CN220672369U - 一种高压绕组及干式变压器 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种高压绕组，包括绕线体、高压线圈、高压绝缘层、外接绝缘层，绕线体包括若干绕线板，若干绕线板沿绕线体的周向均匀分布，导线绕制在绕线板上形成高压线圈，导线的两端形成两个外接，高压绝缘层包裹高压线圈和绕线体，外接绝缘层包裹外接的侧壁，外接绝缘层和高压绝缘层一体注射成型。本申请还公开一种干式变压器。本申请的高压绕组的外接绝缘层和高压绝缘层一体成型，密封性更好，且加工周期短、制造成本低。

Description

一种高压绕组及干式变压器

技术领域

本申请涉及干式变压器制造领域，更具体地涉及一种高压绕组及干式变压器。

背景技术

传统硅橡胶干式变压器的高压绕组的出线端需要连接出线套管、热缩管等结构，以避免出线端的放电问题。出线套管一般采用导电铜棒浇注环氧树脂绝缘层或采用玻璃钢筒加固导电铜棒后浇注液态硅橡胶伞裙的结构，但该结构无法和高压绕组的绝缘层一体成型，需要设计密封结构，存在密封失效问题；热缩管通常采用PVC、PEC等材质包封出线端，但是也无法完全实现密封，雨水渗入热缩管内会腐蚀导体，影响产品的绝缘性能。此外，以上结构均需要额外加工并总体装配，加工周期长。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本申请的目的在于提供一种高压绕组，以解决现有高压绕组出线端的密封失效问题。

为实现上述目的，本申请所采用的技术手段如下：一种高压绕组，包括绕线体、高压线圈、高压绝缘层、外接绝缘层，绕线体包括若干绕线板，若干绕线板沿绕线体的周向均匀分布，导线绕制在绕线板上形成高压线圈，导线的两端形成两个外接，高压绝缘层包裹高压线圈和绕线体，外接绝缘层包裹外接的侧壁，外接绝缘层和高压绝缘层一体注射成型。

优选地，外接还连接有中心导体，中心导体用于支撑外接，外接绝缘层包裹外接和中心导体。

优选地，外接与中心导体采用焊接方式连接。

优选地，外接绝缘层包括护套和若干伞裙，护套设置在外接的外周，若干伞裙间隔设置在护套的外周。

优选地，绕线板上设有若干梳齿，高压线圈包括若干段线圈，绕线板上的相邻两个梳齿间至少设置一段线圈。

优选地，绕线体还包括若干辅助件，若干辅助件呈环状且沿高压绕组的轴向间隔设置，辅助件和绕线板卡设连接。

优选地，绕线板上设有若干沿绕线板可移动的绕线件，绕线板上的相邻两个绕线件之间形成绕线槽，用于绕制导线。

优选地，绕线件上设置移动槽，绕线件和绕线板通过移动槽滑动连接。

优选地，绕线板为工字型长条，绕线件的移动槽为T型槽，至少部分绕线板穿设在移动槽中，以使绕线件沿绕线板可移动。

优选地，外接绝缘层和高压绝缘层均采用高温硫化硅橡胶制成。

优选地，高压绕组还包括半导电屏蔽层，半导电屏蔽层包覆高压绝缘层的外周面。

优选地，半导电屏蔽层为半导电硅橡胶层通过注射工艺制成，或者半导电屏蔽层为半导电漆层通过喷涂工艺制成。

优选地，高压绝缘层外表面设有曲面结构。

优选地，高压绝缘层的外周设置若干个伞裙或若干个弧形凸起，若干个伞裙或若干个弧形凸起沿高压绕组的轴向均匀间隔设置以形成曲面结构。

优选地，绕线板与高压线圈之间设有中间绝缘层，中间绝缘层为弹性绝缘体，弹性绝缘体为硅橡胶垫片或高温硫化硅橡胶层或液态硅橡胶层或室温硫化硅橡胶层。

优选地，中间绝缘层包括第一绝缘层和第二绝缘层，第一绝缘层包覆绕线板的外周，第二绝缘层包覆导线的外周，使中间绝缘层位于绕线体和高压线圈之间，第一绝缘层和第二绝缘层为液态硅橡胶层。

为实现上述目的，本申请所采用的另一技术方案如下：一种干式变压器，包括铁芯、低压绕组和前述的高压绕组，低压绕组套设在铁芯外，高压绕组套设在低压绕组外。

本申请的有益效果是：本申请的高压绕组采用外接绝缘层包裹外接的侧壁，且外接绝缘层和高压绝缘层一体注射成型，使得高压绝缘层和外接绝缘层之间不存在材质不同所导致的界面，无水汽渗透等问题，密封性更好，且一体成型工艺省去了单独制备外接绝缘层的时间，加工周期短，减少人工成本和制造耗能，整体成本更低。

同时，通过设置伞裙，增加了爬电距离，可以避免高压绕组在长期运行中外表面发生局部放电导致的绝缘劣化问题，有效提升干式变压器的耐污闪能力。

此外，通过设置中心导体自高压绝缘层的外表面向外凸出一定距离，进而通过外接绝缘层的设置可以提供更长的干弧距离，有效提升干式变压器的防雷能力。

附图说明

图1是本申请一实施方式的干式变压器10的主视图；

图2是本申请一实施方式的干式变压器10的俯视图；

图3是本申请一实施方式的装配后的铁芯110的主视图；

图4是图2中G处的放大图；

图5是本申请一实施方式的绕线体1310的立体示意图；

图6是本申请一实施方式的支撑筒1311的剖面图；

图7是本申请一实施方式的高压线圈1320绕制在绕线体1310上的立体示意图；

图8是本申请另一实施方式的绕线板1316的立体示意图；

图9是图8中L处的放大图；

图10是本申请一实施方式的高压绕组130的立体示意图；

图11是本申请一实施方式的高压线圈1320的线路简图；

图12是本申请一实施方式的绕线部2310的立体示意图；

图13是本申请一实施方式的辅助件2312的立体示意图；

图14是本申请另一实施方式的高压绕组130的立体示意图；

图15是图12所示的高压绕组130的另一视图；

图16是本申请一实施方式的工装连接件101的立体示意图；

图17是本申请一实施方式的高压绝缘层1330外表面设置曲面结构的示意图；

图18是图17所示的高压绕组130的剖面图；

图19是本申请另一实施方式的高压绝缘层1330外表面设置曲面结构的示意图；

图20是图19所示的高压绕组130的剖面图。

具体实施方式

根据要求，这里将披露本申请的具体实施方式。然而，应当理解的是，这里所披露的实施方式仅仅是本申请的典型例子而已，其可体现为各种形式。因此，这里披露的具体细节不被认为是限制性的，而仅仅是作为权利要求的基础以及作为用于教导本领域技术人员以实际中任何恰当的方式不同地应用本申请的代表性的基础，包括采用这里所披露的各种特征并结合这里可能没有明确披露的特征。

如图1-图3所示，干式变压器10为三相变压器，分别为A相、B相和C相，即干式变压器10包括三个单相变压器100。根据铁芯110的结构不同，三个变压器100可以排列形成直线型或三角结构，且三个变压器100呈对称结构。此外，该干式变压器10也可以为隔离变压器、变频变压器、试验变压器等。

在一实施例中，继续参阅图1-图3，三个变压器100排列形成直线型结构，干式变压器10包括铁芯110、三个低压绕组120和三个高压绕组130。铁芯110包括三个柱状铁芯体111、位于三个柱状铁芯体111上端的上铁轭112和位于三个柱状铁芯体111下端的下铁轭113，三个低压绕组120分别套设在三个柱状铁芯体111的外周，三个高压绕组130分别套设在三个低压绕组120的外周，即三个柱状铁芯体111、三个低压绕组120和三个高压绕组130从内向外依次一一对应套设。柱状铁芯体111由多层硅钢片叠加而成，在多层硅钢片外用扎带进行绑扎固定，柱状铁芯体111的径向截面大致呈椭圆形或者圆形或者其他形状，只要能被容纳在低压绕组120的空心腔中即可，在此不作限制。上铁轭112和下铁轭113也是通过多层硅钢片叠加而成，使三个柱状铁芯体111固定连接，从而形成如图3所示的三相铁芯110。

铁芯110的外侧设置有铁芯夹件140，铁芯夹件140用于夹持铁芯110。铁芯夹件140可以为槽钢件，也可以为空心管件，在此不作限制。铁芯夹件140设置为四个，其中两个铁芯夹件140对称位于铁芯110上端的两侧且位于高压绕组130的上方；另外两个铁芯夹件140对称位于铁芯110下端的两侧且位于高压绕组130的下方。

结合图2和图4所示，低压绕组120包括铜箔121、低压绝缘层122和支撑条123，铜箔121和低压绝缘层122交替设置。铜箔121通过整张铜箔纸卷绕成型，低压绝缘层122与铜箔121重叠设置后共同卷绕，如此实现铜箔121和低压绝缘层122的交替设置。

低压绕组120中设有至少一条散热气道，该散热气道位于相邻的铜箔121和低压绝缘层122之间，以及支撑条123位于该散热气道内，用于支撑隔离相邻的铜箔121和低压绝缘层122。

低压绝缘层122采用聚酰亚胺浸渍纸，具体可以为SHS-P二苯醚预浸材料，选用聚酰亚胺薄膜与聚砜纤维非织布柔软复合材料浸渍二苯醚树脂后烘烤而成，当然低压绝缘层也可以采用DMD绝缘纸或硅橡胶薄膜，或者其他绝缘材料，根据干式变压器不同的温升等级选取即可。

绝缘支撑条123由玻璃纤维浸渍环氧树脂制成，或者由芳纶纤维浸渍环氧树脂制成，在此不作限制。并且，绝缘支撑条123为截面呈工字型的长条，机械强度更稳定。当然，绝缘支撑条也可以为截面呈方形或者其他形状的长条，只要能够起到支撑隔离的作用即可。

如图5-图7、图10和图11所示，高压绕组130包括绕线体1310、高压线圈1320和高压绝缘层1330，导线绕制在绕线体1310上形成高压线圈1320。具体地，绕线体1310包括支撑筒1311和绕线部1312，其中支撑筒1311为空心柱体，可以是空心圆柱体，也可以是空心椭圆柱体，或者是其他空心柱状体；绕线部1312位于支撑筒1311的外周面上，导线绕制在绕线部1312中形成高压线圈1320，且高压线圈1320包括若干段线圈，若干段线圈沿支撑筒1311的轴向间隔布置。

具体地，绕线部1312包括若干绕线板1313，若干绕线板1313周向均布在支撑筒1311的外周面上，每个绕线板1313沿支撑筒1311轴向设置，绕线板1313沿支撑筒1311的轴向长度小于支撑筒1311沿其轴向的长度。其中，绕线板1313的数量至少为两个，即可以为两个、三个、四个或者更多，在此不作限制。为了使导线绕制牢靠，且尽量节约材料，10kV/1000kVA干式变压器的绕线板1313的数量设置为十二个。在其他实施方式中，绕线板沿支撑筒的轴向长度也可以等于支撑筒沿其轴向的长度。

绕线板1313为矩形板件，绕线板1313较长的侧边沿支撑筒1311的轴向设置，绕线板1313上还设有若干绕线槽1314，若干绕线槽1314沿支撑筒1311的径向设置且沿支撑筒1311的轴向间隔分布，使绕线板1313呈梳齿状，也即绕线板1313上形成有若干梳齿。将绕线板1313上的梳齿沿支撑筒1311轴向的高度定义为齿高，绕线板1313两端的梳齿的齿高及绕线板1313中部的梳齿的齿高均大于其他部分的梳齿的齿高，这是由于高压线圈1320的端部场强不均，将绕线板1313两端的齿高设置大一点可均匀电场，而绕线板1313中部需要引出分接线的分接头，将绕线板1313中部的齿高设置大一点，则对应的相邻两个绕线槽1314之间的距离更大，可以为从绕线板1313中部引出的分接头留出放置空间。

绕线板1313上的相邻两个梳齿间至少设置一段线圈，使得每个绕线槽1314中均缠绕有导线，合理分布设置高压线圈1320，且各段线圈实现间隔设置。

其中，若干绕线板1313周向均布在支撑筒1311的外周面上时，所有绕线板1313的两端平齐设置，并且所有绕线板1313上的绕线槽1314在支撑筒1311的周向上一一对应匹配，每段线圈由导线沿支撑筒1311周向绕制在所有绕线板1313上对应的一圈绕线槽1314中，受力均衡，机械强度好。

在其他实施方式中，绕线板也可以是环绕支撑筒周向设置的环形盘件。若干绕线板沿支撑筒的轴向间隔设置，导线绕制在相邻的两个绕线板形成的凹槽中。

其中，支撑筒1311为玻璃纤维浸渍环氧树脂缠绕固化成型或者拉挤成型的空心管，也可以是玻璃纤维或者芳纶纤维浸渍环氧树脂拉挤缠绕成型的空心管，还可以是芳纶纤维浸渍环氧树脂缠绕固化成型或者拉挤成型的空心管，或者采用其他复合材料制成，在此不作限制。

绕线体1310可以由支撑筒1311与绕线板1313分体成型后通过粘接固定，也可以整体一次浇注成型空心管件后通过车削形成支撑筒和梳齿状的绕线板。

在一应用场景中，结合图5、图6和图10所示，绕线体1310还包括两个翻边1315，翻边1315位于支撑筒1311的两个端部，且沿支撑筒1311的径向向外延伸形成环状盘面，两端的翻边1315相对设置，当绕线板1313置于绕线体1310的外周面时，绕线板1313两个端部的外端面抵接两个翻边1315相互朝向的盘面，防止在注射高压绝缘层1330的过程中由于较大的注射压力将绕线板1313损坏。

在其他实施方式中，绕线体的支撑筒与绕线部卡设连接，即绕线板包括辅助件，辅助件位于支撑筒的外周面的中部位置上，且沿支撑筒的径向向外延伸，使辅助件环绕支撑筒一周而呈环状盘面，绕线板或辅助件上设置卡槽，且绕线板上的卡槽与辅助件的位置对应匹配或者辅助件上的卡槽与绕线板的位置对应匹配，进而使绕线板与辅助件通过卡槽卡设连接。

在另一实施方式中，结合图12-图13所示，绕线体也可以仅包括绕线部2310，即该绕线体不设置支撑筒，也即该绕线体省去了刚性绝缘内衬筒的结构，使得高压绕组的导热效果更好，消除了高压绝缘层与刚性绝缘内衬筒之间的界面，从而抑制了刚性绝缘内衬筒表面放电，且节约了材料，降低了成本。

具体地，绕线部2310包括若干梳齿状的绕线板2311及若干辅助件2312，若干辅助件2312呈环状且沿辅助件2312的轴向间隔设置，绕线板2311沿辅助件2312的轴向固定在若干辅助件2312的外周，使绕线板2311同时连接所有辅助件2312，且若干绕线板2311沿辅助件2312的周向均匀分布。其中，辅助件2312的轴向即为绕线部2310的轴向，也即高压绕组的轴向。辅助件2312可以是圆环状，也可以是椭圆环状，根据高压绕组的整体形状设计即可。若干绕线板2311呈周向设置，导线绕制在绕线部2310上形成高压线圈，且高压线圈包括若干段线圈，若干段线圈沿高压绕组的轴向间隔布置，高压绝缘层包裹高压线圈、若干辅助件2312和绕线板2311。辅助件2312可以保持绕线板2311的稳固设置，避免了导线绕制过程中以及高压绝缘层注射过程中绕线板2311的移动错位。

在一实施方式中，辅助件2312的外表面设有若干第一卡槽23121，若干第一卡槽23121沿辅助件2312的周向均匀设置，若干绕线板2311的侧面分别对应卡设在若干第一卡槽23121中，使若干绕线板2311周向均布在若干辅助件2312的外周；所有绕线板2311的两端平齐设置，并且所有辅助件2312上的第一卡槽23121在辅助件2312的轴向上一一对应匹配，使每个绕线板2311能够沿辅助件2312的轴向设置，进而使导线在绕线板2311上的梳齿内绕制形成高压线圈，即高压线圈的若干段线圈在绕线部2310的轴向上间隔分布，受力均衡，机械强度好。

将第一卡槽23121沿辅助件2312的周向方向的宽度定义为第一卡槽23121的槽宽，第一卡槽23121的槽宽与绕线板2311的厚度相匹配，使得绕线板2311与辅助件2312装配牢靠，避免了第一卡槽23121的槽宽小于绕线板2311的厚度时，绕线板2311难以对齐固定在辅助件2312上，或是第一卡槽23121的槽宽大于绕线板2311的厚度时，绕线板2311从辅助件2312外脱落。绕线板2311通过粘接剂固定连接在第一卡槽23121中，粘接剂为双组分耐高温的环氧胶，当然也可以是其他粘接胶，但是需要保证该粘接剂能够使绕线板2311与辅助件2312粘接牢靠，且粘接剂需耐高温，以适应高压绝缘层采用高温注射的方式包覆绕线板2311与辅助件2312。

在其他实施方式中，也可以在绕线板靠近辅助件的侧面设置卡槽，辅助件卡设在绕线板的卡槽内，使绕线板与辅助件固定连接。当然，优选前述实施方式中在辅助件2312上设置第一卡槽23121，避免绕线板上由于开设卡槽而引起绕线板机械强度削弱。

绕线板2311为梳齿板2311，梳齿板2311与前述绕线板1313的结构类似，不同之处在于，梳齿板2311的两端均设有流通槽23111，便于高压绝缘层注射成型过程中，注射的硅橡胶原料能够从绕线部2310的端部流入绕线部2310的内侧，进而使高压绝缘层充分填充绕线部2310与高压线圈之间的间隙以及绕线部2310的两端。

绕线板2311与辅助件2312均由玻璃纤维浸渍环氧树脂制成，通过多层玻璃纤维布浸渍环氧树脂后叠加成一定厚度，并模压固化形成玻璃钢件。在本实施方式中，绕线板2311与辅助件2312分体成型后粘接固定。在其他实施方式中，绕线板与辅助件也可以一体成型。

结合图5、图7和图10，以A相变压器100为例，导线周向绕制在绕线体1310的外周面上形成高压线圈1320。具体地，导线绕制在绕线部1312的绕线槽1314中，使高压线圈1320在支撑筒1311的轴向上呈间隔分布，并且导线在绕制完成后首尾端形成两个外接，分别为第一外接D和第二外接X，第一外接D用于连接电缆，第二外接X用于连接其他外接线，比如在三相变压器中，用于与各相变压器之间的相互连接。导线在绕线体1310沿其轴向的中部共引出六个分接头，分别为分接头2、分接头3、分接头4、分接头5、分接头6和分接头7，六个分接头形成分接开关，为便于描述，将分接头2、分接头4和分接头6定义为第一分接开关，将分接头3、分接头5和分接头7定义为第二分接开关。

在一应用场景中，结合图5、图7、图10和图11所示，导线包括第一导线和第二导线，第一导线和第二导线均为连续导线，且第一导线外和第二导线外均包覆有绝缘层，该绝缘层可以为聚酰亚胺膜或者玻纤膜，亦或者该绝缘层为聚酯漆等其他绝缘材料，或者也可以多种绝缘材料组合使用，在此不作限制。第一导线从绕线部1312的一端沿绕线体1310的轴向绕制至绕线部1312的中部，并引出三个分接头。为方便表述，将绕线部1312的上端定义为第一端，绕线部1312的下端定义为第二端，第一导线从绕线部1312的第一端向绕线部1312的第二端开始绕制，第一导线在所有绕线板1313上对应的一圈第一个绕线槽1314中缠绕所设计的匝数线圈，形成第一段线圈1321，第一段线圈1321为饼式绕法，每个绕线槽1314中仅设置一饼线圈，此时每一段线圈均仅有一饼线圈。第一导线位于绕线部1312的第一端的内匝导线端形成暴露于高压绝缘层1330外的第一外接D，也就是在第一段线圈1321的内匝导线端(即第一导线的首端)引出第一外接D，第一段线圈1321的外匝导线端延伸至所有绕线板1313上对应的一圈第二个绕线槽1314内继续绕制形成第二段线圈1322，依次类推，直至第一导线绕至绕线体1310的中部，并通过其中三段线圈的外匝导线端分别引出三个分接头，即如图11所示的分接头6、分接头4和分接头2，至此第一导线完成绕制。

第二导线从绕线部1312的中部沿绕线体1310的轴向绕制至绕线部1312的第二端，并引出另外三个分接头。具体地，第二导线在与分接头2相邻的下一圈绕线槽1314中开始绕制，形成第三段线圈1323，第二导线以与第一导线同样的绕制方式向绕线部1312的第二端继续绕制，从第三段线圈1323开始的三段线圈中分别引出另外三个分接头，即分接头3、分接头5和分接头7，直至第二导线绕至绕线部1312的第二端的每个绕线板1313上对应的一圈最后一个绕线槽1314并形成终端段线圈1324。第二导线位于绕线部1312的第二端的外匝导线端形成暴露于高压绝缘层1330外的第二外接X，也就是在终端段线圈1324的外匝导线端(即第二导线的末端)引出第二外接X，至此第二导线完成绕制。

导线绕制时，在所有绕线板1313上对应的一圈绕线槽1314中进行绕制，使得导线绕制形成的每段线圈均与绕线体1310的轴向垂直，绕制方便且导线布置整齐，绕线板1313受力均匀，机械强度好。在其他实施方式中，也可以根据高压绕组的设计需求选用其他现有的导线绕制方法，在此不作具体限制。

在另一应用场景中，结合图8和图9所示，为了使导线在绕线体上的绕制更加灵活，扩大绕线体的适用范围，绕线体也可以采用活动梳齿结构，即绕线体的绕线部包括若干个绕线板1316(图中仅示出一个绕线板1316作示意)，若干个绕线板1316沿绕线体的周向均匀分布，绕线板1316上设有若干沿绕线板1316可移动的绕线件1317，绕线板1316上的相邻两个绕线件1317之间形成绕线槽，用于绕制导线。若干绕线槽沿绕线体的径向设置且沿绕线体的轴向间隔分布，使绕线板1316和绕线件1317配合后整体呈梳齿状。

绕线件1317与绕线板1316连接的底部设置移动槽1318，绕线件1317和绕线板1316通过移动槽1318滑动连接，使绕线件1317可沿绕线板1316移动，便于根据高压线圈的形状和结构灵活调整绕线件1317的位置，适用范围更广，进一步降低成本。

在本实施方式中，绕线板1316为截面呈工字型的长条，绕线件1317为矩形板件，绕线件1317的移动槽1318对应设置为T型槽，即至少部分绕线板1316穿设在移动槽中，以使绕线件1317沿绕线板1316可移动。在其他实施方式中，绕线板的横截面也可以采用梯形或者其他不规则多边形，只要对应调整绕线件的移动槽形状与绕线板相配合，使绕线件可以沿绕线板顺利移动，并且不容易脱落即可。

绕线件1317采用纤维增强复合材料制成，例如可以采用玻璃纤维增强环氧树脂或者采用芳纶纤维增强环氧树脂复合材料，绕线件1317也可以采用树脂材料制成，例如可以采用环氧树脂材料制成，本申请对此不作具体限制，只要能保证绕线件1317的强度即可。

结合图10所示，高压绝缘层1330包裹高压线圈1320和绕线体1310后形成高压绕组130。高压绝缘层1330为高温硫化硅橡胶，先将导线绕制在绕线体1310上形成高压线圈1320，将绕线体1310和高压线圈1320作为待注射体，将待注射体放入注射机的模具中，通过添加硅橡胶原料，在待注射体的外周整体注射成型高温硫化硅橡胶，得到高压绕组130。高压绝缘层1330采用高温硫化硅橡胶，整体提高了高压绕组130的绝缘性能和机械性能。

其中，本申请的高温硫化硅橡胶采用高温硫化硅橡胶材料体系，具体包括生胶、补强剂、阻燃剂、耐热剂和其他辅助材料。

通过整体真空注射高温硫化硅橡胶包覆高压线圈1320和绕线体1310后，高温硫化硅橡胶填充高压线圈1320和绕线体1310之间的缝隙并包裹绕线体1310的两端，且高温硫化硅橡胶不包覆支撑筒1311的内壁，使高压绕组130整体呈空心柱状，可以是空心圆柱体，也可以是空心椭圆柱体，或者是其他空心柱状体。

相比现有技术中的环氧树脂高压绝缘层，硅橡胶具备如下优势：1)具备较好的防火性能、抗低温性能、耐老化性能及抗短路试验能力，可延长干式变压器10的使用寿命；2)铜线圈易从硅橡胶上剥离，材料可回收率大于99％，更为绿色环保；3)硅橡胶弹性体可减弱机械振动带来的局放诱因，对设备放电具有抑制效果，且硅橡胶在放电作用下产物为非导电的二氧化硅，可有效抑制绝缘继续劣化；4)能够降低干式变压器10的运行损耗，更节能；5)耐恶劣环境的能力较好，能够安装在户内和户外。同时，高压绝缘层1330通过整体高温硫化注射成型，此工艺方法较现有的室温硫化，使高压绝缘层1330更稳固，机械性能更高，且与高压线圈1320、绕线体1310的粘接性能更好，能有效延长高压绝缘层1330的使用寿命。并且相较于液态硅橡胶而言，高温硫化硅橡胶填料分散均匀，不会因填料团聚而使干式变压器10产生局部放电，使干式变压器10的整体性能更优。

进一步地，结合图5和图7所示，为了消除高压线圈1320与绕线板1313之间的固体界面问题，绕线板1313与高压线圈1320之间设有中间绝缘层(图未示)。

在一实施方式中，绕线板1313的梳齿和高压线圈1320的接触面上设有中间绝缘层，即先在绕线板1313的绕线槽1314内设置中间绝缘层，再进行导线绕制，进而使中间绝缘层位于绕线板1313的梳齿和高压线圈1320之间，避免二者直接接触产生固体界面导致的局部放电问题，从而提高高压绕组130的绝缘性能。

在本实施方式中，中间绝缘层为弹性绝缘体。弹性绝缘体可以提供有效填充导线与绕线板1313的梳齿之间的间隙，保证绝缘效果。

优选地，弹性绝缘体采用与高压绝缘层1330相同的绝缘材质，即弹性绝缘体采用硅橡胶制成，硅橡胶可减弱机械振动，降低噪音，防止绕线体与导线间的界面分离，可以避免不同材质之间的界面分离导致的局部放电问题。例如，弹性绝缘体可以采用硅橡胶垫片等，即先在绕线板1313的各个梳齿之间放置或者粘贴硅橡胶垫片，再进行导线绕制，不仅可以避免高压绕组130的局部放电现象，还能有效减震，防止线圈松动。硅橡胶垫片可以为与绕线槽1314尺寸一致的垫片，可以贴合绕线槽1314的侧壁和槽底；也可以为硅橡胶垫圈，在所有绕线板1313上对应的每一圈绕线槽1314中设置，可以采用一体成型的环状圈，也可以是长条形垫片对接而成。又例如，弹性绝缘体也可以为高温硫化硅橡胶层或液态硅橡胶层或室温硫化硅橡胶层，即先通过真空注射成型工艺在绕线板1313表面形成高温硫化硅橡胶层，或者通过喷涂或浸渍工艺在绕线板1313表面形成液态硅橡胶层，或者通过喷涂工艺在绕线板1313表面形成室温硫化硅橡胶层，再进行导线绕制。在其他实施方式中，中间绝缘层可以为其他材质，中间绝缘层的结构和材质可以根据高压绕组的设计需求调整，只要能避免高压绕组的局部放电现象即可，在此不作具体限制。

在另一实施方式中，中间绝缘层包覆导线的外周，即先在导线的外周包覆中间绝缘层，再将导线绕制在绕线板1313的梳齿之间，进而使中间绝缘层位于绕线板1313的梳齿和高压线圈1320之间，避免二者直接接触产生固体界面导致的局部放电问题，从而提高高压绕组130的绝缘性能。在本实施方式中，中间绝缘层为液态硅橡胶层，即通过喷涂或浸渍工艺在导线表面形成液态硅橡胶层，再进行导线绕制。

在又一实施方式中，在绕线板1313的表面和导线的表面同时设置中间绝缘层，中间绝缘层包括第一绝缘层和第二绝缘层。第一绝缘层包覆绕线板1313的外周，第二绝缘层包覆导线的外周，使中间绝缘层位于绕线体1310和高压线圈1320之间。设置第一绝缘层和第二绝缘层可以进一步避免线圈与绕线板1313直接接触产生固体界面导致的局部放电问题。

在本实施方式中，第一绝缘层和第二绝缘层均为液态硅橡胶层。即将液态硅橡胶通过喷涂或浸渍工艺分别包覆在导线和绕线板1313外周，待液态硅橡胶固化后，再将导线绕制在绕线板1313的梳齿上。液态硅橡胶效果具有流动性好的特点，喷涂或浸渍过程中呈液态，经过一段时间自然固化，与固态硅橡胶相比，能够更好地包覆导线与绕线板1313的表面，进而提高绝缘效果。在其他实施方式中，第一绝缘层和第二绝缘层可以采用不同的材质，比如第一绝缘层为硅橡胶垫片或高温硫化硅橡胶层，第二绝缘层为液态硅橡胶层，只要能够避免线圈与绕线板1313直接接触即可。

进一步地，结合图14-图15所示，高压绕组130包括外接绝缘层1340，外接绝缘层1340分别包裹两个外接的侧壁，即外接绝缘层1340分别包裹第一外接D和第二外接X的侧壁。

外接绝缘层1340包括护套1341和若干伞裙1342，护套1341设置在外接的外周，即护套1341分别设置在第一外接D和第二外接X的外周，若干伞裙1342间隔设置在护套1341的外周。

在本实施方式中，若干个伞裙1342的大小相等，即所有伞裙1342自外接外表面向外延伸的长度相等。通过设置若干个伞裙1342，增加了高压绕组130外表面的爬电距离，可以避免高压绕组130在长期运行中外表面发生局部放电导致的绝缘劣化问题，有效提升干式变压器10的耐污闪能力，保障了干式变压器10的平稳安全运行。

在其他实施方式，伞裙的大小和形状可以根据高压绕组的设计需求调整，例如伞裙可以采用大小伞裙交替式设计，即伞裙包括若干个小伞裙和若干个大伞裙，小伞裙自外接的外表面的延伸长度小于大伞裙自外接外表面的伸出长度，若干个小伞裙与若干个大伞裙可以沿外接的轴向交替间隔设置，大伞裙和小伞裙的具体排列顺序以及间隔距离可以根据高压绕组的设计需求调整。大小伞裙交替式设计的结构具有良好的自洁性，适用于污秽比较严重的地区。

第一外接D和第二外接X还分别连接有中心导体(图未示)，中心导体用于支撑外接，外接绝缘层1340包裹中心导体。通过中心导体支撑第一外接D和第二外接X，可以防止在外接绝缘层1340成型过程中第一外接D和第二外接X受力变形，导致外接绝缘层1340无法完全包裹第一外接D和第二外接X。

在本实施方式中，中心导体采用金属材料制成，外接和中心导体采用焊接方式连接，可以保证其连接强度。中心导体可以为实心杆件，也可以是空心管件，只要能够起到支撑固定外接的作用即可，在此不作限制。且中心导体自高压绝缘层1330的外表面向外凸出一定距离，进而通过外接绝缘层1340的设置可以提供更长的干弧距离，有效提升干式变压器10的防雷能力。

外接绝缘层1340采用高温硫化硅橡胶制成，高温硫化硅橡胶的优势如前所述，不再赘述。

外接绝缘层1340与高压绝缘层1330通过整体注射成型，使得高压绝缘层1330和外接绝缘层1340之间不存在材质不同所导致的界面，无水汽渗透等问题，密封性更好，且一体成型工艺省去了单独制备外接绝缘层1340的时间，加工周期短，减少人工成本和制造耗能，整体成本更低。

在整体注射高温硫化硅橡胶之前，在每个高压线圈1320上通过设置工装连接件101，连接六个分接头，避免六个分接头在注射过程中也被硅橡胶包覆而无法用于接线。结合图14所示，工装连接件101为铝合金板件，工装连接件101的板面上设有保护腔，该保护腔为六个相同的台阶孔1011，且台阶孔1011的内壁还设有螺纹。六个台阶孔1011平行设置成两列，每列设置三个台阶孔1011使第一分接开关与第二分接开关也平行设置。同时，在整体注射之前，六个分接头分别连接至六个台阶孔1011之后，六个台阶孔1011内均连接螺栓，如此，螺栓可直接填充台阶孔1011剩余空间，防止硅橡胶填充六个台阶孔1011，从而避免六个分接头被硅橡胶包覆后无法用于接线。

在另一应用场景中，结合图10所示，为了减少干式变压器10对外部环境的电磁干扰以及高压绕组130的静电效应，本申请的高压绕组130还包括半导电屏蔽层(图未示)，半导电屏蔽层包覆高压绝缘层1330的外周面，能够减少干式变压器10对外部环境的电磁干扰以及高压绕组的静电效应，并且半导电屏蔽层内部的感应电流产生的热效应可以使盐雾、污湿环境下的高压绕组130表面保持干燥，降低安全风险。同时，由于半导电屏蔽层的电导率较小，使得上述感应电流较小，对应产生的能量损耗也较小，且半导电屏蔽层接地屏蔽时，由于其电导率较小，电位不会直接变成0，进而使得高压线圈1320、半导电屏蔽层、大地的电位呈梯度下降趋势，避免电位骤降而造成的电气安全风险。

在本实施方式中，半导电屏蔽层为半导电硅橡胶层，采用半导电硅橡胶材料通过注射工艺制成，即在高压绝缘层1330的外周整体注射半导电硅橡胶材料形成半导电屏蔽层。半导电硅橡胶材料包括硅橡胶材料、导电填料、半导电填料、补强填料、导热填料、阻燃填料，即在注射之前，将导电填料、半导电填料、补强填料、导热填料、阻燃填料分别加入硅橡胶材料中混炼成型半导电硅橡胶材料，用于后续半导电屏蔽层的注射。导电填料为铝或氧化银或二者的混合物，半导电填料为炭黑、乙炔墨、石墨烯、碳化硅、氮化铍中的一种或多种，补强填料为白炭黑，导热填料为氧化铝，阻燃填料为氢氧化铝。在其他实施方式中，也可以根据高压绕组的屏蔽需求调整半导电硅橡胶材料中各组分的种类和配比，在此不作具体限制。

半导电屏蔽层的厚度为2～5mm，可以在不影响高压绕组130散热性能的同时保证屏蔽效果。

相比传统的导电涂层，本申请的半导电屏蔽层具有以下优势：1)半导电屏蔽层的半导电硅橡胶材料与高压绝缘层1330的高温硫化硅橡胶材料都以硅橡胶材料为主要基体，且均采用高温硫化注射工艺成型，使得半导电屏蔽层和高压绝缘层1330之间不仅具有物理结合作用，还具有分子链交联的化学结合作用，二者的界面相容性更好，且二者的电导率相差较小，可以减少界面电流造成的发热现象；2)半导电硅橡胶材料制备的半导电屏蔽层机械强度高，且属于弹性体，运维检修过程中不容易发生磕碰损坏；3)半导电屏蔽层通过注射工艺一次成型，操作简便，生产效率高，且制造过程无需使用挥发物，也无化学液体排放，无污染；4)半导电硅橡胶材料的电导率介于导电材料和硅橡胶材料之间，使得半导电屏蔽层运行时内部的感应电流较小，进而产生的能量损耗也较少；5)由半导电硅橡胶材料制备的半导电屏蔽层具有自主调节电导率的特性，在高电场环境下电导率提高，低电场环境下电导率下降，可以有效优化高压绕组的电场分布；6)半导电硅橡胶材料还具有硅橡胶材料的憎水性和憎水迁移性，能够使高压绕组130表面产生荷叶效应，不易形成水膜而放电，且即使高压绕组130表面产生污秽，半导电屏蔽层内的小分子物质也能迁移到污秽层，使污秽层也产生憎水性，从而提高高压绕组130的电气安全性。

在其他实施方式中，半导电屏蔽层也可以为半导电漆层，采用半导电漆通过喷涂工艺制成，半导电漆可以选用现有材料或者根据高压绕组的屏蔽需求调整配方，在此不作具体限制。

在另一应用场景中，结合图17-图20所示，为了进一步减少高压绕组130长期使用容易产生局部放电的问题，本申请的高压绕组130的高压绝缘层1330外表面设有曲面结构(为了便于表述，图中未示出外接及相关结构)，可以增加高压绕组130外表面的爬电距离，同时使产品更加美观。

在一实施方式中，结合图17和图18所示，高压绝缘层1330的外周设置若干个伞裙1331，若干个伞裙1331沿高压绕组130的轴向均匀间隔设置以形成曲面结构。每个伞裙1331均沿高压绝缘层1330的周向自高压绝缘层1330的外表面向外延伸形成椭圆盘形，且伞裙1331远离高压绝缘层1330的边缘厚度小于其靠近高压绝缘层1330的根部厚度。在高压绝缘层1330的顶部及底部不设置伞裙1331，以免影响后续干式变压器10的装配。

在本实施方式中，若干个伞裙1331的大小相等，即所有伞裙1331自高压绝缘层1330外表面向外延伸的长度相等。通过设置若干个伞裙1331，大幅增加了高压绝缘层1330外表面的爬电距离，从而有效避免高压绕组130在长期运行中高压绝缘层1330外表面发生局部放电导致的绝缘劣化问题，保障了干式变压器10的平稳安全运行。

在其他实施方式，伞裙的大小和形状可以根据高压绕组的设计需求调整，例如伞裙可以采用大小伞裙交替式设计(图中未示出)，即伞裙包括若干个小伞裙和若干个大伞裙，小伞裙自高压绝缘层外表面的延伸长度小于大伞裙自高压绝缘层外表面的延伸长度，若干个小伞裙与若干个大伞裙可以沿高压绕组的轴向交替间隔设置，大伞裙和小伞裙的具体排列顺序以及间隔距离可以根据高压绕组的设计需求调整。大小伞裙交替式设计的结构具有良好的自洁性，适用于污秽比较严重的地区。

在另一实施方式中，结合图19和图20所示，高压绝缘层1330的外周面设置若干个弧形凸起1332，若干个弧形凸起1332沿高压绕组130的轴向均匀间隔设置以形成曲面结构。每个弧形凸起1332沿高压绝缘层1330的周向设置自高压绝缘层1330的外周面向外延伸形成环形结构，将弧形凸起1332自高压绝缘层1330的外周面向外延伸的最大距离定义为凸起高度，每个弧形凸起1332的凸起高度相等。若干个弧形凸起1332连续设置形成波纹状，且分布均匀、过渡平滑。在高压绝缘层1330的顶部及底部不设置弧形凸起1332，以免影响后续干式变压器10的装配。

在高压绝缘层1330外周面设置若干个弧形凸起1332，一方面可以增加高压绝缘层1330外表面的爬电距离，有效避免高压绕组130在长期运行中高压绝缘层1330外表面发生局部放电导致的绝缘劣化问题；另一方面也可以增加高压绝缘层1330的表面积，有利于高压绕组130的散热。此外，由于干式变压器10的各个部件材质不同、收缩率不一致，容易导致高压绝缘层1330成型后外表面高低不平，通过设置若干个分布均匀、过渡平滑的弧形凸起1332，可以改善高压绝缘层1330的外观，使干式变压器10更加美观。

在本实施方式中，高压绝缘层1330和曲面结构均采用高温硫化硅橡胶通过整体注射一体成型，可以避免高压绝缘层1330和曲面结构材质不同所导致的界面问题，整体提高高压绕组130的绝缘性能和机械性能。具体成型方式如前所述，只要根据曲面结构对应调整模具的形状和尺寸即可，不再赘述。

在其他实施方式中，高压绝缘层和曲面结构也可以采用液态硅橡胶通过浇注工艺一体成型，先将导线绕制在绕线体上形成高压线圈，将绕线体和高压线圈作为待浇注体，将待浇注体放入浇注模具中，通过添加液态硅橡胶原料，使液态硅橡胶原料包裹绕线体和高压线圈，固化成型后得到高压绕组。浇注模具的形状和尺寸与注射工艺类似，不再赘述。通过浇注工艺制备一体成型高压绝缘层和曲面结构，操作简单、效率高，且同样可以避免高压绝缘层和曲面结构材质不同所导致的界面问题，整体提高高压绕组的绝缘性能和机械性能。

在其他实施方式中，高压缘层和曲面结构也可以采用其他类型的硅橡胶材料，具体成型方式可根据材料特性、高压绕组设计需求进行调整，只要能够保证高压绕组的绝缘性能和机械性能，同时避免相应的界面问题即可，在此不作具体限制。

本申请的技术内容及技术特点已揭示如上，然而可以理解，在本申请的创作思想下，本领域的技术人员可以对上述结构和材料作各种变化和改进，包括这里单独披露或要求保护的技术特征的组合，明显地包括这些特征的其它组合。这些变形和/或组合均落入本申请所涉及的技术领域内，并落入本申请权利要求的保护范围。

Claims (17)

1.一种高压绕组，其特征在于，所述高压绕组包括绕线体、高压线圈、高压绝缘层、外接绝缘层，所述绕线体包括若干绕线板，若干所述绕线板沿所述绕线体的周向均匀分布，导线绕制在所述绕线板上形成所述高压线圈，所述导线的两端形成两个外接，所述高压绝缘层包裹所述高压线圈和所述绕线体，所述外接绝缘层包裹所述外接的侧壁，所述外接绝缘层和所述高压绝缘层一体注射成型。

2.根据权利要求1所述的高压绕组，其特征在于，所述外接还连接有中心导体，所述中心导体用于支撑所述外接，所述外接绝缘层包裹所述外接和所述中心导体。

3.根据权利要求2所述的高压绕组，其特征在于，所述外接与所述中心导体采用焊接方式连接。

4.根据权利要求1所述的高压绕组，其特征在于，所述外接绝缘层包括护套和若干伞裙，所述护套设置在所述外接的外周，若干所述伞裙间隔设置在所述护套的外周。

5.根据权利要求4所述的高压绕组，其特征在于，所述绕线板上设有若干梳齿，所述高压线圈包括若干段线圈，所述绕线板上的相邻两个所述梳齿间至少设置一段所述线圈。

6.根据权利要求1所述的高压绕组，其特征在于，所述绕线体还包括若干辅助件，若干所述辅助件呈环状且沿所述高压绕组的轴向间隔设置，所述辅助件和所述绕线板卡设连接。

7.根据权利要求1所述的高压绕组，其特征在于，所述绕线板上设有若干沿所述绕线板可移动的绕线件，所述绕线板上的相邻两个所述绕线件之间形成绕线槽，用于绕制所述导线。

8.根据权利要求7所述的高压绕组，其特征在于，所述绕线件上设置移动槽，所述绕线件和所述绕线板通过所述移动槽滑动连接。

9.根据权利要求8所述的高压绕组，其特征在于，所述绕线板为工字型长条，所述绕线件的所述移动槽为T型槽，至少部分所述绕线板穿设在所述移动槽中，以使所述绕线件沿所述绕线板可移动。

10.根据权利要求1所述的高压绕组，其特征在于，所述外接绝缘层和所述高压绝缘层均采用高温硫化硅橡胶制成。

11.根据权利要求1所述的高压绕组，其特征在于，所述高压绕组还包括半导电屏蔽层，所述半导电屏蔽层包覆所述高压绝缘层的外周面。

12.根据权利要求11所述的高压绕组，其特征在于，所述半导电屏蔽层为半导电硅橡胶层通过注射工艺制成，或者所述半导电屏蔽层为半导电漆层通过喷涂工艺制成。

13.根据权利要求1所述的高压绕组，其特征在于，所述高压绝缘层外表面设有曲面结构。

14.根据权利要求13所述的高压绕组，其特征在于，所述高压绝缘层的外周设置若干个伞裙或若干个弧形凸起，若干个所述伞裙或若干个所述弧形凸起沿所述高压绕组的轴向均匀间隔设置以形成所述曲面结构。

15.根据权利要求1所述的高压绕组，其特征在于，所述绕线板与所述高压线圈之间设有中间绝缘层，所述中间绝缘层为弹性绝缘体，所述弹性绝缘体为硅橡胶垫片或高温硫化硅橡胶层或液态硅橡胶层或室温硫化硅橡胶层。

16.根据权利要求15所述的高压绕组，其特征在于，所述中间绝缘层包括第一绝缘层和第二绝缘层，所述第一绝缘层包覆所述绕线板的外周，所述第二绝缘层包覆所述导线的外周，使所述中间绝缘层位于所述绕线体和所述高压线圈之间，所述第一绝缘层和所述第二绝缘层为液态硅橡胶层。

17.一种干式变压器，其特征在于，包括铁芯、低压绕组和如权利要求1-16任一项所述的高压绕组，所述低压绕组套设在所述铁芯外，所述高压绕组套设在所述低压绕组外。