CN216450495U - 一种基于硅橡胶绝缘的高压绕组及变压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于硅橡胶绝缘的高压绕组及变压器，高压绕组包括：内层绝缘筒、绕组线圈、外层绝缘筒、主绝缘体以及绝缘支撑座。其中，绕组线圈缠绕在所述内层绝缘筒的外侧；外层绝缘筒套设在所述绕组线圈的外侧；主绝缘体填充于所述内层绝缘筒和所述外层绝缘筒之间；绝缘支撑座设置在所述内层绝缘筒轴向方向的两端，所述绝缘支撑座适于与铁芯结构安装，可实现高压变压器的电压等级和容量提升，达到35kV以上电压等级。

Description

一种基于硅橡胶绝缘的高压绕组及变压器

技术领域

本实用新型涉及高压输配电技术领域，具体涉及一种基于硅橡胶绝缘的高压绕组及变压器。

背景技术

干式绝缘高压变压器按制造工艺可分为非包封空气绝缘干式变压器和树脂绝缘干式变压器。在全世界，两者是平行发展的。非空气包封变压器性能优良，耐压高，性能优良，耐热等级高，但是体积大、生产工艺复杂。树脂浇注干式变压器结构紧凑，生产工艺简单，但是在电压容量提升困难，局部放电性能难以控制。

目前国内市场流行的干式变压器主要是环氧树脂浇注式干式变压器结构，即采用环氧树脂对绕组和主绝缘结构进行浇注，以保证基本的绕组匝间绝缘和对地及相间绝缘耐受。环氧树脂为热固性材料，成型难度大，易产生缺陷。由于环氧树脂与导线的热膨胀系数不尽相同，如果缓冲层设置不当，易在冷热温度冲击下，浇注层开裂，局部放电量增加，这是目前环氧浇注干式变压器普遍存在的问题，也是制约干变推广应用的核心问题，也是导致这种变压器只能做到35kV原因。

实用新型内容

因此，本实用新型所要解决的技术问题在于现有技术中的变压器由于环氧树脂与导线膨胀系数不同、缓冲层设置不当，导致在冷热温度的冲击下，浇注层开裂局部放电增加，致使现有的变压器只能做到35kV。

为此，本实用新型提供一种基于硅橡胶绝缘的高压绕组，包括：

内层绝缘筒；

绕组线圈，缠绕在所述内层绝缘筒的外侧；

外层绝缘筒，套设在所述绕组线圈的外侧；

主绝缘体，填充于所述内层绝缘筒和所述外层绝缘筒之间；

绝缘支撑座，设置在所述内层绝缘筒沿轴向方向的两端，所述绝缘支撑座适于与铁芯结构安装。

可选地，上述的基于硅橡胶绝缘的高压绕组，还包括：

若干支撑棒，所述支撑棒设置在所述内层绝缘筒和所述绕组线圈之间，与所述绝缘支撑座固定连接。

可选地，上述的基于硅橡胶绝缘的高压绕组，所述支撑棒的延伸方向与内层绝缘筒的轴向方向平行设置，所述支撑棒的两端伸出于所述绕组线圈的两端。

可选地，上述的基于硅橡胶绝缘的高压绕组，所有所述支撑棒沿所述内层绝缘筒的轴线方向对称阵列。

可选地，上述的基于硅橡胶绝缘的高压绕组，所述主绝缘体上还设有若干气道，所述气道设置在相邻两个所述支撑棒之间，任一所述气道沿内层绝缘筒的轴向方向贯穿所述主绝缘体的两端。

可选地，上述的基于硅橡胶绝缘的高压绕组，还包括至少一对均压环，一对所述均压环设置在所述绕组线圈的两端。

可选地，上述的基于硅橡胶绝缘的高压绕组，所述均压环为以硅橡胶绝缘材料为基体的改性半导体。

可选地，上述的基于硅橡胶绝缘的高压绕组，还包括：

端子支撑结构，具有端子支撑台，设置在所述外层绝缘筒外侧，所述端子支撑台适于对绕组线圈的出线端子和/或分接端子提供支撑；

主绝缘结构，套设在所述外层绝缘筒的外侧，且与所述端子连接结构连接；

端部伞裙，设置在所述主绝缘结构轴向方向的两端。

一种基于硅橡胶绝缘的变压器，包括上述的高压绕组。

可选地，上述的基于硅橡胶绝缘的变压器，还包括：低压绕组和铁芯，所述高压绕组和所述低压绕组均安装在所述铁芯上。

本实用新型提供的技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供的基于硅橡胶绝缘的高压绕组，包括：内层绝缘筒、绕组线圈、外层绝缘筒、主绝缘体以及绝缘支撑座。其中，绕组线圈缠绕在所述内层绝缘筒的外侧；外层绝缘筒套设在所述绕组线圈的外侧；主绝缘体填充于所述内层绝缘筒和所述外层绝缘筒之间；绝缘支撑座设置在所述内层绝缘筒轴向方向的两端，所述绝缘支撑座适于与铁芯结构安装。

此结构的基于硅橡胶绝缘的高压绕组，主绝缘体通过采用硅橡胶材料实现绝缘，又因为硅橡胶的优良成型特性，使得采用该高压绕组的变压器具有耐压高、抗冲击性优、低局部放电和高沿面耐受特性，基于硅橡胶作为主绝缘材料所设计的高压绕组结构，其中，在绕组线圈的两端布置两个结构相同的绝缘支撑座，从而用于实现高压绕组浇注硅橡胶材料的主绝缘后在铁芯组件上安装的支撑，满足高压绕组的支撑强度保证；外层绝缘筒用于实现高压绕组的外部结构支撑；内层绝缘筒提供绕组线圈缠绕的支撑；从而内层绝缘筒、绕组线圈、外层绝缘筒、主绝缘体以及绝缘支撑座共同组成高压绕组结构，保证了高压绕组结构的结构强度，满足了高压绕组的内外部结构强度，可实现高压变压器的电压等级和容量提升，达到35kV以上电压等级。

2.本实用新型提供的基于硅橡胶绝缘的高压绕组，通过支撑棒的设置，实现对高压绕组的线圈进行支撑，并且采用高强度绝缘材料进一步保证高压绕组的绝缘性。支撑棒沿绕组的缠绕轴向方向对称阵列，进一步保证绕组线圈在沿周向方向上缠绕支撑的均匀性。

3.本实用新型提供的基于硅橡胶绝缘的高压绕组，通过半导电均压环的设置，有效解决现有环氧干式变压器高压绕组中，绕组线圈端部存在的场强集中的问题，使得高压绕组绕组线圈端部场强更为均匀，避免了高电压下电场集中，有效降低了局部放电风险；此外，半导电均压环与主绝缘体均采用硅橡胶材料制成，因此半导电均压环与主绝缘充分相容，可有效消除半导电均压环与硅橡胶的界面缺陷。

4.本实用新型提供的基于硅橡胶绝缘的高压绕组，气道以支撑棒为间隔，且气道轴向贯穿主绝缘体，在主绝缘体浇注成型后，起到形成中空结构，从而高压绕组运行过程中产生的热量可以沿起到散出，进而降低高压绕组温升，提升运行可靠性。

5.本实用新型提供的基于硅橡胶绝缘的高压绕组，主绝缘结构实现为绕组线圈提供进一步的主绝缘隔离和支撑；端子支撑结构的设置为端子提供支撑，便于相邻接的高压绕组之间的接线；端部伞裙的设置增加了对地爬电距离。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型的实施例中所提供的一种基于硅橡胶绝缘的变压器的结构示意图；

图2为本实用新型的实施例中所提供的一种基于硅橡胶绝缘的高压绕组的结构示意图；

图3为本实用新型的实施例中所提供的一种基于硅橡胶绝缘的高压绕组的内部结构的结构示意图；

图4为在图3的基础上去除外层绝缘筒的结构示意图；

图5为本实用新型的实施例中所提供的另一种基于硅橡胶绝缘的高压绕组的结构示意图；

附图标记说明：

1-高压绕组；11-内层绝缘筒；12-绕组线圈；13-外层绝缘筒；14-绝缘支撑座；15-支撑棒；16-气道；17-均压环；

21-端子支撑台；22-主绝缘结构；23-端部伞裙；25-出线端子；26-分接端子；

3-低压绕组；

4-铁芯。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供一种基于硅橡胶绝缘的高压绕组1，如图1至图4所示，包括：内层绝缘筒11、绕组线圈12、外层绝缘筒13、主绝缘体以及绝缘支撑座14。其中，绕组线圈12缠绕在所述内层绝缘筒11的外侧；外层绝缘筒13套设在所述绕组线圈12的外侧；主绝缘体填充于所述内层绝缘筒11和所述外层绝缘筒13之间；绝缘支撑座14设置在所述内层绝缘筒11沿轴向方向的两端，所述绝缘支撑座14适于与铁芯4结构安装。

本实施例提供的基于硅橡胶绝缘的高压绕组1，主绝缘体通过采用硅橡胶材料实现绝缘，又因为硅橡胶的优良成型特性，使得采用该高压绕组1的变压器具有耐压高、抗冲击性优、低局部放电和高沿面耐受特性。基于硅橡胶作为主绝缘材料所设计的高压绕组1结构，其中，在绕组线圈12的两端布置两个结构相同的绝缘支撑座14，从而用于实现高压绕组1浇注硅橡胶材料的主绝缘后在铁芯4组件上安装的支撑，满足高压绕组1的支撑强度保证；外层绝缘筒13用于实现高压绕组1的外部结构支撑；内层绝缘筒11提供绕组线圈12缠绕的支撑；从而内层绝缘筒11、绕组线圈12、外层绝缘筒13、主绝缘体以及绝缘支撑座14共同组成高压绕组1结构，保证了高压绕组1结构的结构强度，满足了高压绕组1的内外部结构强度。

本实施例提供的高压绕组1，还包括若干支撑棒15，所述支撑棒15设置在所述内层绝缘筒11和所述绕组线圈12之间，支撑棒15与所述绝缘支撑座14固定连接。

具体在本实施例中，所述支撑棒15的延伸方向与内层绝缘筒11的轴向方向平行设置，所述支撑棒15的两端伸出于所述绕组线圈12的两端，所有所述支撑棒15沿所述内层绝缘筒11的轴线方向对称阵列。例如，共设有八根支撑棒15，八根支撑棒15沿轴向方向阵列设置。

本实施例提供的基于硅橡胶绝缘的高压绕组1，通过支撑棒15的设置，实现对高压绕组1的线圈进行支撑，并且采用高强度绝缘材料进一步保证高压绕组1的绝缘性。支撑棒15沿绕组的缠绕轴向方向对称阵列，进一步保证绕组线圈12在沿周向方向上缠绕支撑的均匀性。

如图3所示，还包括至少一对均压环17，一对所述均压环17设置在所述绕组线圈12的两端。本实施例中，所述均压环17的材料为半导电材料，以硅橡胶绝缘材料为基体，通过添加导电材料来调整电阻率，改性为半导电材料。本实施例提供的基于硅橡胶绝缘的高压绕组1，通过均压环17的设置，有效解决现有环氧干式变压器高压绕组1中，绕组线圈12端部存在的场强集中的问题，使得高压绕组1绕组线圈12端部场强更为均匀，避免了高电压下电场集中，有效降低了局部放电风险；此外，均压环17与主绝缘体均采用硅橡胶材料制成，因此均压环17与主绝缘充分相容，可有效消除均压环17与硅橡胶的界面缺陷。

如图4所示，所述主绝缘体上还设有若干气道16，所述气道16设置在相邻两个所述支撑棒15之间，任一所述气道16沿内层绝缘筒11的轴向方向贯穿所述主绝缘体的两端。气道16以支撑棒15为间隔，且气道16轴向贯穿主绝缘体，在主绝缘体浇注成型后，起到形成中空结构，从而高压绕组1运行过程中产生的热量可以沿起到散出，进而降低高压绕组1温升，提升运行可靠性。

如图2所示，高压绕组1还包括：端子支撑结构、主绝缘结构22以及端部伞裙23。其中，端子支撑结构具有端子支撑台21，设置在所述外层绝缘筒13外侧，所述端子支撑台21适于对绕组线圈12的出线端子25以及分接端子26提供支撑；主绝缘结构22，套设在所述外层绝缘筒13的外侧，且与所述端子连接结构连接；端部伞裙23设置在所述主绝缘结构22轴向方向的两端。端子支撑台21还可以仅对出线端子25或者分接端子26提供支撑。主绝缘结构22实现为绕组线圈12提供进一步的主绝缘隔离和支撑；端子支撑结构的设置为端子提供支撑，便于相邻接的高压绕组1之间的接线；端部伞裙23的设置增加了对地爬电距离。

实施例2

本实施例提供一种基于硅橡胶绝缘的变压器，包括实施例1中所提供的高压绕组1。此外，变压器还包括：低压绕组3和铁芯4，所述高压绕组1和所述低压绕组3均安装在所述铁芯4上。具体来说，依据高压绕组1和低压绕组3布置的个数不同，可以为三相变压器或是单相变压器。具体来说如图1所示，本实施例中高压干式变压器中，共设有三组高压绕组1和低压绕组3，并且同一组中高压绕组1和低压绕组3围绕铁芯4同轴布置。在其他可选的实施方式中，如图5所示，通过单一铁芯4窗口结构，并且配合单组高压绕组1和低压绕组3，即可形成单相变压器。显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种基于硅橡胶绝缘的高压绕组(1)，其特征在于，包括：

内层绝缘筒(11)；

绕组线圈(12)，缠绕在所述内层绝缘筒(11)的外侧；

外层绝缘筒(13)，套设在所述绕组线圈(12)的外侧；

主绝缘体，填充于所述内层绝缘筒(11)和所述外层绝缘筒(13)之间；

绝缘支撑座(14)，设置在所述内层绝缘筒(11)沿轴向方向的两端，所述绝缘支撑座(14)适于与铁芯(4)结构安装。

2.根据权利要求1中所述的基于硅橡胶绝缘的高压绕组(1)，其特征在于，还包括：

若干支撑棒(15)，所述支撑棒(15)设置在所述内层绝缘筒(11)和所述绕组线圈(12)之间，与所述绝缘支撑座(14)固定连接。

3.根据权利要求2中所述的基于硅橡胶绝缘的高压绕组(1)，其特征在于，所述支撑棒(15)的延伸方向与内层绝缘筒(11)的轴向方向平行设置，所述支撑棒(15)的两端伸出于所述绕组线圈(12)的两端。

4.根据权利要求3中所述的基于硅橡胶绝缘的高压绕组(1)，其特征在于，所有所述支撑棒(15)沿所述内层绝缘筒(11)的轴线方向对称阵列。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的基于硅橡胶绝缘的高压绕组(1)，其特征在于，所述主绝缘体上还设有若干气道(16)，所述气道(16)设置在相邻两个所述支撑棒(15)之间，任一所述气道(16)沿内层绝缘筒(11)的轴向方向贯穿所述主绝缘体的两端。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的基于硅橡胶绝缘的高压绕组(1)，其特征在于，

还包括至少一对均压环(17)，一对所述均压环(17)设置在所述绕组线圈(12)的两端。

7.根据权利要求6中所述的基于硅橡胶绝缘的高压绕组(1)，其特征在于，所述均压环(17)为以硅橡胶绝缘材料为基体的改性半导体。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的基于硅橡胶绝缘的高压绕组(1)，其特征在于，还包括：

端子支撑结构，具有端子支撑台(21)，设置在所述外层绝缘筒(13)外侧，所述端子支撑台(21)适于对绕组线圈(12)的出线端子(25)和/或分接端子(26)提供支撑；

主绝缘结构(22)，套设在所述外层绝缘筒(13)的外侧，且与所述端子连接结构连接；

端部伞裙(23)，设置在所述主绝缘结构(22)轴向方向的两端。

9.一种基于硅橡胶绝缘的变压器，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述的高压绕组(1)。

10.根据权利要求9中所述的基于硅橡胶绝缘的变压器，其特征在于，

还包括：低压绕组(3)和铁芯(4)，所述高压绕组(1)和低压绕组(3)均安装在所述铁芯(4)上。

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