CN201673782U - 防雷配电变压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种防雷配电变压器，包括数量与变压器相数相同的变压单元(1)，所述变压单元(1)包括外壳(7)以及装设于外壳(7)内的低压侧绕组(2)、高压侧绕组(3)、油道(4)、铁芯(6)，所述低压侧绕组(2)套设于铁芯(6)上，所述高压侧绕组(3)套设于低压侧绕组(2)上，所述低压侧绕组(2)与高压侧绕组(3)之间设有油道(4)，所述油道(4)与低压侧绕组(2)之间设有静电隔离层(5)。本实用新型具有高压侧绕组和低压侧绕组之间的容抗小、防雷性能好的优点。

Description

防雷配电变压器

技术领域

本实用新型涉及变压器安全领域，具体涉及一种改进绝缘结构的防雷配电变压器。

背景技术

雷电是一种极具破坏力的自然现象，我国每年都会发生大量的雷害事故。特别是每年都有大批的变压器因雷击损坏，造成了直接的经济损失。通过对这些雷电活动频繁地区进行了调查，发现位于某些特殊场所的变压器雷害事故占有较大的比重。现有的配电变压器一股包括三个变压单元，变压单元包括外壳、铁芯、低压侧绕组、高压侧绕组和设于低压侧绕组、高压侧绕组之间的油道。但是现有低压侧绕组、高压侧绕组之间绕组绝缘结构的电容较大，冲击电压在绕组间通过高压侧绕组和低压侧绕组之间的电容和低压侧绕组对地间的电容传递到低压侧，容易导致配电变压器被雷电损坏以及对低压侧的弱电设备造成损害。变压器受雷电波侵害较为严重，特别是一些特殊场所，比如雷达站、微波站、移动通信站、民航、军工部门、风电厂等。这些特殊场所的变压器雷击事故，雷电不但打坏变压器本身有时雷电还通过电磁感应和电容耦合的方式传递到变压器的副边，轻者造成站内设备的接口损坏，大量数据丢失或无法传输；重者使主机损坏，导致通信中断，如某水电厂微波站一次雷害事故打坏了微波设备造成了200多万元的直接经济损失。

如图1所示，假设首端电压为U₀。当雷电波从高压侧某相绕组侵入配电变压器时，雷电波到达不接地的中性点后将经由其他两相绕组向送电线路传出。此时，雷电波进入的第一相绕组末端是互相并联的两个串有送电线路的L-C-K链形电路，其等效电路如图2所示。因为配电变压器绕组的冲击波阻抗远大于线路的波阻抗，因此可以认为其它两相绕组的线路侧端点是接地的。绕组的起始电位分布和稳态电位分布如图3所示。起始电位分布受B、C两相绕组并联的影响不大，其中性点N的电位接近于零。而稳态电位则按绕组电阻分布，受B、C两相绕组并联的影响，成为一条折线。故在振荡过程中，中性点的最大电位极限值将为

即中性点的最大电位极限值将为首端电压值的三分之二。当雷电波从两相(A、B)侵入配电变压器时，两相雷电波到达不接地的中性点后将同时经由第三相绕组传到线路上去，这种情况可用叠加法来估计绕组内各点的波过程。中性点的最大电位将为

在过渡过程中其最大电位将为

即中性点在过渡过程中其最大电位将为首端电压值的三分之四，超过了首端电位U₀。当雷电波从三相侵入配电变压器时，中性点最大电位将为首端电位的两倍。可见，当雷电波分别在一相、两相或三相侵入的情况下，中性点会出现很高的过电压，在实践中也有大量的配电变压器由于雷电波的作用，导致中性点绝缘会被击穿，造成严重的变压器雷击事故。

实用新型内容

本实用新型针对上述现有技术的缺点，提供一种的高压侧绕组和低压侧绕组之间的容抗小、防雷性能好的防雷配电变压器。

本实用新型采用的技术方案为：一种防雷配电变压器，包括数量与变压器相数相同的变压单元，所述变压单元包括外壳以及装设于外壳内的低压侧绕组、高压侧绕组、油道、铁芯，所述低压侧绕组套设于铁芯上，所述高压侧绕组套设于低压侧绕组上，所述低压侧绕组与高压侧绕组之间设有油道，所述油道与低压侧绕组之间设有静电隔离层。

作为本实用新型的进一步改进：

所述静电隔离层由隔板和接地金属屏蔽层组成，所述接地金属屏蔽层裹覆于所述隔板靠近低压侧绕组的侧面上；

所述隔板为纸板；

所述接地金属屏蔽层为金属皱纹纸或者铝箔。

所述接地金属屏蔽层的厚度为0.3mm～0.5mm，所述隔板的厚度为2mm～3mm；

所述低压侧绕组或者高压侧绕组中中性线的引出接头与相邻母线的母线引出接头之间的距离L为12cm以上；

所述中性线的绝缘层的厚度为25mm～35mm。

本实用新型具有下述优点：

1、本实用新型在油道与低压侧绕组之间设有静电隔离层，可以减少了高压侧绕组和低压侧绕组之间的容抗，可有效地限制了雷电波通过高压侧绕组和低压侧绕组之间的容抗传递，有效提高了配电变压器的防雷性能，提高了配电变压器输出电压的稳定性。

2、本实用新型中静电隔离层由隔板和接地金属屏蔽层组成，隔板为纸板，成本低廉，使用寿命长；接地金属屏蔽层为金属皱纹纸或者铝箔，延展性和柔性较好，适合加工成所需形状，施工简单方便、导热性较好。中性线的接头与相邻的母线的接头之间的距离L为12cm以上，且中性线的绝缘层的厚度为25mm～35mm，可以显著提高中性线的防雷性能。

附图说明

图1为现有技术中单相侵入雷电波的原理示意图；

图2为现有技术中单相侵入雷电波后的等效电路示意图；

图3为现有技术中单相侵入雷电波后的起始电位和稳态电位分布示意图；

图4为本实用新型实施例的结构示意图；

图5为本实用新型实施例中变压单元的局部横截面的结构示意图；

图6为本实用新型实施例中变压单元的局部纵切面的结构示意图；

图7为本实用新型实施例的等效电路原理图。

具体实施方式

如图4、图5和图6所示，本实用新型实施例的防雷配电变压器包括数量与变压器相数相同的变压单元1，变压单元1包括外壳7以及装设于外壳7内的低压侧绕组2、高压侧绕组3、油道4、铁芯6，低压侧绕组2套设于铁芯6上，高压侧绕组3套设于低压侧绕组2上，低压侧绕组2与高压侧绕组3之间设有用于给配电变压器内部散热的油道4，油道4与低压侧绕组2之间设有静电隔离层5。

本实施例中，静电隔离层5由隔板51和接地金属屏蔽层52组成，接地金属屏蔽层52裹覆于所述隔板51靠近低压侧绕组2的侧面上，隔板51为纸板。接地金属屏蔽层52可采用金属皱纹纸或者铝箔，它的延展率较高，一股可达60％以上，且具有较高的柔软性，可制成与圆筒状的隔板51的形状相吻合的光滑表面。本实施例中，接地金属屏蔽层52为金属皱纹纸，金属皱纹纸上的基体为0.075mm厚的纤维绝缘纸，在纤维绝缘纸上粘有经过皱纹处理的铝箔，进行皱纹处理前铝箔的厚度为0.0075mm。粘覆金属皱纹纸时，可将金属皱纹纸制成宽度为1000mm的金属皱纹纸带，也可制成其他任意宽度的金属皱纹纸带，然后将金属皱纹纸带粘覆于隔板51靠近低压侧绕组2的侧面上即可。为了安装静电隔离层5，低压侧绕组2、高压侧绕组3之间的间隙比传统的低压侧绕组2、高压侧绕组3之间的间隙大2mm～5mm，根据公式C＝ε·S/d，其中d为低压侧绕组2、高压侧绕组3之间的间隙，S为低压侧绕组2和高压侧绕组3相对的侧面的面积。因此可知，增大低压侧绕组2、高压侧绕组3之间的间隙d也可以减少低压侧绕组2、高压侧绕组3之间的容抗。

本实用新型中接地金属屏蔽层52的厚度为0.3mm～0.5mm，隔板51的厚度为2mm～3mm，该厚度可以在不降低低压侧绕组2和高压侧绕组3之间的电感性能的同时又可以最大程度降低低压侧绕组2和高压侧绕组3之间的容抗。本实施例中，接地金属屏蔽层52的厚度为0.5mm，隔板51的厚度为2.5mm。

如图7所示，静电隔离层5可以等效为电容C_x，低压侧绕组2和高压侧绕组3之间的电容为C₂₃，低压侧绕组2对地的电容为C₀。而低压侧绕组2和高压侧绕组3之间传递的电压U₂的函数为：

其中U为施加在配电变压器高压侧绕组3的电压。因此，一旦配电变压器遭受雷击，由于接地电容C_x的存在，使得低压侧绕组2和高压侧绕组3之间的电容C₂₃减少，因此低压侧绕组2和高压侧绕组3之间传递的电压U₂会被降低，从而可以达到防止雷电波通过低压侧绕组2和高压侧绕组3之间的容抗传播的目的，可以有效提高配电变压器的防雷水平和低压侧的电压输出性能。

由于中性点在配电变压器受到雷击时会承受较高的雷电过电压，本实用新型为了提高中性线8的防雷性能，将中性线8的引出接头81与相邻的母线9的母线引出接头91之间的距离L在现有的基础上进行增大，使中性线8的引出接头81与相邻的母线9的母线引出接头91之间的距离L为12cm以上，本实施例中中性线8的引出接头81与相邻的母线9的母线引出接头91之间的距离L为30cm。此外，本实用新型还对中性线8的绝缘层进行了增强，中性线8的绝缘层的厚度可为25mm～35mm，本实施例中的中性线8的绝缘层的厚度为30mm。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，例如接地金属屏蔽层52采用其他的包括铝箔在内的金属箔或者金属箔复合结构，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种防雷配电变压器，包括数量与变压器相数相同的变压单元(1)，所述变压单元(1)包括外壳(7)以及装设于外壳(7)内的低压侧绕组(2)、高压侧绕组(3)、油道(4)、铁芯(6)，所述低压侧绕组(2)套设于铁芯(6)上，所述高压侧绕组(3)套设于低压侧绕组(2)上，所述低压侧绕组(2)与高压侧绕组(3)之间设有油道(4)，其特征在于：所述油道(4)与低压侧绕组(2)之间设有静电隔离层(5)。

2.根据权利要求1所述的防雷配电变压器，其特征在于：所述静电隔离层(5)由隔板(51)和接地金属屏蔽层(52)组成，所述接地金属屏蔽层(52)裹覆于所述隔板(51)靠近低压侧绕组(2)的侧面上。

3.根据权利要求2所述的防雷配电变压器，其特征在于：所述隔板(51)为纸板。

4.根据权利要求3所述的防雷配电变压器，其特征在于：所述接地金属屏蔽层(52)为金属皱纹纸或者铝箔。

5.根据权利要求2或3或4所述的防雷配电变压器，其特征在于：所述接地金属屏蔽层(52)的厚度为0.3mm～0.5mm，所述隔板(51)的厚度为2mm～3mm。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的防雷配电变压器，其特征在于：所述低压侧绕组(2)或者高压侧绕组(3)中中性线(8)的引出接头(81)与相邻的母线(9)的母线引出接头(91)之间的距离L为12cm以上。

7.根据权利要求5所述的防雷配电变压器，其特征在于：所述低压侧绕组(2)或者高压侧绕组(3)中中性线(8)的引出接头(81)与相邻的母线(9)的母线引出接头(91)之间的距离L为12cm以上。

8.根据权利要求6所述的防雷配电变压器，其特征在于：所述中性线(8)的绝缘层的厚度为25mm～35mm。

9.根据权利要求7所述的防雷配电变压器，其特征在于：所述中性线(8)的绝缘层的厚度为25mm～35mm。 

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