一个数字代表子线圈由下向上所处的个数，例如，位于最内列最下端的子线圈编号记为1-1，位于最内列次下端的子线圈编号记为1-2，位于最内列最上端的子线圈编号记为1-12，位于最外列最上端的子线圈编号记为2-12。本实施例的高压线圈包括共24个子线圈，各子线圈均仅由外包绝缘的单根导体以连续式结构方式绕制而成，且各子线圈的导体规格相同。

本实施例的全部子线圈中，处于最上方的各子线圈的上出线头成为各根导线的一端，各根导线的一端并联后作为高压线圈的首头1，即编号为1-12与2-12的两个子线圈的出线头并联后作为高压线圈的首头1；处于最下方的各子线圈的下出线头成为各根导线的另一端，各根导线的另一端并联后作为高压线圈的尾头2，即编号为1-1与2-1的两个子线圈的出线头并联后作为高压线圈的尾头2。

为了满足干式变压器的调压要求，需要在相应位置处的同一径向上的各子线圈引出分接线头，分接线头并联后作为高压线圈的分接出线头3。本实施例的二个子线圈列沿轴向可被分为下线圈组6和上线圈组7，下线圈组6由编号为1-1、1-2、1-3、1-4、1-5、1-6、2-1、2-2、2-3、2-4、2-5、2-6的子线圈组成，上线圈组7由编号为1-7、1-8、1-9、1-10、1-11、1-12、2-7、2-8、2-9、2-10、2-11、2-12的子线圈组成，下线圈组6又可根据其发挥的功能分为下基本段6a和下分接段6b，同样上线圈组7也根据其发挥的功能分为上基本段7a和上分接段7b，其中在轴向上，下基本段6a、上基本段7a中，每列分别有2个子线圈。

子线圈的具体划分情况与分接出线头3的设置为：下线圈组6中的上部子线圈(编号为1-3、1-4、1-5、1-6、2-3、2-4、2-5、2-6的子线圈)成为引出三根下分接出线头3a的下分接段6b，下线圈组6的其余子线圈(编号为1-1、1-2、2-1、2-2的子线圈)成为下基本段6a，三根下分接出线头3a分别由编号为1-2、2-2的子线圈的上端和编号为1-3、2-3的子线圈的下端引出且并联获得、编号为1-4、2-4的子线圈的上端和编号为1-5、2-5的子线圈的下端引出且并联获得、编号为1-6、2-6的子线圈的上端引出且并联获得；上线圈组7的下部子线圈(编号为1-7、1-8、1-9、1-10、2-7、2-8、2-9、2-10的子线圈)成为引出三根上分接出线头3b的上分接段7b，该上线圈组7中的其余子线圈(编号为1-11、1-12、2-11、2-12)成为上基本段7a，三根上分接出线头3b分别由编号为1-7和2-7的子线圈的下端引出且并联获得、编号为1-8、2-8的子线圈的上端和编号为1-9、2-9的子线圈的下端引出且并联获得、编号为1-10、2-10的子线圈的上端和编号为1-11、2-11的子线圈的下端引出且并联获得；该下、上分接出线头3a、3b即为高压线圈的分接出线头3。

为了便于简化串接结构，下基本段6a和上基本段7a中的每个子线圈的线圈匝数基本相等，需要时，可以允许偏差不大于1％。下分接段6b、上分接段7b中相邻分接头之间的正中间匝数处引出各对应子线圈的串接用出线头。

本实施例子线圈的匝数分布为：在绕制时保证下基本段6a和上基本段7a的子线圈匝数基本相等，即编号为1-1、2-1、1-2、2-2、1-11、2-11、1-12、2-12的子线圈匝数基本相等，换句话说，就是分别在下、上线圈组6、7的匝数剔除分接匝数的一半匝数时各自引出出线头；同时在下、上分接段6b、7b中相邻分接头之间的正中间匝数处引出各对应子线圈的串接用出线头，即编号为1-3、2-3、1-4、2-4的子线圈匝数基本相等，编号为1-5、2-5、1-6、2-6的子线圈匝数基本相等，编号为1-7、2-7、1-8、2-8的子线圈匝数基本相等，编号为1-9、2-9、1-10、2-10的子线圈匝数基本相等。

接下来，除首头1、尾头2与分接出线头3外余下的各出线头，以下述规律串接：处于最下方的任意一个子线圈的上出线头沿轴向通过连接线8依次串接各同一径向上的其中一个子线圈后再与处于最上方的其中一个子线圈的下出线头相连接，以使所述的高压线圈形成由相同长度和相同截面的2根导线分别连续绕制后再相互并联的结构。

在本实施例中子线圈的具体串接方式为：编号为1-1的子线圈为处于最下方的一个子线圈，其上出线头沿轴向通过连接线8串接编号为2-2的子线圈的下出线头，接着编号为2-2的子线圈的上出线头按上述规律继续串接编号为2-3的子线圈的下出线头，以此类推，直到将编号为2-3、1-4、1-5、2-6，2-7、1-8、1-9、2-10的子线圈依次串接，再将编号为2-11的子线圈的上出线头与编号为1-12的线圈的下出线头相连接；以相同的规律将编号为2-1、1-2、1-3、2-4、2-5、1-6，1-7、2-8、2-9、1-10、1-11、2-12的子线圈由下到上依次串接，需要说明的是，下线圈组6和上线圈组7之间的出线头(编号为2-6和2-7之间、编号为1-6、1-7之间)在绕制好后是断开的，在使用时根据需要再进行串接，由此形成了由相同长度的2根导线分别连续绕制后再并联的结构。

本实施例的绝缘设置情况为：内外二个子线圈列中相邻子线圈列之间设置有第一绝缘层4，或者轴向气道和第一绝缘层4的组合，即，在内子线圈列与外子线圈列间设有第一绝缘层4，或者在内子线圈列与外子线圈列间设有轴向气道和位于该轴向气道外侧的第一绝缘层4；下、上线圈组6、7之间设置有第二绝缘层5，即编号为1-6、2-6的子线圈与编号为1-7、2-7的子线圈之间设置有第二绝缘层5；下基本段6a和上基本段7a中，上下相邻子线圈之间分别具有2根连接线8，该2根连接线8中的连接线与连接线之间的相互绝缘距离不小于10mm，即编号为1-1、2-2的子线圈之间的连接线8与编号为2-1、1-2的子线圈之间的连接线8的相互绝缘距离不小于10mm，编号为2-11、1-12的子线圈之间的连接线8与编号为1-11、2-12的子线圈之间的连接线8的相互绝缘距离不小于10mm；二个子线圈列的内侧设有内绝缘层(图中未示出)，二个子线圈列的外侧设有外绝缘层(图中未示出)。

本实施例的绕制方法包括以下步骤：

步骤1，在线圈模具上紧包内绝缘层，具体的，先在线圈模具上紧包所需数量和规格的绝缘网格布，再用玻璃布带包绕在绝缘网格布的外表，保证绝缘网格布紧实和外表光滑；

步骤2，在上述内绝缘层的外表用连续式的绕制方式绕制第一个子线圈列的最下方的第一个子线圈，即编号为1-1的子线圈，并预留好该子线圈的上、下端，以作为连接用的上、下出线头；

步骤3，在编号为1-1的子线圈上重复步骤2，从下往上依次绕制第一个子线圈列中的第二个子线圈，即编号为1-2的子线圈，直至完成该第一个子线圈列中的第12个子线圈，即编号为1-12的子线圈，其中绕制完一半子线圈时在当前子线圈上放置第二绝缘层5，第一个子线圈列中的第1个、第2个、第11个、第12个子线圈的匝数基本相同，第3个和第4个子线圈的匝数基本相同，第5个和第6个子线圈的匝数基本相同，第7个和第8个子线圈的匝数基本相同，第9个和第10个子线圈的匝数基本相同，上述基本相同可理解为完全相同或偏差为不大于1％，绕制完成后预留好每个子线圈的上、下端，以作为连接用的上、下出线头，同时在相应位置处的子线圈上引出线端，以作为高压线圈的分接线头；

步骤4，在绕制好的第一个子线圈列的外表面上用第一绝缘层4包扎紧实，或先放置气道板再设置第一绝缘层4，气道板可以采用现有技术，以形成的轴向气道；这里第一绝缘层4可以采用绝缘网格布先进行包裹，然后用玻璃布带进行扎紧，用两种材料相结合的方式进行包实；

步骤5，再在第一个子线圈列外表面上的第一绝缘层4外重复步骤2～3，直至完成第二个子线圈列的绕制；

步骤6，将各个子线圈列中的第12个子线圈，即编号为1-12和2-12子线圈的上出线头作为2根导线的上端，该2根导线的上端相互并联，使之成为高压线圈的首头1；将各个子线圈列中的第一个子线圈，即编号为1-1和2-1的子线圈的下出线头作为2根导线的下端，该2根导线的下端相互并联，使之作为高压线圈的尾头2；将编号为1-1、2-2、2-3、1-4、1-5、2-6，2-7、1-8、1-9、2-10、2-11、1-12的子线圈由下到上依次串接，编号为2-1、1-2、1-3、2-4、2-5、1-6，1-7、2-8、2-9、1-10、1-11、2-12的子线圈由下到上依次串接，根据以上说明，下线圈组6和上线圈组7之间的出线头，也就是编号为2-6和2-7之间、编号为1-6、1-7之间的出线头暂不串接，待使用过程中根据需要再进行串接；再由编号为1-2、2-2的子线圈的上端和编号为1-3和2-3的子线圈下端引出且并联成一个分接出线头3、由编号为1-4、2-4的子线圈的上端和编号为1-5、2-5的子线圈下端引出且并联成一个分接出线头3、由编号为1-6、2-6的子线圈上端引出且并联成一个分接出线头3，由编号为1-7和2-7的子线圈下端引出且并联成一个分接出线头3、由编号为1-8、2-8的子线圈的上端和编号为1-9、2-9的子线圈下端引出且并联成一个分接出线头3、由编号为1-10、2-10的子线圈上端和编号为1-11、2-11的子线圈的下端引出且并联成一个分接出线头3；

步骤7，高压线圈的首头1、尾头2以及分接出线头3分别用绝缘体(该绝缘体采用现有技术)进行包扎，然后按现有技术再在第二个子线圈列外包扎好外绝缘层，该外绝缘层可以用绝缘网格布和包紧在该绝缘网格布外的玻璃布带，即可得到所需的高压线圈。

实施例2

本实施例的结构与特征如图3～4所示，其与实施例1的区别在于：导线根数为3个，相应的子线圈阵列数量也作了相应变化。本实施例中，子线圈阵列中沿径向依次分布的子线圈列的数量为三列(即n＝3)，每列由14个子线圈(即m＝12)沿轴向依次排列而成。按上述实施例1中同样的方式进行编号，其由内向外第一个子线圈列编号由下向上为1-1、1-2、……、1-14，第二个子线圈列编号由下向上为2-1、2-2、……、2-14，第三个子线圈列编号由下向上为3-1、3-2、……、3-14。

本实施例中，编号为1-14、2-14、3-14的三个子线圈的出线头并联后作为高压线圈的首头1；编号为1-1、2-1、3-1的三个子线圈的出线头并联后作为高压线圈的尾头2。

本实施例的分接出线头3具体设置方式为：编号为1-4、1-5、1-6、1-7、2-4、2-5、2-6、2-7、3-4、3-5、3-6、3-7的子线圈成为引出三根下分接出线头3a的下分接段6b，三根下分接出线头3a分别由编号为1-3、2-3、3-3的子线圈的上端和编号为1-4、2-4和3-4的子线圈的下端引出且并联获得、编号为1-5、2-5、3-5的子线圈的上端和编号为1-6、2-6和3-6的子线圈的下端引出且并联获得、编号为1-7、2-7和3-7的子线圈的上端引出且并联获得；编号为1-8、1-9、1-10、1-11、2-8、2-9、2-10、2-11、3-8、3-9、3-10、3-11的子线圈成为引出三根上分接出线头3b的上分接段7b，三根上分接出线头3b分别由编号为1-8、2-8和3-8的子线圈的下端引出且并联获得、编号为1-9、2-9、3-9的子线圈的上端和编号为1-10、2-10和3-10的子线圈的下端引出且并联获得、编号为1-11、2-11和3-11的子线圈上端和编号为1-12、2-12、3-12的子线圈的下端引出且并联获得。

本实施例的子线圈匝数分布为：编号为1-1、2-1、3-1、1-2、2-2、3-2、1-3、2-3、3-3、1-12、2-12、3-12、1-13、2-13、3-13、1-14、2-14、3-14的子线圈匝数基本相等；编号为1-4、2-4、3-4、1-5、2-5、3-5的子线圈匝数基本相等，编号为1-6、2-6、3-6、1-7、2-7、3-7的子线圈匝数基本相等，编号为1-8、2-8、3-8、1-9、2-9、3-9的子线圈匝数基本相等，编号为1-10、2-10、3-10、1-11、2-11、3-11的子线圈匝数基本相等，同样，上述基本相同可理解为完全相同或偏差为不大于1％。

在本实施例中子线圈的具体串接方式为：编号为1-1、2-2、3-3、3-4、1-5、1-6、3-7，3-8、1-9、1-10、3-11、3-12、2-13、1-14的子线圈依次串接；编号为2-1、3-2、1-3、1-4、3-5、3-6、1-7，1-8、3-9、3-10、1-11、1-12、3-13、2-14的子线圈依次串接，编号为3-1、1-2、2-3、2-4、2-5、2-6、2-7，2-8、2-9、2-10、2-11、2-12、1-13、3-14的子线圈依次串接，需要说明的是，下线圈组6和上线圈组7之间的出线头(编号为3-7和3-8之间、编号为1-7、1-8之间、编号为2-7、2-8之间)在绕制好后是断开的，在使用时根据需要再进行串接，由此使得本实施中的干式变压器的高压线圈形成了由相同长度的3根导线分别连续绕制后再并联的结构。

本实施例的绝缘设置情况为：第一个子线圈列与第二个子线圈列之间设有第一绝缘层4，或者第一个子线圈列与第二个子线圈列之间设有轴向气道和位于该轴向气道外侧的第一绝缘层4；第二个子线圈列与第三个子线圈列之间同样设有第一绝缘层4，或者轴向气道和位于该轴向气道外侧的第一绝缘层4；编号为1-7、2-7、3-7的子线圈与编号为1-8、2-8、3-8的子线圈之间设置有第二绝缘层5；编号为1-1、2-2的子线圈之间的连接线8、编号为2-1、3-2的子线圈之间的连接线8、编号为3-1、1-2的子线圈之间的连接线8的两两相互绝缘距离不小于10mm，编号为1-2、2-3的子线圈之间的连接线8、编号为2-2、3-3的子线圈之间的连接线8、编号为3-2、1-3的子线圈之间的连接线8的两两相互绝缘距离不小于10mm，编号为1-12、3-13的子线圈之间的连接线8、编号为2-12、1-13的子线圈之间的连接线8、编号为3-12、2-13的子线圈之间的连接线8的两两相互绝缘距离不小于10mm，编号为1-13、3-14的子线圈之间的连接线8、编号为2-13、1-14的子线圈之间的连接线8、编号为3-13、2-14的子线圈之间的连接线8的两两相互绝缘距离不小于10mm；三个子线圈列的内侧设有内绝缘层，三个子线圈列的外侧设有外绝缘层。

本实施例的绕制方法包括以下步骤：

步骤1，在线圈模具上紧包内绝缘层，具体的，先在线圈模具上紧包所需数量和规格的绝缘网格布，再用玻璃布带包绕在绝缘网格布的外表，保证绝缘网格布紧实和外表光滑；

步骤2，在上述内绝缘层的外表用连续式的绕制方式绕制第一个子线圈列的最下方的第一个子线圈，即编号为1-1的子线圈，并预留好该子线圈的上、下端，以作为连接用的上、下出线头；

步骤3，在编号为1-1的子线圈上重复步骤2，从下往上依次绕制第一个子线圈列中的第二个子线圈，即编号为1-2的子线圈，直至完成该第一个子线圈列中的第14个子线圈，即编号为1-14的子线圈，其中绕制完一半子线圈时在当前子线圈上放置第二绝缘层5，第一个子线圈列中的第1个、第2个、第3个、第12个、第13个、第14个子线圈的匝数基本相同，第4个和第5个子线圈的匝数基本相同，第6个和第7个子线圈的匝数基本相同，第8个和第9个子线圈的匝数基本相同，第10个和第11个子线圈的匝数基本相同，上述相同可理解为完全相同或偏差为不大于1％，绕制完成后预留好每个子线圈的上、下端，以作为连接用的上、下出线头，同时在相应位置处的子线圈上引出线端，以作为高压线圈的分接线头；

步骤4，在绕制好的第一个子线圈列的外表面上用第一绝缘层4包扎紧实，或先放置气道板再设置第一绝缘层4，气道板可以采用现有技术，以形成的轴向气道；这里第一绝缘层4可以采用绝缘网格布先进行包裹，然后用玻璃布带进行扎紧，用两种材料相结合的方式进行包实；

步骤5，在第一绝缘层4外侧重复步骤2～4继续绕制，直至完成第二个子线圈列的绕制，并包扎好第二个子线圈列外表面上的第一绝缘层4或者在第二个子线圈列的外表面上先放置轴向气道，再在该轴向气道外包箍第一绝缘层4；

步骤6，再在第二个子线圈列外表面上的第一绝缘层4外重复步骤2～3，直至完成第三个子线圈列的绕制；

步骤7，将各个子线圈列中的第14个子线圈，即编号为1-14、2-14、3-14子线圈的上出线头作为3根导线的上端，该3根导线的上端相互并联，使之成为高压线圈的首头1；将各个子线圈列中的第一个子线圈，即编号为1-1、2-1、3-1的子线圈的下出线头作为3根导线的下端，该3根导线的下端相互并联，使之作为高压线圈的尾头2；编号为1-1、2-2、3-3、3-4、1-5、1-6、3-7，3-8、1-9、1-10、3-11、3-12、2-13、1-14的子线圈依次串接；编号为2-1、2-2、1-3、1-4、3-5、3-6、1-7，1-8、3-9、3-10、1-11、1-12、3-13、2-14的子线圈依次串接，编号为3-1、1-2、2-3、2-4、2-5、2-6、2-7，2-8、2-9、2-10、2-11、2-12、1-13、3-14的子线圈依次串接，根据以上说明，下线圈组6和上线圈组7之间的出线头，也就是编号为3-7和3-8之间、编号为1-7和1-8之间、编号为2-7和2-8之间的出线头暂不串接，待使用过程中根据需要再进行串接；再由编号为1-3、2-3、3-3的子线圈的上端和编号为1-4、2-4和3-4的子线圈的下端引出且并联成一个分接出线头3、由编号为1-5、2-5、3-5的子线圈的上端和编号为1-6、2-6和3-6的子线圈的下端引出且并联成一个分接出线头3、编号为1-7、2-7和3-7的子线圈上端引出且并联成一个分接出线头3，由编号为1-8、2-8和3-8的子线圈下端引出且并联成一个分接出线头3、编号为1-9、2-9、3-9的子线圈的上端和编号为1-10、2-10和3-10的子线圈下端引出且并联成一个分接出线头3、编号为1-11、2-11和3-11的子线圈上端和编号为1-12、2-12、3-12的子线圈的下端引出且并联成一个分接出线头3；

步骤8，高压线圈的首头1、尾头2以及分接出线头3分别用绝缘体(该绝缘体采用现有技术)进行包扎，然后按现有技术再在第三个子线圈列外包扎好外绝缘层，该外绝缘层可以用绝缘网格布和包紧在该绝缘网格布外的玻璃布带，即可得到所需的高压线圈。

实施例3

本实施例的结构与特征如图5所示，其与实施例2的区别在于：导线根数为4个，同样相应的子线圈阵列数量也作了相应变化。本实施例中，子线圈阵列中沿径向依次分布的子线圈列的数量为四列(即n＝4)，每列由16个子线圈(即m＝16)沿轴向依次排列而成。按上述实施例1中同样的方式进行编号，其由内向外第一个子线圈列编号由下向上为1-1、1-2、……、1-16，第二个子线圈列编号由下向上为2-1、2-2、……、2-16，第三个子线圈列编号由下向上为3-1、3-2、……、3-16，第四个子线圈列编号由下向上为4-1、4-2、……、4-16。

本实施例中，编号为1-16、2-16、3-16、4-16的四个子线圈的出线头作为4根导线的上端，该4根导线的上端并联后作为高压线圈的首头1；编号为1-1、2-1、3-1、4-1的四个子线圈的出线头作为4根导线的下端，该4根导线的下端并联后作为高压线圈的尾头2。

本实施例的分接出线头3具体设置方式为：编号为1-5、1-6、1-7、1-8、2-5、2-6、2-7、2-8、3-5、3-6、3-7、3-8、4-5、4-6、4-7、4-8的子线圈成为引出三根下分接出线头3a的下分接段6b，三根下分接出线头3a分别由编号为1-4、2-4、3-4、4-4的子线圈的上端和编号为1-5、2-5、3-5和4-5的子线圈下端引出且并联获得、编号为1-6、2-6、3-6、4-6的子线圈的上端和编号为1-7、2-7、3-7和4-7的子线圈下端引出且并联获得、编号为1-8、2-8、3-8和4-8的子线圈上端引出且并联获得；编号为1-9、1-10、1-11、1-12、2-9、2-10、2-11、2-12、3-9、3-10、3-11、3-12、4-9、4-10、4-11、4-12的子线圈成为引出三根上分接出线头3b的上分接段7b，三根上分接出线头3b分别由编号为1-9、2-9、3-9和4-9的子线圈下端引出且并联获得、编号为1-10、2-10、3-10、4-10的子线圈的上端和编号为1-11、2-11、3-11和4-11的子线圈下端引出且并联获得、编号为1-12、2-12、3-12和4-12的子线圈上端和编号为1-13、2-13、3-13、4-13的子线圈的下端引出且并联获得。

本实施例的子线圈匝数分布为：编号为1-1、2-1、3-1、4-1、1-2、2-2、3-2、4-2、1-3、2-3、3-3、4-3、1-4、2-4、3-4、4-4、1-13、2-13、3-13、4-13、1-14、2-14、3-14、4-14、1-15、2-15、3-15、4-15、1-16、2-16、3-16、4-16的子线圈匝数基本相等；编号为1-5、2-5、3-5、4-5、1-6、2-6、3-6、4-6的子线圈匝数基本相等，编号为1-7、2-7、3-7、4-7、1-8、2-8、3-8、4-8的子线圈匝数基本相等，编号为1-9、2-9、3-9、4-9、1-10、2-10、3-10、4-10的子线圈匝数基本相等，编号为1-11、2-11、3-11、4-11、1-12、2-12、3-12、4-12的子线圈匝数基本相等，同样，上述基本相同可理解为完全相同或偏差为不大于1％。

在本实施例中子线圈的具体串接方式为：编号为1-1、3-2、2-3、4-4、4-5、1-6、1-7、4-8，4-9、1-10、1-11、4-12、4-13、2-14、3-15、1-16的子线圈依次串接；编号为2-1、4-2、1-3、3-4、3-5、2-6、2-7、3-8，3-9、2-10、2-11、3-12、3-13、1-14、4-15、2-16的子线圈依次串接，编号为3-1、1-2、4-3、2-4、2-5、3-6、3-7、2-8，2-9、3-10、3-11、2-12、2-13、4-14、1-15、3-16的子线圈依次串接，编号为4-1、2-2、3-3、1-4、1-5、4-6、4-7、1-8，1-9、4-10、4-11、1-12、1-13、3-14、2-15、4-16的子线圈依次串接，同样需要说明的是，下线圈组6和上线圈组7之间的出线头(编号为4-8和4-9之间、编号为3-8、3-9之间、编号为2-8、2-9之间、编号为1-8、1-9之间)在绕制好后是断开的，在使用时根据需要再进行串接，由此使得本实施例中的干式变压器的高压线圈形成了由相同长度的4根导线分别连续绕制后再并联的结构。

本实施例的绝缘设置情况为：第一个子线圈列与第二个子线圈列间设有第一绝缘层4，或者，第一个子线圈列与第二个子线圈列间设有轴向气道和位于该轴向气道外侧的第一绝缘层4；第二个子线圈列与第三个子线圈列间设有第一绝缘层4，或者，第二个子线圈列与第三个子线圈列间设有轴向气道和位于该轴向气道外侧的第一绝缘层4；同样，第三个子线圈列与第四个子线圈列间设有第一绝缘层4，或者，第三个子线圈列与第四个子线圈列间设有轴向气道和位于该轴向气道外侧的第一绝缘层4；编号为1-8、2-8、3-8、4-8的子线圈与编号为1-9、2-9、3-9、4-9的子线圈之间设置有第二绝缘层5；编号为1-1、3-2的子线圈之间的连接线8、编号为2-1、4-2的子线圈之间的连接线8、编号为3-1、1-2的子线圈之间的连接线8、编号为4-1、2-2的子线圈之间的连接线8的两两相互绝缘距离不小于10mm，下基本段6a与上基本段7a中其余上下相邻子线圈间分别具有的4根连接线8两两相互绝缘距离均不小于10mm；四个子线圈列的内侧设有内绝缘层，四个子线圈列的外侧设有外绝缘层。

本实施例的绕制方法不再赘述，根据结构的变化以规律绕制即可。

实施例4

本实施例的结构与特征如图6所示，其与实施例1的区别在于：上线圈组7和下线圈组6构成一线圈小组，线圈小组有两小组，分别沿轴向分布后形成为第一线圈小组9a和第二线圈小组9b，且该第一线圈小组9a和第二线圈小组9b的线圈绕制方向相反，相当于二者沿径向线对称分布，如此，使得该第一线圈小组9a的首头和第二线圈小组9b的首头相邻分布且并联后形成处于中间部位的高压线圈的首头1，该第一线圈小组9a的尾头则成为该高压线圈的第一尾头2a，该第二线圈小组9b的尾头成为该高压线圈的第二尾头2b。其中第一线圈小组9a的结构与实施例1的结构相同，第二线圈小组9b的结构与实施例1的结构相对称。

实施例5

本实施例的结构与特征如图7所示，其与实施例2的区别在于：上线圈组7和下线圈组6构成一线圈小组，线圈小组有两小组，分别沿轴向分布后形成为第一线圈小组9a和第二线圈小组9b，与实施例4同样，该第一线圈小组9a和第二线圈小组9b的线圈绕制方向相反，相当于二者沿径向线对称分布，使得该第一线圈小组9a的首头和第二线圈小组9b的首头相邻分布且并联后形成处于中间部位的高压线圈的首头1，该第一线圈小组9a的尾头则成为该高压线圈的第一尾头2a，该第二线圈小组9b的尾头成为该高压线圈的第二尾头2b。其中第一线圈小组9a的结构与实施例2的结构相同，第二线圈小组9b的结构与实施例2的结构相对称。

实施例6

本实施例的结构与特征如图8所示，其与实施例3的区别在于：上线圈组7和下线圈组6构成一线圈小组，线圈小组有两小组，分别沿轴向分布后形成为第一线圈小组9a和第二线圈小组9b，与实施例4同样，该第一线圈小组9a和第二线圈小组9b的线圈绕制方向相反，相当于二者沿径向线对称分布，使得该第一线圈小组9a的首头和第二线圈小组9b的首头相邻分布且并联后形成处于中间部位的高压线圈的首头1，该第一线圈小组9a的尾头则成为该高压线圈的第一尾头2a，该第二线圈小组9b的尾头成为该高压线圈的第二尾头2b。其中第一线圈小组9a的结构与实施例3的结构相同，第二线圈小组9b的结构与实施例3的结构相对称。

除了上述优选实施例以外，上述导线的根数也可以选择其它个数，比如5个、6个或7个等，可以根据高压变压器线圈的电压等级进行选定。同时，上述的换位方式也只是本实施的一种方式，也可以采用常规的交叉换位及其他偶数交叉换位，故这样的方案也属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种干式变压器的高压线圈，包括n根导线，其特征在于该n根导线分别由以下子线圈阵列中的对应子线圈有序串接而成：所述子线圈阵列包括有沿径向依次分布的n个子线圈列，每个子线圈列又由m个子线圈沿轴向依次排列而成，n、m分别为不小于2的正整数，各所述子线圈又仅由外包绝缘的单根导体以连续式结构方式绕制而成，且各子线圈的导体规格相同，n个子线圈列中处于最上方的各子线圈的上出线头成为各根导线的一端，各根导线的一端并联后作为高压线圈的首头(1)，n个子线圈列中处于最下方的各子线圈的下出线头成为各根导线的另一端，各根导线的另一端并联后作为高压线圈的尾头(2)；同时处于最下方的任意一个子线圈的上出线头沿轴向通过连接线(8)依次串接各同一径向上的其中一个子线圈后再与处于最上方的其中一个子线圈的下出线头相连接，以使所述的高压线圈形成由相同长度和相同截面的所述n根导线分别连续绕制后再相互并联的结构，同时在相应位置处的同一径向上的各子线圈上引出分接线头，各所述分接线头相互并联后作为高压线圈的分接出线头(3)。

2.根据权利要求1所述的干式变压器的高压线圈，其特征在于：所述n个子线圈列中相邻的子线圈列之间设置有第一绝缘层(4)；

或者，所述n个子线圈列中相邻的子线圈列之间设置有轴向气道和放置在该轴向气道外侧的第一绝缘层(4)。

3.根据权利要求1所述的干式变压器的高压线圈，其特征在于：所述n个子线圈列又沿轴向被分成下线圈组(6)和上线圈组(7)，该下、上线圈组(6、7)之间设置有第二绝缘层(5)，且该下线圈组(6)中的上部子线圈成为引出三根下分接出线头(3a)的下分接段(6b)，该下线圈组(6)中的其余子线圈成为下基本段(6a)；该上线圈组(7)中的下部子线圈成为引出三根上分接出线头(3b)的上分接段(7b)，该上线圈组(7)中的其余子线圈成为上基本段(7a)；该下、上分接出线头(3a、3b)即为所述高压线圈的分接出线头(3)。

4.根据权利要求3所述的干式变压器的高压线圈，其特征在于：所述下基本段(6a)和上基本段(7a)中的每个子线圈的线圈匝数基本相等。

5.根据权利要求4所述的干式变压器的高压线圈，其特征在于：所述下基本段(6a)和上基本段(7a)中，在轴向上，每个子线圈列中有n个子线圈。

6.根据权利要求3所述的干式变压器的高压线圈，其特征在于：所述下、上分接段(6b、7b)中，相邻分接线头之间的正中间匝数处引出各对应子线圈的串接用的出线头。

7.根据权利要求3所述的干式变压器的高压线圈，其特征在于：所述下基本段(6a)和上基本段(7a)中，上下相邻子线圈之间分别具有n根连接线(8)，该n根连接线(8)中连接线之间的相互绝缘距离不小于10mm。

8.根据权利要求3至5任一权利要求所述的干式变压器的高压线圈，其特征在于：所述上线圈组(7)和下线圈组(6)构成一线圈小组，且所述的线圈小组有两小组，分别沿轴向分布后形成为第一线圈小组(9a)和第二线圈小组(9b)，且该第一线圈小组(9a)和第二线圈小组(9b)的线圈绕制方向相反，而使得该第一线圈小组(9a)的首头和第二线圈小组(9b)的首头相邻分布且并联后形成处于中间部位的高压线圈的首头(1)，该第一线圈小组(9a)的尾头则成为该高压线圈的第一尾头(2a)，该第二线圈小组(9b)的尾头成为该高压线圈的第二尾头(2b)。

9.根据权利要求2所述的干式变压器的高压线圈，其特征在于：所述n个子线圈列的内侧设置有内绝缘层，所述n个子线圈列的外侧设置有外绝缘层。

10.一种如权利要求9所述干式变压器的高压线圈的绕制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，在线圈模具上紧包有所述的内绝缘层；

步骤2，在上述内绝缘层的外表用连续式的绕制方式绕制第一个子线圈列的最下方的第一个子线圈，并预留好该第一个子线圈的上、下端，以作为连接用的上、下出线头；

步骤3，在该第一个子线圈上重复步骤2，从下往上依次绕制第一个子线圈列中的第二个子线圈，直至完成该第一个子线圈列中的第m个子线圈，预留好每个子线圈的上、下端，以作为连接用的上、下出线头，同时在相应位置处的子线圈上引出线端，以作为高压线圈的分接线头；

步骤4，在绕制好的第一个子线圈列的外表面上用第一绝缘层(4)包扎紧实或者在绕制好的第一个子线圈列的外表面上先放置轴向气道，再在该轴向气道外包箍第一绝缘层(4)；若n＝2则进行步骤6；若n≧3，则进行步骤5；

步骤5，在第一绝缘层(4)外侧重复步骤2～4继续绕制，直至完成第n-1个子线圈列的绕制，并包扎好第n-1个子线圈列外表面上的第一绝缘层(4)或者在第n-1个子线圈列的外表面上先放置轴向气道，再在该轴向气道外包箍第一绝缘层(4)；

步骤6，再在上述第n-1个子线圈列外表面上的第一绝缘层(4)外重复步骤2～3，直至完成第n层子线圈的绕制；

步骤7，将各个子线圈列中的第m个子线圈的上出线头相互并联，使之成为高压线圈的首头(1)；将各个子线圈列中的第一个子线圈的下出线头相互并联，使之作为高压线圈的尾头(2)；各个子线圈列中的第m个子线圈的下出线头沿轴向向下通过连接线(8)依次串接各同一径向上的其中一个子线圈后再与n个子线圈列中的其中一个第一个子线圈的上出线头相连接，以确保串接后形成的n根导线具有相同长度和相同截面；同时将n个子线圈列中的处于同一径向上的子线圈中所引出的分接线头相互并联，使之成为高压线圈的相应的分接出线头(3)；

步骤8，在第n个子线圈列外包扎好所述的外绝缘层，留出并固定好所述高压线圈的首头(1)、尾头(2)以及分接出线头(3)即可。