CN1239581A

CN1239581A - 干式高压绕组

Info

Publication number: CN1239581A
Application number: CN 96180450
Authority: CN
Inventors: S·劳里奥特; D·菲尔德曼; M·萨科特; J·威尔德; L·希尔; A·P·瓦尔拉夫; M·A·蒙诺德
Original assignee: Electricite de France SA; Schneider Electric SE; EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: Electricite de France SA; Schneider Electric SE; EIDP Inc
Priority date: 1996-09-04
Filing date: 1996-09-04
Publication date: 1999-12-22
Anticipated expiration: 2016-09-04
Also published as: CN1156860C

Abstract

包括涂有绝缘外层的导线绕组的高压绕组，其特征在于所述绕组(1)被高压绝缘热塑性树脂(2)包覆，且所述绕组还包括沉积在包覆层上的电位固定导电表面层(3)，该表面层的热塑性树脂与绝缘包覆层(2)的热塑性树脂相容。

Description

干式高压绕组

本发明涉及高压绕组，更具体地涉及可用作干式变压器高压绕组的那类绕组。

用于这类用途的高压绕组必须能够经受5KV至36KV的电压。

人们已知，固体绝缘变压器或干式变压器中的绕组上涂有热固性绝缘材料层，且具有相当大的空隙以保证在绕组间及在绕组与电接地之间的绝缘功能，这增加了其总体尺寸、其总的质量，并因而提高了其造价。

为解决这一问题，一些制造者使用表面金属化的绕组来降低设备的总体尺寸。

但这一技术的缺点是费用大且难以实施。

目前主要有两种干式变压器，涂层式变压器和浸渍式变压器。这些器具的制备方法当然不同，但使用的绝缘材料的共同特征是均为热定形的，且需要在提高的温度下聚合，导致制造成本提高。

本发明的目的是克服干式绝缘器具的上述缺点，这通过制造一种高压绕组来实现，该高压绕组的性能至少与公知制造费用低的干式绝缘设备的性能同样好，并具有较高的操作安全性。

因而本发明包括一种高压绕组，该高压绕组包括具有绝缘外壳涂层的的导线绕组，其特征在于所述绕组具有高压绝缘性热塑性树脂涂层，且该绕组还包括热塑性树脂的电位固定导电表面层，该表面层热塑性树脂与在绝缘层上沉积的绝缘层热塑性树脂相容。

按照本发明的其它特征：

-该绕组包括与绕组绝缘材料涂层相容的绝缘热塑性树脂侧带，所述侧带的厚度高于绝缘层，且该侧带覆盖绕组的连接导体，在绝缘层和在覆盖带上有为连接导体的端部设置的孔口使得它们可与其它组件相连接；

-所述绝缘层树脂选自以下物质组成的组：6-6聚酰胺、6-聚酰胺、4，6聚酰胺、12，12聚酰胺、6-12聚酰胺、含芳族单体的聚酰胺、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚萘二酸乙二醇酯、液体晶体聚合物、聚对苯二甲酸环己二甲酯、共聚醚酯、聚苯硫醚、polyacylics、聚丙烯、聚乙烯、聚缩醛、聚甲基戊烯、聚醚酰亚胺、聚碳酸酯、聚砜、聚醚砜、聚苯醚、聚苯乙烯、苯乙烯共聚物、及苯乙烯和橡胶的混合物及接枝共聚物及上述物质的混合物；

-绝缘层热塑性树脂是聚对苯二甲酸乙二醇酯；

-在聚对苯二甲酸乙二酯中加有玻璃纤维；

-绝缘层热塑性树脂的厚度为3mm至50mm；

-电位固定(potential fixing)层的导电热塑性树脂中含有碳；

-所述绕组构成干式变压器的高压绕组。

本发明还包括制备高压绕组的方法，其特征在于该方法包括：

-卷绕涂有电绝缘层的导线形成中空园柱形绕组；

-在第一模具中，以电绝缘热塑性树脂模制绕组的第一涂层以使获得的电绝缘热塑性树脂层的厚度足以使绕组与外部绝缘，

-在第二模具中，在拥有电绝缘热塑性树脂层的绕组上模制呈电位固定导电热塑性树脂层的第二涂层。

按照本发明的其它特征，在第一模具中的涂敷阶段包括：

-将绕组置于模具的空腔中，所述模具具有入口、排气口和在模具内部用于支撑物体的杆；

-移动支撑杆使之与绕组接触以在空腔中支撑绕组；

-经入口向模具中注入电绝缘热塑性树脂；

-在注入空腔的热塑性树脂沿支撑杆固化之前从空腔中抽出支撑杆以防止在电绝缘热塑性树脂中形成空穴；

-当树脂充满模具时使空气由排气口溢出空腔，和

-继续注入电绝缘热塑性树脂直至模具被充满，形成电绝缘热塑性树脂层，该层实际上无空穴且其厚度足以使绕组与外部绝缘；

-继续注入电绝缘热塑性树脂直至在绕组的外径和内径上得到至少为3mm的均匀厚度，且在绕组的轴端得到至少为2.5mm的均匀厚度为止；

-通过热压模制来涂覆第二层导电热塑性树脂层。

通过阅读以下以实施例方式给出的说明并参照附图可更好的理解本发明，其中：

-图1是本发明高压绕组的有部分切除的透视图；

-图2是干式变压器的剖面图，其中的高压绕组由图1的高压绕组构成。

图中示出的绕组是可特别用作干式变压器高压绕组的高压绕组。

它主要包括导线绕组1，该导线被绝缘层覆盖。绕组1上涂覆有高压绝缘热塑性树脂2。

用于形成这一涂层的热塑性树脂有利地为聚对苯二甲酸乙二醇酯，其中可载有增强玻璃纤维。

所述树脂还可以选自以下物质组成的组：6-6聚酰胺、6-聚酰胺、4，6-聚酰胺、12，12聚酰胺、6-12聚酰胺、含芳族单体的聚酰胺、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚萘二酸乙二醇酯、液体晶体聚合物、聚对苯二甲酸环己二甲酯、共聚醚酯、聚苯硫醚、polyacylics、聚丙烯、聚乙烯、聚缩醛、聚甲基戊烯、聚醚酰亚胺、聚碳酸酯、聚砜、聚醚砜、聚苯醚、聚苯乙烯、苯乙烯共聚物、及苯乙烯和橡胶的混合物及接枝共聚物及上述物质的混合物。

绝缘层2的热塑性树脂厚度范围可为3mm至50mm。

在绝缘树脂层2之上还沉积有表面导电层3用于固定电位，它由与绝缘层2热塑性树脂相容的热塑性树脂形成。

有利的是，电位固定热塑性树脂3含有碳。

绝缘层2包括与绝缘材料层相容的绝缘热塑性树脂侧带4，后者可以与前者属于同种材料。

所述侧带沿轴向设置，形成较涂层2高的厚度。它覆盖绕组的连接导体5、6及绕组的内连接件。在绝缘层2和在覆盖带4上有围绕导体5、6的对应孔口7、8，给连接导体5、6的端部提供通道使得它们可与未示出的其它部件相连接。

在对应于连接导体5、6的两个孔口7、8之间是一个附加的孔口10，从中伸出的是导体11的凸出部分，所述导体11构成绕组1的中间端，且它们可被未示出的搭接片连接，以使绕组适于应用。

绝缘热塑性树脂侧带4上除孔口7、8、10处以外覆盖有电位固定导电表面层3。

绕组的连接导体的孔口7、8适应于与未示出的绝缘件配合，并保证涂层和电位固定导电层的连续性，所述绝缘件例如围绕连接汇流条终端。

给用来调节绕组的导体11提供通道的中间孔口10有利的是用涂有导电层的绝缘材料插头(未示出)封闭，以保证覆盖绕组整体的导电层3的连续性。

图2所示为围绕中空园柱形绕组1的外轮廓和内轮廓的绝缘热塑性树脂涂层2。

该图还清楚的示出了覆盖绕组连接导体的带4还被电位固定导电表面层3覆盖。

所得到的环形高压绕组特别适于用作干式变压器的高压绕组。

其内部空间12可接受设置在未示出的磁路柱上的低压绕组。

图2清楚地表明，本发明高压绕组构成干式变压器的高压绕组。

高压绕组1与低压绕组15相连，所述低压绕组15也是干绝缘的，并且它设置在层状磁路柱16上，所述高压绕组和低压绕组之间有套筒17。低压绕组15包覆在例如热塑性树脂之类材料18中，且其圆周上具有模塑形成的轴向脊肋19，当与高压绕组1的导电树脂层3的内表面接触时界定一个通道20，使得冷却流体如空气可从中流过。

为制造图1和2所述的本发明高压绕组，第一步骤是卷绕涂有电绝缘护套的导线形成中空园柱形绕组1。

在未示出的第一模具中，以电绝缘热塑性树脂模制绕组1的第一涂层以使获得的电绝缘热塑性树脂层的厚度足以使绕组与外部绝缘。

随后，在未示出的第二模具中，在拥有电绝缘热塑性树脂层2的绕组上模制呈电位固定导电热塑性树脂层3的第二涂层。

为在第一模具中进行涂覆，将绕组1置于前述模具的空腔中，所述模具具有入口、排气口和在模具内部用于支撑物体的杆。

移动支撑杆直到它们与绕组1接触以在模具空腔中支撑绕组。

在设置有注射螺杆的室内将树脂预热至树脂产生流动的温度。

经模具入口向较冷的模具中以高压注入电绝缘热塑性树脂。可以应用水力或气动装置施加高压。注入树脂的压力范围可为35MPa至138MPa，温度范围可为约200℃至约400℃。当注入空腔的热塑性树脂沿支撑杆固化之前从模具空腔中抽出支撑杆以防止在电绝缘热塑性树脂中形成空穴。

在这一操作过程中，随着树脂填充模具，使空气由排气口溢出模具空腔。事实上，所述排气口可由在模具径向表面和轴向表面的接合点区域中多个孔构成。

第一模具的构型为，熔融树脂经模具内表面上的园周入口进入模具。

持续注入电绝缘热塑性树脂直至模具被充满为止，形成电绝缘热塑性树脂层2，该层实际上无空穴且其厚度足以使绕组与外部绝缘。

有利的是继续注入电绝缘热塑性树脂直至在绕组1的内径和外径上得到至少为3mm均匀厚度的绝缘层，且在绕组的轴端得到至少为2.5mm均匀厚度的的绝缘层为止。

然后从第一模具中移出带有其绝缘层2的绕组并进行检测以保证涂层2无空穴。

可以通过任何通用的方法来进行这种检测，例如使用X-射线或当绕组通电时测量由空穴引起的局部放电。

术语“实际上无空穴”在这里使用时是指当放大倍数为1000时使用电子显微镜看不到有空穴存在。

当在第一模具中使用电绝缘热塑性材料进行的涂层操作(其间还可能通过第一模具的模塑形成侧带4，所述侧带4覆盖绕组的连接导体5、6及围绕这些导体端部的孔口7、8和为调节绕组的导体11设置的中部孔口10)结束之后，将所获得的产物放入未图示的第二模具中，在其中使用热压模塑方法来在绝缘热塑性材料层上涂覆第二涂层，该涂层为导电热塑性树脂层，以获得高压绕组的电位固定表面层3。

在涂覆导电热塑性树脂之前，同样可以通过热压来添加绝缘热塑性材料侧带4。

Claims

1.高压绕组，其中包括具有绝缘外壳涂层的的导线绕组，其特征在于所述绕组1具有高压绝缘性热塑性树脂涂层2，其特征还在于还包括热塑性树脂的电位固定导电表面层3，该表面层热塑性树脂与在绝缘层2上沉积的热塑性树脂相容。

2.如权利要求1所述的高压绕组，其特征在于包括与绕组1绝缘材料涂层2相容的绝缘热塑性树脂侧带4，所述侧带的厚度高于绝缘层，且该侧带覆盖绕组的连接导体，其特征还在于在绝缘层2和在覆盖带4上有为连接导体的端部5，6设置的孔口7，8。

3.如权利要求1或2所述的高压绕组，其特征在于所述绝缘层2树脂选自以下物质组成的组：6-6聚酰胺、6-聚酰胺、4，6聚酰胺、12，12聚酰胺、6-12聚酰胺、含芳族单体的聚酰胺、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚萘二酸乙二醇酯、液体晶体聚合物、聚对苯二甲酸环己二甲酯、共聚醚酯、聚苯硫醚、polyacylics、聚丙烯、聚乙烯、聚缩醛、聚甲基戊烯、聚醚酰亚胺、聚碳酸酯、聚砜、聚醚砜、聚苯醚、聚苯乙烯、苯乙烯共聚物、及苯乙烯和橡胶的混合物及接枝共聚物及上述物质的混合物。

4.如权利要求1或2所述的绕组，其特征在于绝缘层2的热塑性树脂是聚对苯二甲酸乙二醇酯。

5.如权利要求4所述的绕组，其特征在于在聚对苯二甲酸乙二醇酯中加有玻璃纤维。

6.如权利要求2至5中任一项所述的绕组，其特征在于绝缘层2热塑性树脂的厚度为3mm至50mm。

7.如权利要求1至6中任一项所述的高压绕组，其特征在于电位固定层3的导电热塑性树脂中含有碳。

8.如权利要求1至6中任一项所述的绕组，其特征在于导电树脂与绝缘涂层选自相同的材料，而且在导电树脂中还含有20％至70％的碳颗粒。

9.如权利要求1至8中任一项所述的高压绕组，其特征在于所述绕组构成干式变压器的高压绕组。

10.制备权利要求1至9中任一项的高压绕组的方法，其特征在于包括：

-卷绕涂有电绝缘层的导线形成中空园柱形绕组1；

-在第一模具中，以电绝缘热塑性树脂模制绕组的第一涂层以使获得的电绝缘热塑性树脂层2的厚度足以使绕组与外部绝缘，

-在第二模具中，在拥有电绝缘热塑性树脂层的绕组上模制呈电位固定导电热塑性树脂层的第二涂层3。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于在第一模具中完成的涂覆阶段包括：

-将绕组1置于模具的空腔中，所述模具具有入口、排气口和在模具内部用于支撑物体的杆；

-移动支撑杆使之与绕组接触以在空腔中支撑绕组；

-经入口向模具中注入电绝缘热塑性树脂；

-当树脂充满模具时使空气由排气口溢出空腔，和

-继续注入电绝缘热塑性树脂直至模具被充满，形成电绝缘热塑性树脂层2为止，该层实际上无空穴且其厚度足以使绕组与外部绝缘。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于继续注入电绝缘热塑性树脂直至在绕组的外径和内径上得到至少为3mm的均匀厚度，且在绕组的轴端得到至少为2.5mm的均匀厚度为止。

13.如权利要求11或12所述的方法，其特征在于在涂覆导电覆盖层3之前，通过热压在绝缘层上形成绝缘热塑性树脂侧带4。

14.如权利要求10至13中任一项的方法，其特征在于通过热压模制来涂覆第二层导电热塑性树脂层3。