CN1222746A

CN1222746A - 有填料树脂薄绝缘浇注变压器及其制造方法

Info

Publication number: CN1222746A
Application number: CN 98104919
Authority: CN
Inventors: 魏胜璋; 伊崇生
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-01-09
Filing date: 1998-01-09
Publication date: 1999-07-14
Anticipated expiration: 2018-01-09
Also published as: CN1133184C

Abstract

本发明属变压器领域,其特征在于铁心是步进式叠片,高压线圈内外壁包封层内有预制成型的玻璃丝定位网或玻璃丝绳编织网,包封层厚度在3毫米以下,高压线圈视电压等级分成8段以上绕制,中部抽头作为分接,低压线圈为箔式线圈浇注成蜂窝式气道的全包封型。具有成本低,无污染,各项电气指标符合国家标准等特点。可广泛应用于10—35KV级10000KVA以下变压器。

Description

有填料树脂薄绝缘浇注变压器及其制造方法

本发明涉及一种用带填料的树脂制造薄层包封绝缘浇注变压器及其制造方法，它适用于制造10-35KV级10000KVA以下变压器。

目前，国内制造的干式变压器0.5KV级低压线圈要么是箔式不浇注，而采用端封的办法；要么是浇注的，它就不是箔式线圈，而是线绕式线圈。两者都存在着弊端。

采用箔式端封者，只是对已绕成的箔式线圈两端部在空气中进行局部浇注的办法，对低压线圈两端部进行固封，该种形式不能做到线圈全密封。因而，安装在铁心上后，很容易受潮，以至于绝缘电阻下降，未经处理，达不到投入运行前检查验收的标准，以至于还要采取烘干的办法去除潮湿，来提高绝缘电阻。而采用线绕式浇注者，虽解决了密封防潮问题，但由于线绕式存在着线圈卷制时的螺旋角，使高低压线圈的轴向电抗高度不平衡而产生较大的漏磁场，从而产生较大的电动力，这就意味着线绕式线圈的机械强度远不如箔式线圈。

而现有的树脂绝缘浇注干式变压器的高压线圈，大多数是用不带填料的树脂进行浇注，在线圈的内、外壁和层间预先放入玻璃丝短切毡和无纺布，在真空的状态下用漫注的方法进行浇注，它有以下缺陷；(1)绕制时玻璃丝粉尘散飞整个工作空间，造成劳动环境严重污染，危及劳动者的心身健康；(2)表面上的玻璃丝毡不容易完全浸润树脂，造成色泽不匀，产品外观不美观，甚至产生空穴，影响产品电气性能；(3)树脂的用量大，造成产品成本价高；(4)由于玻璃丝短切毡的无方向性和导热系数较小，对散热不利，从而影响产品的散热结构和要求较高耐热等级的绝缘材料；(5)制造过程中易发生龟裂现象，机械强度受到一定限制，从而影响产品的电气强度，甚至危及产品使用寿命，因而不宜制造中型以上的变压器。

虽然有的厂家也采用有填料树脂浇注，制成厚绝缘包封和薄绝缘包封两种结构的变压器，但由于制成厚绝缘包封线圈者，无增强措施，结构不合理，材料选择只能是铝导线，体积大，耗材多，只能制成铝导线的线圈，浇注体极易开裂，直接危及产品使用寿命，产品的机械、电气和绝缘耐热强度都要低一个档次，以至于该种类型产品失去了竞争力，逐渐被用户淘汰。而目前也有制成薄绝缘包封线圈者，虽在结构上采用薄绝缘浇注形式，但其制造工艺不能使导线完全浸润树脂，内绝缘达不到规定耐热等级的要求，填料的沉淀率太大不但使导热性能得不到改善，反而出现界面造成龟裂的可能，也同样影响产品的使用寿命。

本发明的目的是提供一种有填料树脂薄绝缘浇注变压器及其制造方法，这种变压器的低压线圈具有高的机械强度和防潮性能，高压线圈具有高机械强度，高电气强度，高绝缘耐热强度和低损耗、低噪音，并且成本低，生产环境无污染，产品外表美观。

本发明是这样实现的：

铁心是步进式叠片；低压线圈为箔式线圈浇注成蜂窝式气道的全包封型，高压线圈内外壁包封层内有预制成型的玻璃丝定位网或玻璃丝绳编织网，包封层厚度在3毫米以下，高压线圈视电压等级分成8段以上绕制，中部抽头作为分接。

低压线圈由箔材或电磁线绕制，绕制箔式线圈时，预先装入可在环氧树脂固化后脱模的内模及气道模，再安装外模和底座，注入环氧树脂浇注料后，制成全包封的箔式低压线圈。其内，外模均用簿钢板制成，气道模则是通用的同一宽度尺寸的条形板制成，气道撑条由气道模条形板之间空隙浇注而成。环氧树脂浇注混合料可以是无填料的，也可以是有填料的。采用无填料时，内外壁应放置玻璃丝毡；采用有填料时，内外壁放置玻璃丝定位网。其高压线圈的预制成型的玻璃丝定位网是在真空状态下预浸渍F级树脂可弯曲的网格，它必须放置在高压线圈浇注包封层的内壁和气道内外壁，高压线圈外壁可以放置该定位网，也可以放置经过处理的玻璃丝绳编织网，高压线圈的导线是使用带有相当绝缘的铜电磁线绕制，无层间绝缘，高压线圈的每个线段当采用圆铜电磁线绕制时，上层导线绕在下层导线之间的空隙里，真空浇注时，采用加填料的树脂混合料，填料的沉淀率应控制小于1％，真空浇注后再经过大于2个以上大气压力处理，制成F级耐热等级的全包封高压线圈。

2500KVA以下的高压线圈内部可不设气道，2500KVA及以上的高压线圈内部设置气道时，其气道浇注模是通用的条板模。

由于本发明的低压线圈是箔式浇注的，它既具有箔式线圈机械强度高的特点，又具有浇注线圈防潮性能好的优点；它的高压线圈采用预制成型的玻璃丝定位网，浇注成类似钢筋混凝土结构的包封绝缘层，这样既克服了生产时采用玻璃丝短切毡而带来的环境污染和散热不好等问题，又提高了线圈的机械强度；同时它又采用以下技术手段，使高压线圈浇注体厚度得以大幅度下降，散热性能改善，成本降低：(1)采用分段绕制，使层间电压控制在电磁线绝缘安全电压以内，无需层间绝缘；(2)圆铜电磁线绕制时，上层导线绕在下层导线之间的空隙里；(3)包封层内放置预制成型的玻璃丝定位网，使包封层厚度减薄，加压处理措施能使树脂浸渍匝间绝缘，把局部放电量降低到最低限度。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明高压线圈的结构示意图。

图3是本发明铁心的叠片示意图。

图4是本发明低压线圈的结构示意图。

图5是图4的A-A剖面示意图。

铁心1，高压线圈2，低压线圈3，绝缘筒4(10KV时不用)，铁心夹件5，小车或底座6，玻璃丝定位网201，分段线圈202，出线头203，内模301，气道模302，外模303，底座304，密封垫305，螺杆306，线段(Ⅰ)，线段(Ⅱ)。为了提高散热效果，可在高、低压线圈下端两侧安装小型轴流风机，对其强迫吹风冷却。

本发明的高压线圈无内部气道时的结构示意图2。高压每相线圈为分段改进型饼式202，中部抽头作为分接，用铜电磁线或箔材绕制，首尾头引出在线圈两端，段数的多少要由段间电压、段间距离、电磁线绝缘、每段层间电压来确定。当层间电压没有超过电磁线绝缘的安全击穿电压时，层间可以不用其它绝缘材料；当采用圆漆包电磁线时，上层导线应绕在下层导线之间的空隙里。在线圈内、外壁分别放置预浸树脂的玻璃丝成型定位网201，或者在外壁放置经过处理的玻璃丝绳编织网，绕制完后并经整理的线圈安装在浇注模具内，在真空状态下，注入带有石英粉或其它可作为填料的环氧树脂混合料，再经加压力处理后进行固化过程，脱模后进行处理。

当高压线圈内部因散热要求需要设置通风气道时，高压线圈分段绕制仍遵循上述原则，把首尾头和抽头留在最外侧，气道内外壁必须放置预浸成型定位网，气道为宽50毫米左右的通用条板模，浇注模具应有利于气道条板模在同化后拨出。

铁心采用45度斜接缝，步进式叠片，见铁心叠片示意图3，用树脂玻璃丝编织带绑扎。

按照本发明产品的电磁计算原则，可以在2500KVA以内使高、低压线圈单位面积的热负荷降低到F级绝缘耐热等级规定的阻值内，而不设高压内部气道和适当的低压气道，同时能分别计算出高、低压线圈内的涡流损耗和引线损耗，以及铁心的噪声A计权声压级数值。全部技术参数和要求符合GB/T10228-1997标准。

例如：1000KVA,10/0.4KV，阻抗6％的变压器技术经济指标如下：

额定容量：1000KVA,3相，50赫芝

额定电压组合及分接范围：10±2×2.5％/0.4KV

联接组标号：Y,yno或D,yn11

阻抗电压：6％

绝缘耐热等级：F级冷却方式：AN，另配有强迫风冷FN

工频耐压：高压35-38KV/低压3KV

高压侧雷电冲击电压：全波75KV

局部放电量：小于5PC

空载损耗：2000瓦(标准2210瓦)

空载电流：0.5％(标准1.4％)

负载损耗：9300瓦(标准9560瓦)

总损耗：11300瓦(标准11770瓦)

高压线圈温升：86K(标准100K)

低压线圈温升：90K(标准100K)

铁心温升；91K(标准100K)

噪声：60dB(标准64dB)

铜电磁线及箔重：853Kg

矽钢片重：1725Kg

环氧树脂用量：55kg

石英粉用量：55kg

总重：2980kg

综上所述，本发明具有以下优点：(1)绝缘耐热等级达到F级，且高压线圈表面的温差小，散热性能好；(2)产品既能包封绝缘，又能完全浸渍内部绝缘，电气强度达到承受工频耐压35-38KV/3KV，冲击电压75KV；(3)类似钢筋混凝土的加强结构使机械强度可承受17-25倍短路电流冲击0.5秒不开裂；(4)空载、负载损耗及噪声均低于国家最新标准；(5)材料成本与其它树脂绝缘产品比，低5％左右；(6)生产环境消除玻璃丝粉尘的污染。

Claims

1、一种有填料树脂薄绝缘浇注变压器，它由铁心(1)，高压线圈(2)，低压线圈(3)等构成。其特征在于铁心(1)是步进式叠片，高压线圈(2)内外壁包封层内有预制成型的玻璃丝定位网或玻璃丝绳编织网，包封层厚度在3毫米以下，高压线圈(2)视电压等级分成8段以上绕制，中部抽头作为分接，低压线圈(3)为箔式线圈浇注成蜂窝式气道的全包封型。

2、如权利要求1所述的有填料树脂薄绝缘浇注变压器的制造方法，其特征是其低压线圈(3)由箔材或电磁线绕制，绕制箔式线圈时，预先装入可在环氧树脂固化后脱模的内模(301)及气道模(302)，再安装外模(303)和底座(304)，注入环氧树脂浇注料后，制成全包封的箔式低压线圈，其内，外模均用薄钢板制成，气道模(302)则是通用的同一宽度尺寸的条形板制成，气道撑条由气道模条形板之间空隙浇注而成，环氧树脂浇注混合料可以是无填料的，也可以是有填料的，采用无填料时，内外壁应放置玻璃丝毡，采用有填料时，内外壁放置玻璃丝定位网，其高压线圈(2)的预制成型的玻璃丝定位网(201)是在真空状态下预浸渍F级树脂可弯曲的网格，它必须放置在高压线圈(2)浇注包封层的内壁和气道内外壁，高压线圈(2)外壁可以放置该定位网，也可以改变放置经过处理过的玻璃丝绳编织网，高压线圈(2)的导线是使用带有相当绝缘的铜电磁线绕制，无层间绝缘，高压线圈(2)的每个线段当采用圆铜电磁线绕制时，上层导线绕在下层导线之间的空隙里，真空浇注时，采用加填料的树脂混合料，填料的沉淀率应控制小于1％，真空浇注后再经过大于2个以上大气压力处理，制成F级耐热等级的全包封高压线圈。

3、如权利要求2所述的方法，其特征是2500KVA以下的高压线圈(2)内部可不设气道，2500KVA及以上的高压线圈(2)内部设置气道时，其气道浇注模是通用的条板模。