JP2024506148A - 高電圧巻線、及び高電圧巻線を製造する方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、高電圧巻線（１３０）に関する。高電圧巻線（１３０）は、巻線体（１３１０）と、高電圧コイル（１３２０）と、高電圧絶縁層（１３３０）と、を備え、前記巻線体（１３１０）に導線が巻回されて前記高電圧コイル（１３２０）を形成し、前記高電圧絶縁層（１３３０）は、前記高電圧コイル（１３２０）及び前記巻線体（１３１０）を被覆している。本発明は、高電圧巻線を製造する方法に更に関する。
【選択図】図１０

Description

関連出願の相互参照

本出願は、２０２１年１２月２９日に出願された、出願番号が２０２１１１６４７８０３２、発明名称が「高電圧巻線、及び乾式変圧器」である中国特許出願、２０２１年１２月２９日に出願された、出願番号が２０２１１１６４４１８５６、発明名称が「高電圧巻線の巻線体、及び高電圧巻線」である中国特許出願、２０２１年１２月２９に出願された、出願番号が２０２１１１６４７８０５１、発明名称が「高電圧巻線の製造方法、及び高電圧巻線」である中国特許出願、及び２０２１年１２月２９に出願された、出願番号が２０２１１１６４４２５７７、発明名称が「高電圧巻線の製造方法」である中国特許出願の優先権を主張し、その内容全体を参照により本出願に組み込む。

本発明は、電力用変圧器の技術分野に関し、特に、高電圧巻線、及び当該高電圧巻線を製造する方法に関する。

現在、変圧器は、油入変圧器、乾式変圧器、ガス変圧器に分類される。乾式変圧器は、オイルフリー、防火性、長寿命、省エネ、低騒音、メンテナンスが簡単、安全性や信頼性が高いなどの利点を有する。現在、市販されている乾式変圧器の多くは、樹脂注型高電圧巻線の乾式変圧器及び開放型乾式変圧器である。乾式変圧器は、この１０年間で大きく発展してきたが、運転中に絶縁割れ、熱伝導が悪く、運転環境が厳しいなどの問題が依然として存在する。

高電圧巻線を製造する従来の方法では、一般的に、工具に導線を巻回して高電圧コイルを形成した後に、高電圧巻線を注型して形成するため、高電圧コイルの放熱能力が悪く、短絡衝撃抵抗能力も悪くなる。

従来技術の欠点に対して、本発明は、高電圧巻線、及び当該高電圧巻線を製造する方法を提供することを目的とする。当該高電圧巻線のコイルは、リサイクル可能、低エネルギー消費、省エネエネルギーで、環境にやさしく、絶縁層は、安定で、機械的性能が良く、使用寿命が長い。

本発明の一態様は、巻線体と、高電圧コイルと、高電圧絶縁層と、を備え、前記巻線体に導線が巻回されて前記高電圧コイルを形成し、前記高電圧絶縁層は、前記高電圧コイル及び前記巻線体を被覆している高電圧巻線を提供する。

一実施例において、前記巻線体は、繊維強化複合材料から製造される。

一実施例において、前記高電圧絶縁層は、射出成形シリコーンゴムである。

一実施例において、前記巻線体は、巻線部を含み、前記高電圧コイルは、複数セグメントのコイルを含み、複数セグメントの前記コイルは、前記巻線部に巻回されるとともに、前記高電圧巻線の軸方向に沿って間隔をおいて配置される。

一実施例において、前記導線は、第１の導線と第２の導線とを含み、前記第１の導線は、前記巻線部の第１の端から前記高電圧巻線の軸方向に沿って前記巻線部の中央部まで巻回され、前記第２の導線は、前記巻線部の前記中央部から前記高電圧巻線の軸方向に沿って前記巻線部の第２の端まで巻回される。

一実施例において、前記第１の導線の前記巻線部の前記第１の端に位置する内側導線端は、前記高電圧絶縁層の外側に露出する第１の外部接続部を形成し、前記第２の導線の前記巻線部の前記第２の端に位置する外側導線端は、前記高電圧絶縁層の外側に露出する第２の外部接続部を形成する。

一実施例において、前記巻線部は、複数の巻線板を含み、前記巻線板には、複数の櫛歯が設けられ、複数の前記巻線板は、前記高電圧巻線の周方向に沿って設けられ、前記巻線板における隣接する２つの前記櫛歯同士の間には、少なくとも１セグメントの前記コイルが設けられる。

一実施例において、前記櫛歯の前記高電圧巻線の軸方向に沿った高さを歯の高さとして定義すると、前記巻線板の中央部の前記櫛歯の歯の高さ及び前記巻線板の両端の前記櫛歯の歯の高さは、いずれも前記巻線板の他の部分の前記櫛歯の歯の高さよりも大きく、前記巻線板には、前記高電圧巻線の軸方向において一端から他端に向かって、第１の高櫛歯領域、第１の低櫛歯領域、第２の高櫛歯領域、第２の低櫛歯領域、及び第３の高櫛歯領域が順に形成される。

一実施例において、各セクションの前記コイルは、前記高電圧巻線の軸方向に沿って層状に往復して巻回される。

一実施例において、前記コイルには、前記高電圧巻線の軸方向に沿って少なくとも１つの層間絶縁層が設けられる。

一実施例において、前記層間絶縁層は、エッジが波形である絶縁長尺ストリップである。

一実施例において、前記高電圧コイルはその各径方向の断面における幅が一致する。

一実施例において、前記射出成形シリコーンゴムは、一体真空射出によって前記高電圧コイル及び前記巻線体を被覆し、前記射出成形シリコーンゴムは、前記高電圧コイルと前記巻線体との間の隙間及び前記巻線体の両端に充填される。

一実施例において、前記巻線体は、支持筒を更に含み、前記巻線部は、前記支持筒の外周面に設けられ、前記支持筒は、中空の柱体である。

本発明のもう一態様は、高電圧巻線を製造する方法であって、前記高電圧巻線は、前述したいずれか一実施例に記載の高電圧巻線であり、前記方法は、
前記導線を前記巻線体の外周面に沿って周方向に巻回して前記高電圧コイルを形成し、前記導線の巻回中においてタップを形成するステップ１０００と、
前記タップを、工具接続部材の保護キャビティに配置し、前記工具接続部材に接続して固定するステップ１１００と、
前記高電圧コイルが巻回された前記巻線体を射出対象物として射出機の金型内に配置し、前記射出成形シリコーンゴムが前記高電圧コイル及び前記巻線体を被覆するように、前記射出対象物の外周に射出成形シリコーンゴムを射出するステップ１２００と、
前記工具接続部材を除去して、前記タップが前記射出成形シリコーンゴムの外側に露出する前記高電圧巻線を得るステップ１３００と、を含む方法を提供する。

一実施例において、前記巻線体は、支持筒と前記支持筒の外周面に位置する巻線部とを含み、前記ステップ１０００において、前記導線を前記巻線部に巻回して前記高電圧コイルを形成する。

一実施例において、前記ステップ１１００において、前記保護キャビティは、段付き穴であり、前記タップを前記段付き穴内に溶接する。

一実施例において、前記段付き穴の内壁には、ねじ山が設けられ、前記ステップ１２００の前に、前記段付き穴内にボルトを接続する。

一実施例において、前記ステップ１０００の前に、エポキシ樹脂を含浸したガラス繊維を使用して前記支持筒及び前記巻線部を製造する。

一実施例において、前記ステップ１０００の前に、複数の前記巻線板を前記支持筒の外周面に周方向に均等に接着して固定する。

一実施例において、前記ステップ１０００の前に、前記巻線板に複数の櫛歯を形成するように前記巻線板に複数の巻線溝を設ける。

一実施例において、前記ステップ１２００において、前記射出成形シリコーンゴムにより、一体真空射出によって前記高電圧コイル及び前記巻線体を被覆するとともに、前記高電圧コイルと前記巻線体との間の隙間及び前記巻線体の両端に充填する。

本発明のもう一態様は、高電圧巻線を製造する方法であって、前記高電圧巻線は、前述したいずれか一実施例に記載の高電圧巻線であり、前記巻線体は、補助部材と巻線部とを含み、前記巻線部は、前記補助部材に固定的に接続され、前記高電圧絶縁層は、前記高電圧コイル、前記巻線部、及び前記補助部材を被覆しており、前記方法は、
巻回工具の外周面に耐高温膜を貼り付けるステップ２０００と、
前記巻線体を前記耐高温膜に固定し、前記補助部材で前記巻線部を安定的に係合するステップ２１００と、
前記導線を前記巻線部に巻回してタップスイッチを有する前記高電圧コイルを形成するステップ２２００と、
前記高電圧コイルが巻回された前記巻線体を射出対象物として前記巻回工具とともに射出機に配置し、前記射出対象物の外周に射出成形シリコーンゴムを一体射出して前記高電圧絶縁層を形成して前記高電圧巻線を得るステップ２３００と、
前記巻回工具から前記高電圧巻線を離型させるステップ２４００と、を含む方法を提供する。

一実施例において、前記巻回工具は、金型と接続杆とを含み、前記接続杆は、前記金型の軸方向に沿って前記金型を貫通し、前記ステップ２０００において、前記耐高温膜を耐高温テープで前記金型の外周面に固定する。

一実施例において、前記補助部材は、中間補助部材を含み、前記ステップ２１００において、まず前記中間補助部材を前記耐高温膜に外嵌し、次に、前記中間補助部材の内壁と前記巻線部の内壁とが面一になるように、前記巻線部を前記巻回工具の周方向に沿って配置する。

一実施例において、前記巻線部の内壁には、凹溝が設けられ、前記ステップ２１００において、前記中間補助部材と前記巻線部とが固定的に接続されるように、前記中間補助部材を前記凹溝内に係合する。

一実施例において、前記補助部材は、端部補助部材を含み、前記ステップ２１００において、まず前記巻線部を前記巻回工具の周方向に沿って配置し、次に前記端部補助部材を前記巻線部の端部の外側に固定する。

一実施例において、前記巻線部の端部の外側には、係止溝が設けられ、前記ステップ２１００において、前記端部補助部材を前記係止溝内に嵌め込む。

一実施例において、前記巻線部は、複数の櫛歯状の巻線板を含み、前記ステップ２１００において、複数の前記巻線板を、間隔をおいて配置するとともに、前記巻回工具の外周面に周方向に均等に配置する。

一実施例において、前記ステップ２４００の後に、前記高電圧巻線の内面に残留した前記耐高温膜のバリをトリミングするステップ２５００を更に含む。

一実施例において、前記ステップ２１００において、前記巻線部又は前記補助部材を前記耐高温膜に接着する。

本発明の上記及び他の目的、特徴や利点は、図面に示された本発明の好ましい実施例のより具体的な説明によってより明確になる。全ての図面は、同一の符号で同一の部分を示し、有意に実寸大と等倍で描かれておらず、主に発明の主旨を説明するためのものである。
本発明の他の特徴、目的や利点は、以下の添付図面および非限定的な実施例の詳細な説明を参照することにより明らかになろう。
本発明の一実施例の乾式変圧器の正面図である。 本発明の一実施例の乾式変圧器の平面図である。 本発明の一実施例の組立後の鉄心の正面図である。 図２のＧ箇所での拡大図である。 本発明の一実施例のコアクランプの正面図である。 本発明の一実施例のコアクランプの側面図である。 本発明の一実施例の巻線体の斜視模式図である。 本発明の一実施例の支持筒の断面図である。 本発明の一実施例の巻線体に巻回された高電圧コイルの斜視模式図である。 本発明の一実施例の高電圧巻線の斜視模式図である。 本発明の一実施例の工具接続部材の斜視模式図である。 本発明の一実施例の高電圧コイルの配線の概略図である。 本発明の一実施例の高電圧巻線の部分断面図である。 本発明の一実施例の高電圧巻線の部分断面図である。 本発明の一実施例の高電圧巻線の部分断面図である。 本発明の一実施例の高電圧巻線の部分断面図である。 本発明の一実施例の巻線体の斜視模式図である。 図１７のＨ箇所での拡大図である。 本発明の一実施例の支持筒の斜視模式図である。 図１９のＪ箇所での拡大図である。 本発明の一実施例の巻線部の斜視模式図である。 本発明の一実施例の補助部材の斜視模式図である。 本発明の一実施例の高電圧巻線の斜視模式図である。 本発明の一実施例の巻線部に巻回された高電圧コイルの斜視模式図である。 本発明の一実施例の巻線部と補助部材との接続の斜視模式図である。 図２５の巻線部と端部補助部材との固定部位の拡大模式図である。 図２５の巻線部と中間補助部材との固定部位の拡大模式図である。 本発明の一実施例の高電圧巻線の斜視模式図である。 本発明の一実施例の巻回工具の斜視模式図である。 本発明の一実施例の、巻回工具に組み立てられた補助部材及び巻線板の斜視模式図である。 本発明の一実施例の巻線工具に巻回された高電圧コイルの斜視模式図である。 本発明の一実施例の射出工程の模式図である。

要求に応じて、本明細書では本発明の具体的な実施例が開示される。しかしながら、理解すべきものとして、本明細書で開示される実施例は、本発明の典型例に過ぎず、様々な形態で表現され得る。したがって、ここで開示される具体的な詳細は、限定的なものとみなされるのではなく、請求の範囲の根拠や、本明細書に明確に開示されていない特徴と組み合わせて本明細書で開示される様々な特徴を採用することを含む実際の任意の適切な方法で本発明を異なる形態で適用するように当業者を教えるための代表的な根拠だけである。

本発明で記載される「接続」は、明確に規定又は限定されない限り、広義に理解され、直接接続又は中間媒体を介する接続のいずれであってもよい。本発明の説明において、理解すべきものとしては、「上」、「下」、「端部」、「一端」などによって示された向き又は位置関係は、図面に示される向き又は位置関係に基づくものであり、本発明の説明を容易にし簡略化するためのものだけであり、言及された装置又は要素が特定の向きを有し、特定の向きで構成され、動作しなければならないことを示す又は暗示するものではないため、本発明を限制するものと理解されない。

図１～図３に示すように、本発明による一実施例において、乾式変圧器１０は、Ａ相、Ｂ相、及びＣ相を含む三相変圧器である。即ち、乾式変圧器１０は、３つの単相変圧器１００を含む。鉄心１１０の構造によっては、３つの変圧器１００は直線構造又は三角構造を形成するように配列され、３つの変圧器１００は対称構造になっていてもよい。なお、当該乾式変圧器１０は、絶縁変圧器、インバータ変圧器、試験用変圧器などであってもよい。

引き続き図１～図３を参照すると、本発明による一実施例において、３つの変圧器１００は、直線構造を形成するように配列され、乾式変圧器１０は、鉄心１１０、３つの低電圧巻線１２０、及び３つの高電圧巻線１３０を含む。鉄心１１０、低電圧巻線１２０及び高電圧巻線１３０は、内側から外側へ順に配置される。具体的に、鉄心１１０は、３つの柱状鉄心体１１１、３つの柱状鉄心体１１１の上端に位置する上部ヨーク１１２、及び３つの柱状鉄心体１１１の下端に位置する下部ヨーク１１３を含む。各柱状鉄心体１１１の外周には、１つの低電圧巻線１２０が外嵌され、各低電圧巻線１２０の外周には、１つの高電圧巻線１３０が外嵌される。即ち、各柱状鉄心体１１１には、内側から外側へ、１つの低電圧巻線１２０及び１つの高電圧巻線１３０が順に外嵌される。鉄心１１０、低電圧巻線１２０及び高電圧巻線１３０は、同軸に配置され、即ち、三者は同一の軸方向を有する。柱状鉄心体１１１は、積層された複数層の珪素鋼板の外側に結束バンドで結束して固定することにより形成される。選択的に、柱状鉄心体１１１の径方向の断面は、略楕円形、円形、又は他の形状である。柱状鉄心体１１１の径方向の断面は、柱状鉄心体１１１が低電圧巻線１２０の中空キャビティ内に収容できれば、実際の必要に応じて適切な形状を選択することができるが、ここでは限定されない。同様に、上部ヨーク１１２及び下部ヨーク１１３も、積層された複数層の珪素鋼板から形成される。３つの柱状鉄心体１１１は、上部ヨーク１１２及び下部ヨーク１１３によって固定的に接続されて鉄心１１０を形成する。

図１、図２、図５及び図６を組み合わせて参照すると、鉄心１１０の外側には、鉄心１１０を挟持するためのコアクランプ１４０が設けられる。コアクランプ１４０は、３つのクランプが互いに接続して形成され、３つのクランプは、いずれも板状部材であり、中間位置にあるクランプを第１のクランプ１４２として定義し、残りの２つのクランプを第２のクランプ１４３として定義する。２つの第２のクランプ１４３は、コアクランプ１４０が溝形鋼のような構造を有し、即ち、コアクランプ１４０が「匚」字状の構造を有するように、第１のクランプ１４２が２つの第２のクランプ１４３に接続される両側で同方向に延び字状る。他の実施例において、コアクランプは、構造がより安定である閉じた中空管であってもよい。

本発明による一実施例において、コアクランプ１４０は、４つ設けられ、その中の２つのコアクランプ１４０は、鉄心１１０の上端（即ち、上部ヨーク１１２）を締結するために、鉄心１１０の上端の両側に対称に配置されるとともに、第１の締結部材によって固定的に接続される。他の２つのコアクランプ１４０は、鉄心１１０の下端（即ち、下部ヨーク１１３）を締結するために、鉄心１１０の下端の両側に対称に配置されるとともに、第２の締結部材によって固定的に接続される。好ましくは、第１の締結部材及び第２の締結部材は、２つのコアクランプ１４０によって鉄心１１０の両端をそれぞれ締結するように、互いに協働して使用される複数のねじ及びボルトを用いる。コアクランプ１４０の両端には、いずれも第１の貫通孔１４１が設けられる。具体的に、第１のクランプ１４２の両端には、１つの第１の貫通孔１４１がそれぞれ設けられる。２つのコアクランプ１４０を鉄心１１０の上端の両側に対応して配置し、２つのコアクランプ１４０の同じ端の２つの第１の貫通孔１４１内に同時にねじ（図示せず）を通した後、ボルトで締め付けて固定することで、２つのコアクランプ１４０の両端を固定して、２つのコアクランプ１４０で鉄心１１０の上端を締結する。鉄心１１０の下端の２つのコアクランプ１４０も同様な方法で固定して鉄心１１０の下端を締結するため、具体的に繰り返し説明されない。選択的に、鉄心１１０を更に信頼的に締結するために、コアクランプ１４０の中間部位に対しても互いに協働して使用される複数のねじとボルトで鉄心１１０の中央部を締結することができる。第２のクランプ１４３には、低電圧巻線１２０と接続するための第２の貫通孔（図示せず）が更に設けられる。

本実施例において、上端の２つのコアクランプ１４０は、鉄心１１０の外周に設けられた高電圧巻線１３０の上方に位置する。高電圧巻線１３０の頂部には、上端の２つのコアクランプ１４０を支持するとともに、低電圧巻線１２０及び高電圧巻線１３０のそれぞれと上部ヨーク１１２との間の安全な電气的距離を維持するための、複数の絶縁パッド１００１が設けられる。同様に、下端の２つのコアクランプ１４０は、鉄心１１０の外周に設けられた高電圧巻線１３０の下方に位置する。下端の２つのコアクランプ１４０の頂部にも、低電圧巻線１２０及び高電圧巻線１３０を支持するとともに、低電圧巻線１２０及び高電圧巻線１３０のそれぞれと下部ヨーク１１３との間の安全な電气的距離を維持するための、複数の絶縁パッド１００１が設けられる。選択的に、絶縁パッド１００１は、絶縁材料から製造され、例えば、ドウモールディングコンパウンド（ＤＭＣ：Ｄｏｕｇｈ Ｍｏｌｄｉｎｇ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ）、シートモールディングコンパウンド（ＳＭＣ：Ｓｈｅｅｔ Ｍｏｌｄｉｎｇ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ）などの低収縮性不飽和ポリエステルガラス繊維強化モールディングコンパウンドから製造され、又は、例えば、エポキシ樹脂から注型成形される。コアクランプ１４０は、繊維強化複合材料から製造される。具体的に、コアクランプ１４０は、エポキシ樹脂を含浸したガラス繊維からプレス成形され、又は、エポキシ樹脂を含浸したアラミド繊維からプレス成形される。選択的に、コアクランプ１４０は、他の複合材料から製造されてもよい。選択的に、第１のクランプ１４２と第２のクランプ１４３は、一体成形される。

繊維強化複合材料とは、ガラス繊維、アラミド繊維などの強化繊維材料と、マトリックス材料とを、巻取り成形、プレス成形、又は引抜き成形などの成形工程を経て形成された複合材料をいう。繊維強化複合材料から製造されたコアクランプ１４０は、コストが低く、軽量で、機械的性能が良く、繊維強化複合材料の生産中の炭素排出量が低く、環境により優しい。

図２及び図４に示すように、低電圧巻線１２０は、銅箔１２１と低電圧絶縁層１２２と支持ストリップ１２３とを含み、銅箔１２１と低電圧絶縁層１２２とは、交互に配置される。銅箔１２１は、銅箔紙全体を巻回して成形され、低電圧絶縁層１２２と銅箔１２１とは積層された後に共に巻回される。低電圧巻線１２０内には、少なくとも１つの放熱ガス通路が設けられ、当該放熱ガス通路は、隣接する銅箔１２１と低電圧絶縁層１２２との間に位置する。支持ストリップ１２３は、当該放熱ガス通路内に位置し、隣接する銅箔１２１と低電圧絶縁層１２２とを支持して隔離するために用いられる。各層の放熱ガス通路内には、少なくとも２つの支持ストリップ１２３が設けられる。選択的に、２つ、３つ、４つ、又はそれ以上の支持ストリップ１２３が設けられてもよい。好ましくは、同層の複数の支持ストリップ１２３は、銅箔１２１の外周面の周方向に沿って等間隔に設けられる。放熱ガス通路は、乾式変圧器１０の運転中において低電圧巻線１２０で発生した熱を放出するのに有利であり、乾式変圧器１０の熱の蓄積による過熱失効を回避することを目的とする。選択的に、放熱ガス通路は、１層設けられてもよいし、２層又は以上の層が設けられてもよいが、ここでは限定されない。

低電圧絶縁層１２２は、ポリイミド含浸紙を使用し、具体的には、ポリイミドフィルムとポリスルホン繊維不織布との軟質複合材料にジフェニルエーテル樹脂を含浸させた後に焼成して製造されたＳＨＳ－Ｐジフェニルエーテルプリプレグであってもよい。当然ながら、低電圧絶縁層は、ＤＭＤ絶縁紙又はシリコーンゴムフィルム又は他の絶縁材料を使用することもでき、乾式変圧器の異なる温度上昇レベルに応じて選択すればよい。

選択的に、支持ストリップ１２３は、エポキシ樹脂を含浸したガラス繊維から製造されるか、又はエポキシ樹脂を含浸したアラミド繊維から製造される。選択的に、支持ストリップ１２３は、機械的強度がより安定である、「工」字状の断面を有する長尺ストリップである。選択的に、支持ストリップは、支持して隔離する役割を果たすことができれば、正方形又は他の形状の断面を有する長尺ストリップであってもよい。

低電圧巻線１２０の内側層には、内側リード線銅列が更に設けられ、低電圧巻線１２０の外側層には、外側リード線銅列が更に設けられ、内側リード線銅列及び外側リード線銅列の自由端には、接続孔が設けられ、当該接続孔はコアクランプ１４０の第２の貫通孔に合わせて締結接続される。

図７～図１２に示すように、高電圧巻線１３０は、巻線体１３１０と高電圧コイル１３２０と高電圧絶縁層１３３０とを含み、導線は巻線体１３１０に巻回されて高電圧コイル１３２０を形成する。巻線体１３１０は、支持筒１３１１と巻線部１３１２とを含む。支持筒１３１１は、中空の柱体であり、中空の円柱体であってもよいし、中空の楕円柱体又は他の中空の柱状体であってもよい。巻線部１３１２は、支持筒１３１１の外周面に設けられ、導線は、巻線部１３１２内に巻回されて高電圧コイル１３２０を形成する。高電圧コイル１３２０は、支持筒１３１１の軸方向に沿って間隔をおいて配置された複数セグメントのコイルを含む。巻線体１３１０の軸方向と高電圧巻線１３０の軸方向とは、同じ方向である。

巻線部１３１２は、複数の巻線板１３１３を含み、複数の巻線板１３１３は、支持筒１３１１の周方向において支持筒１３１１の外周面に等間隔に配置される。各巻線板１３１３は、支持筒１３１１の軸方向に沿って延びており、巻線板１３１３の支持筒１３１１の軸方向に沿って延びた長さは、支持筒１３１１のその軸方向に沿って延びた長さよりも小さい。巻線板１３１３の数は、少なくとも２つである。選択的に、巻線板１３１３の数は、２つ、３つ、４つ又はそれ以上であってもよいが、ここでは限定されない。好ましくは、乾式変圧器（例えば、１０ｋＶ/１０００ｋＶＡ乾式変圧器）の巻線板１３１３の数は、導線の確実な巻回を保証するとともに、できるだけ材料を節約するために、１２個である。他の実施例において、巻線板の支持筒の軸方向に沿って延びた長さは、支持筒のその軸方向に沿って延びた長さと等しくてもよい。

巻線板１３１３は、矩形板状部材であり、巻線板１３１３のより長い側縁は、支持筒１３１１の軸方向に沿って設けられ、即ち、巻線板１３１３の長手方向は、支持筒１３１１の軸方向に沿って設けられ、巻線板１３１３には、複数の巻線溝１３１４が更に設けられ、複数の巻線溝１３１４は、巻線板１３１３が櫛歯状を有し、即ち、巻線板１３１３に複数の櫛歯が形成されるように、支持筒１３１１の径方向に沿って延びているとともに、支持筒１３１１の軸方向に沿って間隔をおいて分布する。巻線板１３１３上の櫛歯の支持筒１３１１の軸方向に沿った高さを歯の高さとして定義すると、巻線板１３１３の両端の櫛歯の歯の高さ及び巻線板１３１３の中央部の櫛歯の歯の高さは、いずれも他の部分の櫛歯の歯の高さよりも大きいことが好ましい。高電圧コイル１３２０の端部の電界強度が不均一であるため、巻線板１３１３の両端の歯の高さをより大きく設計することで電界を均一にすることができる。また、巻線板１３１３の中央部にはタップ線のタップを引き出す必要があるため、巻線板１３１３の中央部の歯の高さをより大きく設計すると、対応する隣接する２つの巻線溝１３１４同士の間の距離もより大きくなり、巻線板１３１３の中央部から引き出されたタップのために配置空間を確保することができる。歯の高さがより大きい櫛歯領域を高櫛歯領域として定義し、歯の高さがより小さい櫛歯領域を低櫛歯領域として定義する。上記のように設けることにより、巻線板１３１３の支持筒１３１１の軸方向において一端から他端に向かって、第１の高櫛歯領域、第１の低櫛歯領域、第２の高櫛歯領域、第２の低櫛歯領域、及び第３の高櫛歯領域が順に形成される。更に、第１の高櫛歯領域、第２の高櫛歯領域、及び第３の高櫛歯領域の歯の高さについては、特にに限定されなく、例えば、互いに同じであってもよいし、異なっていてもよい。選択的に、第１の高櫛歯領域と第３の高櫛歯領域とは第２の高櫛歯領域に対して対称に配置され、第１の低櫛歯領域と第２の低櫛歯領域とは第２の高櫛歯領域に対して対称に配置されることにより、高電圧コイル１３２０が高電圧巻線１３０の軸方向において対称に配置され得る。この場合、高電圧巻線１３０の重心が高電圧巻線１３０の中心位置に位置し、高電圧巻線１３０の吊り上げや輸送が便利になる。選択的に、第１の高櫛歯領域、第１の低櫛歯領域、第２の高櫛歯領域、第２の低櫛歯領域、及び第３の高櫛歯領域は、対称に配置されなくてもよいが、ここでは限定されない。選択的に、各領域の櫛歯の歯の高さは、等しい高さ又は他の設置方法を採用してもよいが、ここでは限定されない。

巻線板１３１３における隣接する２つの櫛歯同士の間に少なくとも１セグメントのコイルが設けられることにより、各巻線溝１３１４内に導線が巻き取られており、高電圧コイル１３２０が合理的に配置され、各セグメントのコイルが間隔をおいて配置されるのを実現することができる。

巻線板１３１３は、支持筒１３１１の周方向において支持筒１３１１の外周面に等間隔に配置され、各巻線板１３１３の両端は、面一に設けられるとともに、各巻線板１３１３上の巻線溝１３１４は、支持筒１３１１の周方向において１対１で一致し、各セグメントのコイルは、導線によって支持筒１３１１の周方向に沿って全ての巻線板１３１３上の対応する１回りの巻線溝１３１４内に巻回され、かかる力が均一で、機械的強度が良い。

他の実施例において、タップの配置位置を避けるために、複数の巻線板は、支持筒の外周面に不等間隔に配置されてもよい。即ち、隣接する２つの巻線板同士の間の距離は互いに等しくなく、例えばある隣接する２つの巻線板同士の間の距離は他の任意の隣接する２つの巻線板同士の間の距離よりも大きい。この場合、各々のタップを間隔がより大きい隣接する２つの巻線板同士の間から引き出すことができ、これにより、巻線板の中央部の櫛歯の歯の高さをより大きく設けることなく、各々のタップの配置位置を確保することができる。

他の実施例において、巻線板は、支持筒の周方向を取り囲んで設けられた環状のディスク部材であってもよい。複数の巻線板は、支持筒の軸方向に沿って間隔をおいて配置され、導線は、隣接する２つの巻線板に形成された凹溝内に巻回される。

選択的に、支持筒１３１１は、エポキシ樹脂を含浸したガラス繊維を巻き取って硬化成形又は引抜き成形された中空管であってもよいし、エポキシ樹脂を含浸したガラス繊維又はアラミド繊維を引き抜いて巻取り成形された中空管であってもよいし、エポキシ樹脂を含浸したアラミド繊維を巻き取って硬化成形又は引抜き成形された中空管であってもよいし、又は他の複合材料を使用して製造されてもよいが、ここでは限定されない。

本発明による一実施例において、支持筒１３１１と巻線板１３１３は、それぞれ別個に形成された２つの部品であり、両者は接着により固定される。巻線板１３１３も、エポキシ樹脂を含浸したガラス繊維から製造され、多層ガラス繊維布にエポキシ樹脂を含浸した後、一定の厚さになるように積層し、プレス硬化して矩形のガラス鋼板状部材を形成し、ガラス鋼板状部材に巻線溝１３１４を設け、具体的には巻線溝１３１４を旋削により形成して、巻線板１３１３を形成し、巻線板１３１３を接着剤によって支持筒１３１１の外周面に固定的に接続することにより、製造原料を最大限に節約してコストを節約する。選択的に、接着剤は、２成分の耐高温性のエポキシ接着剤であり、当然ながら、他の接着剤であってもよい。しかし、当該接着剤は、支持筒１３１１と巻線板１３１３との接着を確実にするとともに、巻線体１３１０の外側での高電圧絶縁層１３３０の高温射出に適応するために耐高温性であることを保証する必要がある。

本実施例において、巻線板１３１３は、プレス及び硬化によって成形される。他の実施例において、工程を簡略化するために、巻線板は、一体注型され、硬化されて直接成形された櫛歯状の巻線板であってもよい。巻線板の材質は前述したとおりであるため、繰り返し説明されない。

本発明による別の一実施例において、支持筒１３１１は、巻線板１３１３と一体成形される。エポキシ樹脂を含浸したガラス繊維又はアラミド繊維を厚さのより大きい中空管に引抜いた後又は巻取った後、当該中空管を旋削して支持筒１３１１と巻線板１３１３を形成する。このようにして、材料の使用量が比較的に多いが、支持筒１３１１と巻線板１３１３との間の強度を保証することができ、接着不良や後続の高電圧絶縁層１３３０の射出中における支持筒１３１１と巻線板１３１３との間の接続の損傷を防止することができる。

本発明による一実施例において、図７及び図８に示すように、巻線体１３１０は、２つの見返し１３１５を更に含み、２つの見返し１３１５は、支持筒１３１１の２つの端部にそれぞれ設けられるとともに、支持筒１３１１の径方向に沿って外側に延びて環状ディスク面を形成する。両端の見返し１３１５は、対向して設けられ、巻線板１３１３が巻線体１３１０の外周面に配置される場合、巻線板１３１３の２つの端部の外側端面が２つの見返し１３１５の互いに対向するディスク面に当接するので、高電圧絶縁層１３３０の射出中においてより大きな射出圧力によって巻線板１３１３が損傷することを防止する。当然ながら、巻線板１３１３の２つの端部の外側端面は、２つの見返し１３１５の互いに対向するディスク面に当接しなくてもよく、即ち、巻線板１３１３の２つの端部の外側端面と見返し１３１５の巻線板１３１３に向かうディスク面との間に隙間を残してもよいが、ここでは限定されない。見返し１３１５は、エポキシ樹脂を含浸したガラス繊維から製造され、支持筒１３１１と一体成形され、即ち、エポキシ樹脂を含浸したガラス繊維又はアラミド繊維から引抜き成形又は巻取り成形された後に、一定の厚さを有するディスク部材に加工・研磨される。

巻線体１３１０は、上記の繊維強化複合材料から製造されるため、軽量で高強度の特性を有し、より良い機械的強度を持ち、導線の巻回を効果的に支持することができ、損傷しにくく、高温加硫シリコーンゴムを巻線体１３１０の外側に射出する際に発生する射出衝撃力による導線の追い散らしや変位を回避できる。また、繊維強化複合材料は耐熱性が良いため、乾式変圧器１０の運転中において高電圧コイル１３２０が発生する高すぎる熱による巻線体１３１０の変形を回避できる。

図７、図９及び図１０を組み合わせて参照すると、Ａ相変圧器１００の例を挙げて説明する。本発明による一実施例において、導線は、周方向において巻線体１３１０の外周面に巻回されて高電圧コイル１３２０を形成する。具体的に、導線は、高電圧コイル１３２０の支持筒１３１１の軸方向に間隔をおいて分布するように巻線部１３１２の巻線溝１３１４内に巻回され、導線の巻回を完了した後に、前端及び後端に第１の外部接続端子Ｄ及び第２の外部接続端子Ｘである２つの外部接続端子がそれぞれ形成され、第１の外部接続端子Ｄは、ケーブルに接続され、第２の外部接続端子Ｘは、他の外部接続線に接続され、例えば、三相変圧器では、各相の変圧器間の相互接続に用いられる。導線は、巻線体１３１０の軸方向の中央部から、タップ２、タップ３、タップ４、タップ５、タップ６、及びタップ７である６つのタップがそれぞれ引き出され、６つのタップはタップスイッチを形成する。説明の便宜上、タップ２、タップ４、及びタップ６を第１のタップスイッチをとして定義し、タップ３、タップ５、及びタップ７を第２のタップスイッチとして定義する。

本発明による一実施例において、図７、図９及び図１２に示すように、導線は、第１の導線と第２の導線とを含み、第１の導線及び第２の導線は、いずれも連続導線であり、第１の導線の外側及び第２の導線の外側は、いずれも絶縁層で被覆される。選択的に、当該絶縁層は、ポリイミド膜又はガラス繊維膜であってもよいし、ポリエステル塗料などの絶縁材料であってもよいし、又は複数種類の絶縁材料を組み合わせて使用してもよいが、ここでは限定されない。第１の導線は、巻線部１３１２の一端から支持筒１３１１の軸方向に沿って巻線部１３１２の中央部まで巻回され、３つのタップが引き出される。図９を参照すると、説明の便宜上、巻線部１３１２の上端を第１の端として定義し、巻線部１３１２の下端を第２の端として定義すると、第１の導線は、巻線部１３１２の第１の端から巻線部１３１２の第２の端に向かって巻回され始め、第１の導線は、全ての巻線板１３１３のうちの１番目の巻線溝１３１４に所定の巻数だけ巻き取られて、１番目のセグメントのコイル１３２１を形成し、１番目のセグメントのコイル１３２１は、円盤状コイルである。各巻線溝１３１４内には、円盤状コイルが１つのみ設けられ、即ち、各セグメントのコイルは、いずれも１つの円盤状コイルのみを有する。第１の導線の巻線部１３１２の第１の端に位置する内側導線端は、高電圧絶縁層１３３０の外側に露出する第１の外部接続端子Ｄを形成し、つまり、１番目のセグメントのコイル１３２１の内側導線端（即ち、第１の導線の前端）から第１の外部接続端子Ｄが引き出され、１番目のセグメントのコイル１３２１の外側導線端は、全ての巻線板１３１３のうちの２番目の巻線溝１３１４内に延びて、巻回され続けて２番目のセグメントのコイル１３２２を形成する。上記のように、第１の導線が巻線体１３１０の中央部に巻回されるとともに、その中の３つのセグメントのコイルの外側導線端から３つのタップ、即ち図１２に示されるタップ６、タップ４、及びタップ２がそれぞれ引き出されるまで、第１の導線の巻回が完了する。

第２の導線は、巻線部１３１２の中央部から支持筒１３１１の軸方向に沿って巻線部１３１２の第２の端まで巻回され、別の３つのタップが引き出される。具体的に、第２の導線は、タップ２に隣接する次の巻線溝１３１４内に巻回され始めて、３番目のセグメントのコイル１３２３を形成する。第２の導線は、第１の導線と同様な巻回方法によって巻線部１３１２の第２の端に向かって巻回され続けて、３番目のセグメントのコイル１３２３から始まる３つのセグメントのコイルから別の３つのタップ、即ちタップ３、タップ５、及びタップ７がそれぞれ引き出され、第２の導線は、巻線部１３１２の第２の端の各巻線板１３１３の最後の巻線溝１３１４内に巻回されて最終端のセグメントのコイル１３２４を形成する。第２の導線の巻線部１３１２の第２の端に位置する外側導線端は、高電圧絶縁層１３３０の外側に露出する第２の外部接続端子Ｘを形成し、つまり、最終端のセグメントのコイル１３２４の外側導線端（即ち、第２の導線の後端）から第２の外部接続端子Ｘを引き出す。これにより第２の導線の巻回が完了する。

導線を巻回する際に、導線を巻回して形成された各セグメントのコイルがいずれも支持筒１３１１の軸方向に垂直であるように、全ての巻線板１３１３の巻線溝１３１４内に巻回するため、巻回が容易で導線の配置が整然としており、巻線板１３１３及び支持筒１３１１にかかる力が均一で、機械的強度が良好である。

このように、円盤状の高電圧コイル１３２０が形成される。当該コイル構造は、より良い機械的強度を有し、短絡電流による電気動力に対する受容能力が強く、層状のコイルに比較すると、円盤状コイルの数がより多いため、放熱能力もより良い。また、支持筒１３１１の軸方向において、図１０及び図１２に示すように、タップ６、タップ４、及びタップ２は、順に分布して第１のタップスイッチを形成し、タップ３、タップ５、及びタップ７は、順に分布して第２のタップスイッチを形成し、第１のタップスイッチと第２のタップスイッチとは、平行に配置され、６つのタップによって高電圧コイル１３２０のタップ装置が形成されることにより、乾式変圧器１０は異なる運転状況に応じて電圧を調整することができる。

導線が巻線体１３１０に巻回されて高電圧コイル１３２０を形成することにより、高電圧コイル１３２０は環状となり、高電圧コイル１３２０の環の幅を高電圧コイル１３２０の幅として定義すると、高電圧コイル１３２０のその径方向の断面における幅は全て一致し、即ち高電圧コイル１３２０の外側面と支持筒１３１１の外周面とは等間隔であり、高電圧コイル１３２０全体にかかる力のバランスが取っている。実際の動作を考慮して、各コイルのその径方向の断面における幅は、ほぼ同じであれば、完全に同じでなくてもよい。

本実施例において、第２の導線は、タップ２に隣接する次の巻線溝１３１４内から、巻線部１３１２の第２の端の最後の巻線溝１３１４内まで巻回される。他の実施例において、第２の導線は、巻線部の第２の端の最後の巻線溝内から、タップ２に隣接する次の巻線溝内まで上向きに巻回されてもよい。ここで、まず第２の外部接続端子Ｘを形成してから、タップ７、タップ５、及びタップ３を順に形成する。当然ながら、高電圧コイル１３２０の巻回方法は、上記の方法に限定されず、最終的に高電圧巻線１３０を形成できれば、他の方法によって円盤状コイル又は層状のコイルを形成してもよい。

本実施例において、タップスイッチは６つのタップを含む。この場合、乾式変圧器１０は、５つのレベルの調整可能な電圧を有する。他の実施例において、タップスイッチは４つのタップを含み、即ち第１のタップスイッチ及び第２のタップスイッチはそれぞれ２つのタップを含んでもよい。この場合、乾式変圧器は３つのレベルの調整可能な電圧を有する。乾式変圧器の実際の使用要求に合致すれば、ここでは限定されない。

図９～図１１に示すように、高電圧絶縁層１３３０は、高電圧コイル１３２０及び巻線体１３１０を被覆して高電圧巻線１３０を形成する。高電圧絶縁層１３３０は、高温加硫シリコーンゴム又は射出用液状シリコーンゴムなどの射出成形シリコーンゴムである。射出成形シリコーンゴムは、射出工程によって成形され、成形速度が速く、生産効率が高く、クラックやエアギャップがなく、製品の部分放電が小さいとともに、シリコーンゴム弾性体であるため、組み立てられた後、高電圧巻線１３０と各々の部品との接続部位はいずれも弾性振動減衰を実現することができ、乾式変圧器１０の運転中の騒音を大幅に低減する。高電圧絶縁層１３３０に高温加硫シリコーンゴムを採用する例を挙げると、まず導線を巻線体１３１０に巻回して高電圧コイル１３２０を形成し、巻線体１３１０と高電圧コイル１３２０を射出対象物として射出機の金型内に配置し、シリコーンゴム原料を添加することにより、射出対象物の外周全体に高温加硫シリコーンゴムを射出して、高電圧巻線１３０を得る。高電圧絶縁層１３３０に高温加硫シリコーンゴムを採用することで、高電圧巻線１３０の絶縁性能及び機械的性能を全体的に向上させる。

本発明の実施例による高温加硫シリコーンゴムは、具体的には、生ゴム、補強剤、難燃剤、耐熱剤及び他の補助材料を含む高温加硫シリコーンゴム材料系を採用する。

一体真空射出によって高温加硫シリコーンゴムで高電圧コイル１３２０と巻線体１３１０を被覆した後、高温加硫シリコーンゴムは高電圧コイル１３２０と巻線体１３１０との間の隙間に充填されるとともに巻線体１３１０の両端を被覆し、且つ、高温加硫シリコーンゴムは支持筒１３１１の内壁を被覆せず、高電圧巻線１３０全体を中空柱状にする。選択的に、高電圧巻線１３０は、中空の円柱体であってもよいし、中空の楕円柱体又は他の中空の柱状体であってもよい。

高温加硫シリコーンゴムを一体射出する前に、工具接続部材１０１を設けることによって、６つのタップを接続し、６つのタップが射出中においてシリコーンゴムで被覆されて配線に使用できないことを回避する。図１１に示すように、工具接続部材１０１は、アルミニウム合金板状部材であり、工具接続部材１０１の板面には、保護キャビティが設けられ、タップは、当該保護キャビティ内に固定的に接続される。本発明において、当該保護キャビティは、６つの同一の段付き穴１０１１であり、段付き穴１０１１の内壁には、ねじ山が更に設けられる。６つのタップは、６つの段付き穴１０１１に溶接によりそれぞれ接続されてもよいし、他の方法により固定的に接続されてもよいが、ここでは限定されない。また、工具接続部材１０１における６つの段付き穴１０１１は、２列に平行に設けられ、各列に３つの段付き穴１０１１が設けられて第１のタップスイッチと第２のタップスイッチも平行に配置される。同時に、一体射出する前に、６つのタップを６つの段付き穴１０１１にそれぞれ接続した後に、６つの段付き穴１０１１内にいずれもボルトを接続する。このようにすると、ボルトで段付き穴１０１１の残りの空間に直接充填することができ、シリコーンゴムで６つの段付き穴１０１１に充填することを防止し、それにより６つのタップがシリコーンゴムで被覆されて配線に使用できないことを回避する。

工具接続部材１０１の２つの対向する側面には、２つの対称な接続溝１０１２が更に設けられ、射出金型には、対応して２つの接続ブロックが設けられる。工具接続部材１０１は射出金型に配置される際に、工具接続部材の２つの接続溝１０１２を介して射出金型における２つの接続ブロックにそれぞれ係合して接続され、工具接続部材１０１は射出金型に固定され、シリコーンゴムの射出中においてより大きな射出圧力による工具接続部材１０１の位置ずれを防止する。

他の実施例において、工具接続部材の２つの対向する側面には、２つの対称な接続ブロックが設けられ、射出金型には、対応して２つの接続溝が設けられてもよい。工具接続部材は射出金型に配置される際に、工具接続部材の２つの接続ブロックを介して射出金型における２つの接続溝にそれぞれ係合して接続され、工具接続部材は射出金型に固定され、シリコーンゴムの射出中においてより大きな射出圧力による工具接続部材の位置ずれを防止する。一体射出によって高電圧絶縁層１３３０が形成された後、工具接続部材１０１の側面は少量のシリコーンゴムで被覆され、工具接続部材１０１に被覆されたシリコーンゴムは比較的少量であるため、工具によって工具接続部材１０１を直接取り外して、第１のタップスイッチ及び第２のタップスイッチを露出させ、最終的に図１０に示される高電圧巻線１３０を形成することができる。

本実施例において、工具接続部材１０１は、１つ設けられる。他の実施例において、工具接続部材は、２つ設けられてもよい。この場合、工具接続部材のサイズはより小さく設けられ、各工具接続部材には３つの段付き穴が設けられ、６つのタップは当該６つの段付き穴にそれぞれ接続されればよいが、ここでは限定されない。

本実施例において、図１３に示すように、図１３は高電圧絶縁層１３３０で被覆された高電圧巻線１３０の軸方向に沿った部分断面図を示す。導線は、前述した実施例における巻回方法によって、櫛歯状の巻線板１３１３に巻回されて、円盤状の高電圧コイル１３２０を形成する。高電圧巻線１３０の軸方向に沿って、円盤状の高電圧コイル１３２０と巻線板１３１３の櫛歯とは間隔をおいて配置され、即ち、隣接する２つの櫛歯同士の間に１つ円盤状コイルが設けられる。

別の一実施例において、図１４に示すように、図１４は高電圧絶縁層２３３０で被覆された高電圧巻線２３０の軸方向に沿った部分断面図である。導線は、二重巻線連続巻回法によって櫛歯状の巻線板２３１３に巻回されて高電圧コイル２３２０を形成する。２本の同じ連続導線が隣接して配置された後に、同時に全ての巻線板２３１３の上端に対応する１回りの巻線溝２３１４内から巻回されて１番目のセグメントのコイル２３２１を形成し、１番目のセグメントのコイル２３２１は、支持筒２３１１の軸方向に沿って近接して配列された２つの円盤状コイルを含み、具体的な巻回方法は、前述した実施例における高電圧コイル１３２０と一致する。順に同様に下向きに巻回されて、２番目のセグメントのコイル２３２２などの他のコイルを形成し続け、高電圧巻線２３０の軸方向に沿って間隔をおいて設けられる高電圧コイル２３２０が形成されるまで、下向きに巻回される。各セグメントのコイルは、いずれも近接して配列された２つの円盤状コイルを含み、各セグメントのコイルの巻線板２３１３の軸方向に沿った長さは、２本の並列導線の支持筒２３１１の軸方向に沿った幅の和と等しく、即ち、巻線板２３１３における隣接する２つの櫛歯同士の間には、２つの円盤状コイルが設けられる。本発明において、２本の同じ導線とは、当該２本の導線のサイズ及び材質がいずれも一致することをいう。単一の導線の連続巻線構造（即ち、前述した高電圧コイル１３２０の構造）と比較すると、同じサイズ規格の高電圧巻線の場合、巻線溝２３１４の数を減らすことができ、各セグメントのコイルの間隔部分同士の間の導線の遷移部分を減らし、それにより導線の使用量を減らし、降低コストを下げるという目的を達成する。他の実施例において、巻線板における隣接する２つの櫛歯同士の間には、３つの円盤状コイル又はそれ以上の円盤状コイルが設けられてもよい。

別の一実施例において、図１５に示すように、図１５は高電圧絶縁層３３３０で被覆された高電圧巻線３３０の軸方向に沿った部分断面図を示す。巻線板３３１３における巻線溝３３１４の支持筒３３１１の軸方向に沿った幅は、上記の巻線板２３１３における巻線溝２３１４の支持筒２３１１の軸方向に沿った幅よりも大きい。導線は、まず、層巻き法によって１番目のセグメントのコイル３３２１を形成する。具体的には、１本の連続導線を用いて、全ての巻線板３３１３の上端に対応する１回りの１番目の巻線溝３３１４内において、支持筒３３１１の軸方向に沿って１番目の巻線溝３３１４内の上端で下向きに連続巻回を行い、導線が１番目の巻線溝３３１４の下端に巻回されるまで１番目の層のコイルを形成し、１番目の層のコイルの導線は、支持筒３３１１の外周面で密に配置された螺旋状を有する。１番目の層のコイルの巻回を完了した後、導線は、逆向きに支持筒３３１１の軸方向に沿って１番目の巻線溝３３１４の下端から上向きに巻回されて２番目の層のコイルを形成する。導線は、１番目のセグメントのコイル３３２１が高電圧コイル３３２０の支持筒３３１１の径方向における所定の幅に達するまで、順に同様に往復して巻回され、最終的に、１番目のセグメントのコイル３３２１は支持筒３３１１の外周面で密に配置された螺旋状を有する。そして、導線は、巻線板３３１３の櫛歯を通って２番目の巻線溝３３１４内に遷移し、層巻き法に従って巻回されて２番目のセグメントのコイル３３２２を形成する。全ての巻線溝３３１４内の導線の巻回を終了するまで、順に同様に巻回され、それにより最終的に高電圧コイル３３２０を形成する。

巻線溝３３１４の支持筒３３１１の軸方向に沿った幅がより大きく、各セグメントのコイルは巻線板３３１３の軸方向に沿って螺旋状に配列されるとともに、各セグメントのコイルの巻線板３３１３の軸方向に沿った長さは２本の並列導線の幅の和よりも大きいため、複数セグメントの円筒状の高電圧コイル３３２０が形成される。二重巻線連続巻回法によって巻回された円盤状の構造（即ち、前述した実施例における高電圧コイル２３２０の構造）と比較すると、同じ規格の高電圧巻線の場合、高電圧コイル３３２０がよりコンパクトで、巻線溝３３１４の数がより少なく、それにより導線の使用量もより少なくなり、コストを更に下げるという目的を達成する。

本実施例において、巻線板３３１３を設けることによって、１番目のセグメントのコイル３３２１と２番目のセグメントのコイル３３２２との間に櫛歯を介在させる。他の実施例において、巻線板を設けずに、１番目のセグメントのコイルと２番目のセグメントのコイルとの間に隙間を設けてもよく、最終的に高電圧絶縁層を充填することによって高電圧コイルを固定し、同様に高電圧コイルセグメント同士の間の絶縁の目的を達することができる。

別の一実施例において、図１６に示すように、図１６は高電圧絶縁層４３３０で被覆された高電圧巻線４３０の軸方向に沿った部分断面図を示す。高電圧コイル４３２０の形成方法は、前述した実施例における高電圧コイル３３２０の形成方法と一致するため、繰り返し説明されない。ところが、高電圧コイル４３２０の各セグメントのコイルの支持筒４３１１の軸方向に沿った長さは、高電圧コイル３３２０の各セグメントのコイルの支持筒３３１１の軸方向に沿った長さよりも大きいため、同じ電圧レベルの乾式変圧器１０の場合、セグメント化された円筒状の高電圧コイル４３２０のセグメント数がより少ない。高電圧コイル４３２０の各セグメントのコイルの支持筒４３１１の軸方向に沿った長さがより大きいので、各セグメントのコイル同士の間の電圧差がより大きくなり、それにより各セグメントのコイルの層同士の間に絶縁層を追加して電圧差を低減する必要がある。この場合、各セグメントのコイルには、高電圧巻線４３０の軸方向において層間絶縁層４３０１が設けられることにより、層間電界強度が絶縁導線に絶縁フィルムで被覆される耐容限界値より高くなることを防止する。また、各セグメントのコイルの層状構造は、良好な耐雷性を有し、経済的利点もより顕著である。具体的には、層巻き法によって導線を一定の厚さになるように巻回した時に、対応する位置に層間絶縁層４３０１を配置した後、再度導線を巻回し続けて、層間絶縁層４３０１を各セグメントのコイル中に設けることができる。

層間絶縁層４３０１は、メッシュ布であってもよいし、周方向に間隔をおいて配置された絶縁支持ストリップであってもよいし、又は他の硬質絶縁材料であってもよい。また、当該絶縁支持ストリップは、エッジが波形である絶縁長尺ストリップであり、高温加硫シリコーンゴムを射出して高電圧絶縁層を形成する際に、非常に高い射出圧力による絶縁支持ストリップの損傷を防止することができる。また、絶縁支持ストリップは硬質絶縁材料から製造されるため、シリコーンゴムの高温射出時の衝撃力に抵抗することができる。同時に、層間絶縁層４３０１は、１層設けられてもよいし、２層又は３層設けられてもよく、異なる設計状況に応じて決定されるが、ここでは限定されない。本発明による一実施例において、図１７～図１８に示すように、巻線体５３１０は、前述した実施例における巻線体１３１０の構造と類似しており、支持筒５３１１と巻線部５３１２とが係合して接続される点で異なる。具体的には、巻線体５３１０は、補助部材５３１６を更に含み、補助部材５３１６は、支持筒５３１１の外周面の中央部に位置するとともに、支持筒５３１１の径方向に沿って外側に延びており、補助部材５３１６が支持筒５３１１を取り囲んで環状のディスク面を有するようにする。巻線板５３１３又は補助部材５３１６には、係止溝が設けられ、巻線板５３１３は、係止溝によって補助部材５３１６に係合して接続される。本実施例において、各巻線板５３１３には、いずれも第１の係止溝５３１３１が設けられ、第１の係止溝５３１３１は、補助部材５３１６が各第１の係止溝５３１３１内に係合されるように、補助部材５３１６の位置に対応して設けられる。

巻線板５３１３のより長い側縁は、支持筒５３１１の軸方向に沿って設けられ、複数の巻線溝５３１４は、支持筒５３１１の径方向に沿って設けられるとともに、支持筒５３１１の軸方向に沿って間隔をおいて分布して、巻線板５３１３に複数の櫛歯を形成させる。第１の係止溝５３１３１は、巻線板５３１３上に位置するとともに、巻線溝５３１４とは逆になるように設けられ、即ち、第１の係止溝５３１３１は、支持筒５３１１の径方向に沿って設けられ、第１の係止溝５３１３１は、巻線板５３１３の支持筒５３１１に近い側面に位置し、支持筒５３１１の外周面から突出する補助部材５３１６を第１の係止溝５３１３１内に係合させることができる。補助部材５３１６は、巻線板５３１３の安定した配置を維持することができ、導線の巻回中及び高電圧絶縁層の射出中の巻線板５３１３の移動やずれを回避できる。

第１の係止溝５３１３１は、巻線板５３１３の中間位置に位置し、支持筒５３１１の径方向において、第１の係止溝５３１３１は、巻線板５３１３の支持筒５３１１に近い側縁から巻線板５３１３の中間位置の１つの櫛歯まで延びているか、又は支持筒５３１１の径方向において、第１の係止溝５３１３１と巻線板５３１３の中間位置の１つの櫛歯とは、面一に設けられるが、櫛歯まで延びていない。一方では、第１の係止溝５３１３１と巻線溝５３１４とを面一に設けることにより巻線板５３１３の機械的強度に影響を与えること、更には巻線板５３１３が力を受けて破断することを回避する。もう一方では、巻線板５３１３の中間位置の櫛歯の歯の高さがより大きいため、巻線板５３１３の機械的強度に対する第１の係止溝５３１３１の影響を更に低減することができる。同時に、第１の係止溝５３１３１の支持筒５３１１の径方向における溝の深さは、補助部材５３１６の支持筒５３１１から突出する幅と一致していることにより、補助部材５３１６と巻線板５３１３とが組み立てられた後に、補助部材５３１６の外側面が第１の係止溝５３１３１の内側面に密着し、機械的強度が良くなり、締結が信頼的である。第１の係止溝５３１３１の溝の深さが補助部材５３１６の支持筒５３１１から突出する幅よりも小さいと、巻線板５３１３と支持筒５３１１との間に隙間が残り、導線の巻回中及び高電圧絶縁層の射出中に巻線板５３１３が補助部材５３１６を中心に折り曲げられるリスクがあり、第１の係止溝５３１３１の溝の深さが補助部材５３１６の支持筒５３１１から突出する幅よりも大きいと、第１の係止溝５３１３１と補助部材５３１６との間に隙間が残り、補助部材５３１６は締結の役割を果たすことができない。

補助部材５３１６は、エポキシ樹脂を含浸したガラス繊維から製造される。まず、プレス成形によって一定の厚さを有する円環部材を形成し、続いて接着剤によって補助部材５３１６を支持筒５３１１の外周面に固定的に接続することにより、材料の使用量を最大限に節約してコストを節約する。当然ながら、補助部材は、支持筒と一体成形されてもよい。即ち、まず、厚さのより大きい中空管を製造し、続いて旋削することによって巻線板５３１３と補助部材５３１６とを同時に形成する。

本実施例において、１つの補助部材５３１６及び１組の第１の係止溝５３１３１が設けられている。他の実施例において、２つ又は３つなどの複数の補助部材が設けられてもよい。これに応じて、支持筒の軸方向に沿って間隔をおいて対応して２組又は３組などの複数組の第１の係止溝が設けられてもよい。このような実施例において、各組の補助部材と第１の係止溝は、支持筒の軸方向に沿って間隔をおいて分布して、巻線板の耐強度を効果的に均等化し、巻線板の構造をより安定させる。例えば、一実施例において、支持筒の外周面の中央部及び両端の位置には１つの補助部材がそれぞれ設けられ、各巻線板にはいずれも対応して３つの第１の係止溝が設けられる。

本発明による一実施例において、図１９～図２０に示すように、前述した実施例における支持筒５３１１との異なる点は、支持筒６３１１の外周面の補助部材６３１６には複数の第２の係止溝６３１６１が設けられ、複数の第２の係止溝６３１６１が補助部材６３１６の周方向に等間隔に配置されることであり、即ち各第２の係止溝６３１６１がそれぞれ１つの巻線板に対応することである。このような実施例において、巻線板に係止溝を設ける必要はなく、巻線板は第２の係止溝６３１６１内に直接係合される。一方では、巻線板の安定した配置を維持し、導線の巻回中及び高電圧絶縁層の射出中の巻線板の移動やずれを回避することができ、もう一方では、巻線板に係止溝を設けることによって巻線板の機械的強度に影響を与えることを回避できる。補助部材６３１６は、前述した実施例における補助部材５３１６と材質及び成形方法が一致するため、ここでは繰り返し説明されない。

他の実施例において、図２１～図２２に示すように、巻線体には支持筒が設けられていなくてもよい。即ち、当該巻線体では剛性絶縁ライナー筒の構造を省略することにより、高電圧巻線の熱伝導効果がより良くなり、高電圧絶縁層と剛性絶縁ライナー筒との間の界面が存在せず、それにより剛性絶縁ライナー筒の表面放電を抑制し、材料を節約してコストを低減する。

具体的には、巻線体は、巻線部７３１０と複数の補助部材７３１２とを含み、巻線部７３１０は、複数の櫛歯状の巻線板７３１１を含む。複数の補助部材７３１２は、環状であり、補助部材７３１２の軸方向に沿って間隔をおいて配置される。巻線板７３１１は、補助部材７３１２の軸方向に沿って複数の補助部材７３１２の外周に固定され、各巻線板７３１１は、全ての補助部材７３１２に同時に接続される。複数の巻線板７３１１は、補助部材７３１２の周方向に沿って等間隔に配置される。補助部材７３１２の軸方向は、巻線部７３１０の軸方向、即ち高電圧巻線の軸方向である。補助部材７３１２の形状は、高電圧巻線の形状全体に応じて円環状、楕円環状などに設計することができる。複数の巻線板７３１１は、補助部材７３１２の周方向に沿って設けられ、導線は、巻線部７３１０に巻回されて高電圧コイルを形成し、高電圧コイルは、複数セグメントのコイルを含み、複数セグメントのコイルは、高電圧巻線の軸方向に沿って間隔をおいて配置され、高電圧絶縁層は、高電圧コイル、複数の補助部材７３１２、及び巻線板７３１１を被覆している。補助部材７３１２は、巻線板７３１１の安定した配置を維持することができ、導線の巻回中及び高電圧絶縁層の射出中の巻線板７３１１の移動やずれを回避できる。

一実施例において、補助部材７３１２の外面には、複数の第３の係止溝７３１２１が設けられ、複数の第３の係止溝７３１２１は、補助部材７３１２の周方向に沿って等間隔に設けられる。複数の補助部材７３１２の第３の係止溝７３１２１は、補助部材７３１２の軸方向において互いに面一になって、複数の第３の係止溝列を形成し、第３の係止溝列の数は巻線板７３１１の数に対応する。各巻線板７３１１は、巻線板７３１１が周方向において複数の補助部材７３１２の外周に等間隔に配置されるように、対応する１つの第３の係止溝列に係合される。更に、全ての巻線板７３１１の両端は面一になるとともに、全ての補助部材７３１２における第３の係止溝７３１２１は補助部材７３１２の軸方向において互いに面一になることにより、各巻線板７３１１が補助部材７３１２の軸方向に沿って設けられ、更に導線は巻線板７３１１の櫛歯内に巻回されて高電圧コイルを形成し、即ち、高電圧コイルの複数セグメントのコイルが巻線部７３１０の軸方向に間隔をおいて分布して、かかる力が均一で、機械的強度が良くなる。

第３の係止溝７３１２１の補助部材７３１２の周方向に沿った幅を第３の係止溝７３１２１の溝の幅として定義すると、第３の係止溝７３１２１の溝の幅は、巻線板７３１１の厚さと一致し、それにより巻線板７３１１と補助部材７３１２との組み立てが確実になり、第３の係止溝７３１２１の溝の幅が巻線板７３１１の厚さよりも小さい場合に、巻線板７３１１が補助部材７３１２に面一に固定されにくくなることを回避することができ、又は、第３の係止溝７３１２１の溝の幅が巻線板７３１１の厚さよりも大きい場合に、巻線板７３１１が補助部材７３１２の外側から離脱されることを回避することができる。巻線板７３１１は、接着剤によって第３の係止溝７３１２１内に固定的に接続され、接着剤は、２成分の耐高温性のエポキシ接着剤であり、当然ながら、他の接着剤であってもよい。しかし、当該接着剤は、巻線板７３１１と補助部材７３１２との接着を確実にするとともに、高電圧絶縁層が高温射出の方法によって巻線板７３１１及び補助部材７３１２に被覆されることに適応するために耐高温性であることを保証する必要がある。

他の実施例において、巻線板の補助部材に近い側面に係止溝が設けられ、補助部材は巻線板の係止溝内に係合されて巻線板は補助部材に固定的に接続されてもよい。当然ながら、好ましくは、前述した実施例において、補助部材７３１２に第３の係止溝７３１２１が設けられることによって、巻線板に係止溝が設けられることによって巻線板の機械的強度が低下することを回避する。

引き続き図２１を参照すると、巻線板７３１１は、櫛歯板７３１１であり、櫛歯板７３１１は、前述した実施例における巻線板１３１３の構造と類似しているが、櫛歯板７３１１の両端には、いずれも流通溝７３１１１が設けられる点で異なる。それにより、高電圧絶縁層の射出成形中において、射出されるシリコーンゴム原料が巻線部７３１０の端部から巻線部７３１０の内側に流入することができ、更に高電圧絶縁層が巻線部７３１０と高電圧コイルとの間の隙間及び巻線部７３１０の両端に十分に充填される。

巻線板７３１１及び補助部材７３１２は、いずれもエポキシ樹脂を含浸したガラス繊維から製造され、多層ガラス繊維布にエポキシ樹脂を含浸した後、一定の厚さになるように積層し、プレスして硬化してガラス鋼件を形成する。本実施例において、巻線板７３１１及び補助部材７３１２は、別体に成形された後に接着により固定される。他の実施例において、巻線板と補助部材とは、一体成形されてもよい。

別の一実施例において、図２３～図２４を参照すると、高電圧巻線８３０は、巻線部８３１２と、高電圧コイル８３２０と、高電圧絶縁層８３３０と、を含む。巻線部８３１２は、高電圧巻線８３０の内側で周方向に設けられ、導線は、巻線部８３１２の外側に巻回されて高電圧コイル８３２０を形成する。高電圧絶縁層８３３０は、高電圧コイル８３２０及び巻線部８３１２を被覆している。前述した実施例における高電圧巻線１３０と比較すると、高電圧巻線８３０では、巻線体として巻線部８３１２のみが設けられ、剛性絶縁ライナー筒、即ち支持筒は設けられていない。剛性絶縁ライナー筒の構造を省略することにより、一方では、高電圧巻線８３０の熱伝導効果がより良くなり、高電圧絶縁層８３３０と剛性絶縁ライナー筒との間の界面が存在せず、それにより剛性絶縁ライナー筒の表面放電を抑制し、もう一方では、更に材料を節約してコストを低減する。

巻線部８３１２は、複数の櫛歯状の巻線板８３１３を含み、複数の巻線板８３１３は、間隔をおいて設けられるとともに、高電圧巻線８３０の内側の周方向に等間隔に配置され、各巻線板８３１３は、高電圧巻線８３０の軸方向に沿って設けられる。高電圧コイル８３２０は、複数セグメントのコイルを含み、巻線板８３１３における隣接する２つの櫛歯同士の間には、少なくとも１セグメントのコイルが設けられる。巻線板８３１３の数は、少なくとも２つである。選択的に、巻線板８３１３の数は、２つ、３つ、４つ又はそれ以上であってもよいが、ここでは限定されない。

巻線板８３１３には、複数の巻線溝８３１４が更に設けられ、それにより巻線板８３１３は櫛歯状を有し、即ち、巻線板８３１３には、複数の櫛歯が形成される。巻線板８３１３の具体的な構造、材質、成形方法などは、前述した巻線板１３１３と一致するため、ここでは繰り返し説明されない。

別の一実施例において、図２５～図２８に示すように、高電圧巻線９３０は、前述した高電圧巻線８３０と基本的に同じであるが、巻線体９３１０は巻線部９３１２と補助部材９３１６とを含み、巻線部９３１２は補助部材９３１６に固定的に接続される点で異なる。本実施例において、巻線部９３１２は複数の巻線板９３１３である。補助部材９３１６は、環状であり、高電圧巻線９３０とは同軸であり、複数の巻線板９３１３に外嵌されて固定される。補助部材９３１６の配置により、巻線板９３１３の安定した配置を維持することができ、導線の巻回中及び高電圧絶縁層の射出中の巻線板９３１３の移動やずれを回避できる。

具体的には、補助部材９３１６は、少なくとも１つの端部補助部材９３１６１を含み、端部補助部材９３１６１は、巻線板９３１３の端部の外側に設けられる。これにより、巻線板９３１３の安定した配置を維持しつつ、導線の巻回に影響を与えない。図２６を参照すると、巻線板９３１３の端部の外側には、凹溝９３１７が設けられ、端部補助部材９３１６１は、凹溝９３１７内に嵌合され、それにより端部補助部材９３１６１と巻線板９３１３との効果的な接続を保証できる。凹溝９３１７は、巻線板９３１３の櫛歯側、即ち巻線板９３１３の高電圧巻線９３０の軸心から離れた側に位置することにより、端部補助部材９３１６１の巻線板９３１３に対する固定の役割がより良くなり、導線の巻回中及び高電圧絶縁層９３３０の射出中の巻線板９３１３の移動やずれを回避できる。凹溝９３１７の溝の深さは、端部補助部材９３１６１の厚さ以上であることによって、射出時にシリコーンゴム原料が巻線板９３１３の端部及び端部補助部材９３１６１を被覆することを容易にするとともに、外部からの力の影響によって巻線板９３１３と端部補助部材９３１６１との接続が失効されにくくなる。端部補助部材９３１６は、接着剤によって凹溝９３１７内に固定的に接続され、接着剤は、２成分の耐高温性のエポキシ接着剤であり、当然ながら、他の接着剤であってもよい。しかし、当該接着剤は、端部補助部材９３１６と巻線板９３１３との接着を確実にするとともに、高電圧絶縁層９３３０が高温射出の方法によって巻線板９３１３及び端部補助部材９３１６１の外周に被覆されることに適応するために耐高温性であることを保証する必要がある。他の実施例において、端部補助部材は、凹溝のサイズと完全に一致してもよい。それにより、端部補助部材は接着剤なしで凹溝内に嵌合されて固定される。

本実施例において、巻線板９３１３の２つの端部の外側には、いずれも端部補助部材９３１６１が設けられる。それにより、巻線板９３１３の両端がいずれも補助部材９３１６によって固定され、巻線板９３１３の安定した配置を効果的に維持することができる。他の実施例において、巻線板における１つの端部のみの外側に、端部補助部材が設けられてもよい。

図２５及び図２７を組み合わせて参照すると、補助部材９３１６は、中間補助部材９３１６２を更に含み、巻線板９３１３を中空キャビティに取り囲む時、中空キャビティの内壁を形成するための一側面を巻線板９３１３の内壁として定義すると、中間補助部材９３１６２は巻線板９３１３の内壁に設けられ、巻線板９３１３の櫛歯側の導線の巻回に影響を与えない。図２７を参照すると、巻線板９３１３の内壁には、第４の係止溝９３１３１が設けられ、中間補助部材９３１６２は、第４の係止溝９３１３１内に嵌合され、それにより中間補助部材９３１６２と巻線板９３１３との効果的な接続を保証できる。第４の係止溝９３１３１の溝の深さは、中間補助部材９３１６２の環の幅と一致し、それにより、中間補助部材９３１６２と巻線板９３１３とを組み立てた後に、中間補助部材９３１６２の内壁と巻線板９３１３の内壁とが面一になり、第４の係止溝９３１３１の溝の深さが中間補助部材９３１６２の環の幅よりも小さい場合に、導線の巻回中及び高電圧絶縁層９３３０の射出中に巻線板９３１３が中間補助部材９３１６２を中心に折り曲げられることを回避でき、又は、第４の係止溝９３１３１の溝の深さが中間補助部材９３１６２の環の幅よりも大きい場合に、中間補助部材９３１６２が締結の役割を果たすことができないことを回避できる。

本実施例において、補助部材９３１６は、２つの端部補助部材９３１６１と１つの中間補助部材９３１６２とを含む。それにより、巻線板９３１３は、導線の巻回中及び高電圧絶縁層９３３０の射出中に位置の安定を維持し、移動やずれが発生せず、２つのセグメントのコイルが接近し過ぎて、絶縁距離が不足し、放電が発生することを回避できる。他の実施例において、端部補助部材のみを設けてもよいし、中間補助部材のみを設けてもよいし、又は、高電圧巻線の軸方向を沿って間隔をおいて複数の補助部材を設けてもよく、巻線板を補強する役割を果たすことができればよい。

補助部材９３１６も、エポキシ樹脂を含浸したガラス繊維から製造され、多層ガラス繊維布にエポキシ樹脂を含浸した後、一定の厚さになるように積層し、プレスして硬化して環状のガラス鋼板状部材を形成する。補助部材９３１６は、円環状であってもよいし、楕円環状であってもよいし、又は他の環状であってもよい。端部補助部材９３１６１の厚さは、巻線板９３１３の両端の歯の高さよりも小さくされる必要があり、中間補助部材９３１６２は、その厚さに要求がない場合には、その環の幅は、巻線板９３１３の非櫛歯部位の幅、即ち巻線板９３１３の全幅からその巻線溝９３１４の幅を引いた幅よりも小さくされる必要があり、或は、中間補助部材９３１６２は、その環の幅に要求がない場合には、その厚さは、巻線板９３１３の中央部の櫛歯の歯の高さよりも小さくされる必要がある。このように、補助部材９３１６が巻線溝９３１４を占有して導線の巻線板９３１３への巻回に影響を及ぼすことを回避する。

選択的に、補助部材９３１６と巻線板９３１３とは、別体に成形された後に固定的に接着され、又は、補助部材９３１６と巻線板９３１３とは、一体成形される。

導線は、周方向に巻線板９３１３の外周面に巻回されて高電圧コイル９３２０（図３１を参照）を形成する。次に、高温加硫シリコーンゴムを全体的に真空射出によって巻線部９３１２、高電圧コイル９３２０、及び補助部材９３１６に被覆して高電圧巻線９３０を形成する。

本発明の実施例による乾式変圧器の有益な効果は少なくとも以下を含む。本発明の乾式変圧器の高電圧巻線は、巻線体と、高電圧コイルと、射出成形シリコーンゴムの高電圧絶縁層と、を備え、従来技術のエポキシ樹脂高電圧絶縁層と比較すると、以下の利点を有する。１）より良い防火性能、抗低温性能、耐老化性能、及び耐短絡試験能力を備え、乾式変圧器の使用寿命を効果的に延長することができる。２）銅コイルはシリコーンゴムから剥がれやすく、材料のリサイクル率は９９％よりも大きく、環境により優しい。３）シリコーンゴム弾性体は、一方では、機械振動による部分放電の誘因を低減ことができ、装置の放電を抑制する効果を有し、且つ、シリコーンゴムの放電作用での生成物が非導電性の二酸化ケイ素であるため、絶縁の継続的な劣化を効果的に抑制することができ、もう一方では、組み立てた後に各々の部品はシリコーンゴム弾性体によって振動減衰接続を実現し、振動及び騒音を大幅に低減することができる。４）変圧器の運転の損失を低減でき、より省エネである。５）シリコーンゴムは、撥水性と撥水移動性を有し、耐電食性、難燃性効果が良好であるとともに、Ｈ種の絶縁材料であり、良好な絶縁特性を有するため、過酷な環境に対する良好な耐性を有し、屋内や屋外に取り付けることができる。それと同時に、本発明のシリコーンゴムは、高温加硫射出によって一体成形され、この工程方法により、高電圧絶縁層がより安定で、機械的性能がより高く、高電圧コイル及び巻線体との接着性能がより良く、高電圧絶縁層の使用寿命を効果的に延長することができる。また、本発明の射出用シリコーンゴムフィラーは、均一で分散されており、フィラーの凝集による乾式変圧器の部分放電が発生することがなく、乾式変圧器の全体性能をより優れたものとしている。

図１及び図７～図１６を組み合わせて参照すると、本発明による実施例は、高電圧巻線１３０を製造する方法を更に提供する。当該方法は、少なくとも以下のステップを含む。

ステップ１０００において、導線を巻線体１３１０の外周面に沿って周方向に巻回して高電圧コイル１３２０を形成し、導線の巻回中においてタップを形成する。

巻線体１３１０の具体的な構造、材質、成形方法などは、前述したとおりであるため、繰り返し説明されない。

巻線体１３１０を巻線装置に外嵌し、高電圧コイル１３２０が支持筒１３１１の軸方向に沿って間隔をおいて配置されるように導線を巻線体１３１０に巻回して、円盤状の高電圧コイル１３２０を形成する。導線の巻回方法及び高電圧コイル１３２０の構造は、前述したとおりであるため、繰り返し説明されない。また、導線の巻回中において、タップ２、タップ３、タップ４、タップ５、タップ６、及びタップ７をそれぞれ引き出して、タップスイッチを形成する。

他の実施例において、導線を、図１４～図１６に示される二重巻線連続式高電圧コイル２３２０、多段円筒型高電圧コイル３３２０、及びセグメント化された円筒型高電圧コイル４３２０に巻回してもよいし、４つのタップのみを引き出してもよくい。具体的には、前述したとおりであるため、繰り返し説明されない。

ステップ１１００において、タップを、工具接続部材１０１の保護キャビティに配置し、工具接続部材１０１に接続して固定する。

図１１に示される工具接続部材１０１によって、６つのタップを、工具接続部材１０１の保護キャビティにそれぞれ接続して固定する。選択的に、当該保護キャビティは、６つの段付き穴１０１１であり、溶接によって接続されてもよいが、他の方法によって固定的に接続されてもよいが、ここでは限定されない。

ステップ１２００において、高電圧コイル１３２０が巻回された巻線体１３１０を射出対象物として射出機の金型内に配置し、高温加硫シリコーンゴムが高電圧コイル１３２０及び巻線体１３１０を被覆するように、射出対象物の外周に高温加硫シリコーンゴムを射出する。

ステップ１２００の前に、工具接続部材１０１の６つの段付き穴１０１１内にボルトを接続する。このようにすると、ボルトで段付き穴１０１１の残りの空間に直接充填することができ、シリコーンゴムで６つの段付き穴１０１１に充填することを防止し、それにより６つのタップがシリコーンゴムで被覆されて配線に使用できないことを回避する。

巻線体１３１０及び工具接続部材１０１が接続されている高電圧コイル１３２０を射出対象物とし、射出対象物の外周にカップリング剤を塗布した後、射出対象物を射出機の金型内に配置し、シリコーンゴム原料を添加し、射出対象物の外周全体に高温加硫シリコーンゴムを射出して、冷却した後に、高電圧巻線１３０を得る。高温加硫シリコーンゴムの高電圧絶縁層１３３０により高電圧巻線１３０の絶縁性能及び機械的性能を全体的に向上させる。

高温加硫シリコーンゴムを一体真空射出によって高電圧コイル１３２０及び巻線体１３１０を被覆した後、高温加硫シリコーンゴムは高電圧コイル１３２０と巻線体１３１０との間の隙間及び巻線体１３１０の両端に充填されるとともに、高温加硫シリコーンゴムは支持筒１３１１の内壁を被覆せず、高電圧巻線１３０全体は中空柱状になる。当該中空柱状は、中空の円柱体であってもよいし、中空の楕円柱体又は他の中空の柱状体であってもよい。他の実施例において、射出用液状シリコーンゴムなどの他の射出成形シリコーンゴムを用いて高電圧コイル１３２０及び巻線体１３１０を被覆してもよい。

ステップ１３００において、工具接続部材１０１を除去して、タップが高温加硫シリコーンゴムの外側に露出する高電圧巻線１３０を得る。

真空射出によって高電圧絶縁層１３３０を形成した後、工具接続部材１０１の側面は少量のシリコーンゴムで被覆される。工具接続部材１０１に被覆されたシリコーンゴムは比較的少量であるため、工具によって工具接続部材１０１を直接取り外してタップを露出させて、最終的に図１０に示される高電圧巻線１３０を形成する。

図２５～図３２を参照すると、本発明の実施例は、高電圧巻線９３０を製造するための方法を更に提供する。当該方法は、少なくとも以下のステップを含む。

ステップ２０００において、巻回工具９０の外周面に耐高温膜を貼り付ける（図示せず）。

図２９に示すように、巻回工具９０は、金型９１と接続杆９２とを含み、接続杆９２は、金型９１の軸方向に沿って金型９１を貫通し、接続杆９２は、巻回工具９０と巻取り機とを接続して導線を巻回するために用いられる。金型９１は、中空ハウジングであり、中空の円柱体であってもよいし、中空の楕円柱体又は他の中空の柱状体であってもよく、金型９１の外周面及び高電圧巻線９３０の内周面に合致すればよい。中空の金型９１は軽量であるため、巻回工具９０が巻取り機の荷重範囲内にあることを保証する。また、射出中において巻回工具９０が射出圧力を負担できるのを保証するために、鉄などの硬い金属材質で金型９１を製造してもよいし、金型９１の内部にリブを溶接して金型９１の機械的強度を向上させてもよい。

耐高温膜は耐高温性のポリイミドテープ又は他の耐高温テープで金型９１の外周面に固定されることにより、高温加硫シリコーンゴムを射出した後の高電圧巻線９３０の離型を容易にする。導線と高温加硫シリコーンゴムとをより良く接着するために、導線にカップリング剤を塗布する。しかし、従来技術では、射出後の離型を容易にするために、一般的に、金型の外側に離型剤を塗布するが、カップリング剤と離型剤は高温で化学反応し、高電圧巻線９３０の性能に影響を与える。このような状況の発生を回避するとともに、離型を容易にするために、本発明では離型剤を耐高温膜に置き換える。

耐高温膜は少なくとも１０５℃の高温に耐える膜であり、射出機で射出する時に、一般的に、温度が１０５℃以上であり、耐高温膜が最高射出温度で破壊されないことを保証できればよいことは当業者であれば理解できる。耐高温膜は、例えば、ＦＥＰ膜であってもよい。ＦＥＰ膜は、耐高温隔離膜であり、－２００℃～２００℃の高低温に耐え、低摩擦性、非粘着性と潤滑性、耐薬品性、熱安定性と電気絶縁性を有し、最高射出温度でも破壊されない。また、最高射出温度で破壊されなければ、ポリイミドフィルムなどの耐高温膜を採用してもよい。もっと高い温度に耐える膜も適用可能であることは明らかである。

高電圧巻線９３０は剛性絶縁ライナー筒を備えていないので、その内周面の形状が金型９１の外周面の形状に合致し、巻回工具９０の金型９１の大きさと形状を変えることにより、内径と内周面の形状が異なる高電圧巻線９３０を生産することができる。

ステップ２１００において、巻線部９３１２を耐高温膜に固定し、補助部材９３１６を取り付けて補助部材９３１６で巻線部９３１２を安定的に係合する。

本発明による一実施例において、補助部材９３１６は、中間補助部材９３１６２を含み、まず中間補助部材９３１６２を巻回工具９０の耐高温膜に外嵌する。図３０を参照すると、中間補助部材９３１６２は金型９１の外周面に外嵌される。具体的には、まず中間補助部材９３１６２を金型９１の中央部に外嵌し、続いて、中間補助部材９３１６２が第４の係止溝９３１３１内に係合されるように、巻線板９３１３における第４の係止溝９３１３１の位置に応じて調整する。

その後、中間補助部材９３１６２の内壁と巻線部９３１２の内壁とが面一になるように、巻線部９３１２を巻回工具９０の周方向に沿って配置する。接着剤によって巻線部９３１２を巻回工具９０の周方向に沿って耐高温膜に接着し、後続の導線の巻回のために、巻線部９３１２に複数の巻線溝９３１４を設ける。

図２７及び図３０を組み合わせて参照すると、巻線部９３１２が複数の櫛歯状の巻線板９３１３である場合、複数の巻線板９３１３を間隔をおいて設けるとともに、周方向において巻回工具９０に均等に配置し、各巻線板９３１３を巻回工具９０の軸方向に沿って設ける。巻線板９３１３が櫛歯状を有するように、巻線板９３１３に複数の巻線溝９３１４を設ける。巻線溝９３１４は、後続の導線の巻回に用いられる。巻線板９３１３の内壁は、接着剤によって耐高温膜に接着され、巻線板９３１３の内壁には、第４の係止溝９３１３１が設けられ、中間補助部材９３１６２は、第４の係止溝９３１３１内に係合される。巻線板９３１３は、第４の係止溝９３１３１によって中間補助部材９３１６２に係合され、中間補助部材９３１６２と巻線板９３１３も接着剤によって接着される。

本発明による一実施例において、補助部材９３１６は、端部補助部材９３１６１を含み、まず巻線部９３１２を巻回工具９０の周方向に沿って設け、次に端部補助部材９３１６１を巻線部９３１２の端部の外側に固定し、端部補助部材９３１６１は、巻回工具９０とは同軸である。

図２６及び図３０を組み合わせて参照すると、接着剤によって端部補助部材９３１６１を巻線部９３１２の端部の外側に接着して固定することにより、巻線部９３１２の安定した配置を維持できるだけでなく、導線の巻回に影響を与えない。

上記接着剤は、２成分の耐高温性のエポキシ接着剤であり、当然ながら、他の接着剤であってもよいが、当該接着剤は、中間補助部材９３１６２及び端部補助部材９３１６１と巻線部９３１２との接着を確実にするとともに、高電圧絶縁層９３３０が高温射出の方法によって巻線部９３１２及び補助部材９３１６の外周に被覆されることに適応するために耐高温性であることを保証する必要がある。

更に、補助部材９３１６は、２つの端部補助部材９３１６１を含む。２つの端部補助部材９３１６１を巻線部９３１２の２つの端部の外側にそれぞれ接着し、端部補助部材９３１６１と巻回工具９０とは同軸である。

本発明による一実施例において、補助部材９３１６は、１つの中間補助部材９３１６２と２つの端部補助部材９３１６１とを同時に含む。まず、中間補助部材９３１６２を金型９１の外周面に外嵌し、次に複数の巻線板９３１３を巻回工具９０の外面に固定して、中間補助部材９３１６２を第４の係止溝９３１３１内に係合し、その後に２つの端部補助部材９３１６１を巻線部９３１２の２つの端部の外側にそれぞれ接着して、端部補助部材９３１６１を凹溝９３１７内に嵌合する。他の実施例において、まず中間補助部材及び端部補助部材を巻線部に接着して固定した後に、巻回工具に外嵌して固定してもよい。

ステップ２２００において、導線を巻線部９３１２に巻回してタップスイッチを有する高電圧コイル９３２０を形成する。

図３１は、第１の導線と第２の導線とを含む導線の巻回方法を示す。本実施例の導線の巻回方法は、図９に示される実施例と同じであるため、繰り返し説明されない。

ステップ２３００において、図３２を参照すると、高電圧コイル９３２０が巻回された巻線部９３１２を射出対象物として巻回工具９０とともに射出機に配置し、射出対象物の外周に高温加硫シリコーンゴムを一体射出して高電圧絶縁層９３３０を形成して高電圧巻線９３０を得る。

ステップ２４００において、巻回工具９０から高電圧巻線９３０を離型させる。

巻回工具９０と高電圧巻線９３０とを分離すると離型することができる。離型方法は、業界の通常の方法を採用することができるため、繰り返し説明されない。

本発明による一実施例において、ステップ２４００の後に、バリによる部分放電を防止するために、高電圧巻線９３０の内面に残留した耐高温膜のバリをトリミングするステップ２５００を更に含む。

他の実施例において、高電圧巻線の内面に耐高温膜のバリが残留していない場合、ステップ２５００を実行する必要がない。或は、ステップ２５００において、高電圧巻線の内壁をきれいで平滑に維持するために、残留した耐高温膜を引き裂いて除去してもよい。

本発明の高電圧巻線９３０の製造方法は、ステップが簡単で、必要な巻回工具９０の構造が簡単で、製造されやすい。また、当該方法で製造された高電圧巻線９３０では剛性絶縁ライナー筒を省略するため、高電圧巻線９３０の熱伝導効果がより良く、高電圧絶縁層９３３０と剛性絶縁ライナー筒との間の界面が存在せず、それにより剛性絶縁ライナー筒の表面が放電する状況も存在せず、材料を節約してコストを低減する。

本願の技術的内容及び技術的特徴は、上記のように開示されているが、本発明の創作思想の下で、当業者は、本明細書において個別に開示された技術的特徴又は請求する技術的特徴の組み合わせを含め、これらの特徴の他の組み合わせを明らかに含む、上記の構造及び材料に対して様々な変更や改善を行うことができる。これらの変更及び/又は組み合わせは、いずれも本願に係る技術分野及び本願の特徴請求の範囲に含まれる。

図９～図１１に示すように、高電圧絶縁層１３３０は、高電圧コイル１３２０及び巻線体１３１０を被覆して高電圧巻線１３０を形成する。高電圧絶縁層１３３０は、高温加硫シリコーンゴム又は射出用液状シリコーンゴムなどの射出成形シリコーンゴムである。射出成形シリコーンゴムは、射出工程によって成形され、成形速度が速く、生産効率が高く、クラックやエアギャップがなく、乾式変圧器１０の部分放電が小さいとともに、シリコーンゴム弾性体であるため、組み立てられた後、高電圧巻線１３０と各々の部品との接続部位はいずれも弾性振動減衰を実現することができ、乾式変圧器１０の運転中の騒音を大幅に低減する。高電圧絶縁層１３３０に高温加硫シリコーンゴムを採用する例を挙げると、まず導線を巻線体１３１０に巻回して高電圧コイル１３２０を形成し、巻線体１３１０と高電圧コイル１３２０を射出対象物として射出機の金型内に配置し、シリコーンゴム原料を添加することにより、射出対象物の外周全体に高温加硫シリコーンゴムを射出して、高電圧巻線１３０を得る。高電圧絶縁層１３３０に高温加硫シリコーンゴムを採用することで、高電圧巻線１３０の絶縁性能及び機械的性能を全体的に向上させる。

Claims (31)

1. 巻線体と、高電圧コイルと、高電圧絶縁層と、を備え、前記巻線体に導線が巻回されて前記高電圧コイルを形成し、前記高電圧絶縁層は、前記高電圧コイル及び前記巻線体を被覆している
   ことを特徴とする高電圧巻線。
2. 前記巻線体は、繊維強化複合材料から製造される
   ことを特徴とする請求項１に記載の高電圧巻線。
3. 前記高電圧絶縁層は、射出成形シリコーンゴムである
   ことを特徴とする請求項１に記載の高電圧巻線。
4. 前記巻線体は、巻線部を含み、前記高電圧コイルは、複数セグメントのコイルを含み、複数セグメントの前記コイルは、前記巻線部に巻回されるとともに、前記高電圧巻線の軸方向に沿って間隔をおいて配置される
   ことを特徴とする請求項１に記載の高電圧巻線。
5. 前記導線は、第１の導線と第２の導線とを含み、前記第１の導線は、前記巻線部の第１の端から前記高電圧巻線の軸方向に沿って前記巻線部の中央部まで巻回され、前記第２の導線は、前記巻線部の前記中央部から前記高電圧巻線の軸方向に沿って前記巻線部の第２の端まで巻回される
   ことを特徴とする請求項４に記載の高電圧巻線。
6. 前記第１の導線の前記巻線部の前記第１の端に位置する内側導線端は、前記高電圧絶縁層の外側に露出する第１の外部接続部を形成し、前記第２の導線の前記巻線部の前記第２の端に位置する外側導線端は、前記高電圧絶縁層の外側に露出する第２の外部接続部を形成する
   ことを特徴とする請求項５に記載の高電圧巻線。
7. 前記巻線部は、複数の巻線板を含み、前記巻線板には、複数の櫛歯が設けられ、複数の前記巻線板は、前記高電圧巻線の周方向に沿って設けられ、前記巻線板における隣接する２つの前記櫛歯同士の間には、少なくとも１セグメントの前記コイルが設けられる
   ことを特徴とする請求項４に記載の高電圧巻線。
8. 前記櫛歯の前記高電圧巻線の軸方向に沿った高さを歯の高さとして定義すると、前記巻線板の中央部の前記櫛歯の歯の高さ及び前記巻線板の両端の前記櫛歯の歯の高さは、いずれも前記巻線板の他の部分の前記櫛歯の歯の高さよりも大きく、前記巻線板には、前記高電圧巻線の軸方向において一端から他端に向かって、第１の高櫛歯領域、第１の低櫛歯領域、第２の高櫛歯領域、第２の低櫛歯領域、及び第３の高櫛歯領域が順に形成される
   ことを特徴とする請求項７に記載の高電圧巻線。
9. 各セクションの前記コイルは、前記高電圧巻線の軸方向に沿って層状に往復して巻回される
   ことを特徴とする請求項４に記載の高電圧巻線。
10. 前記コイルには、前記高電圧巻線の軸方向に沿って少なくとも１つの層間絶縁層が設けられる
    ことを特徴とする請求項９に記載の高電圧巻線。
11. 前記層間絶縁層は、エッジが波形である絶縁長尺ストリップである
    ことを特徴とする請求項１０に記載の高電圧巻線。
12. 前記高電圧コイルはその各径方向の断面における幅が一致する
    ことを特徴とする請求項１に記載の高電圧巻線。
13. 前記射出成形シリコーンゴムは、一体真空射出によって前記高電圧コイル及び前記巻線体を被覆し、前記射出成形シリコーンゴムは、前記高電圧コイルと前記巻線体との間の隙間及び前記巻線体の両端に充填される
    ことを特徴とする請求項３に記載の高電圧巻線。
14. 前記巻線体は、支持筒を更に備え、前記巻線部は、前記支持筒の外周面に設けられ、前記支持筒は、中空の柱体である
    ことを特徴とする請求項４に記載の高電圧巻線。
15. 高電圧巻線を製造する方法であって、
    前記高電圧巻線は、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の高電圧巻線であり、
    前記方法は、
    前記導線を前記巻線体の外周面に沿って周方向に巻回して前記高電圧コイルを形成し、前記導線の巻回中においてタップを形成するステップ(１０００)と、
    前記タップを、工具接続部材の保護キャビティに配置し、前記工具接続部材に接続して固定するステップ(１１００)と、
    前記高電圧コイルが巻回された前記巻線体を射出対象物として射出機の金型内に配置し、前記射出成形シリコーンゴムが前記高電圧コイル及び前記巻線体を被覆するように、前記射出対象物の外周に射出成形シリコーンゴムを射出するステップ(１２００)と、
    前記工具接続部材を除去して、前記タップが前記射出成形シリコーンゴムの外側に露出する前記高電圧巻線を得るステップ(１３００)と、を含む
    ことを特徴とする前記方法。
16. 前記巻線体は、支持筒と前記支持筒の外周面に位置する巻線部とを含み、前記ステップ(１０００)において、前記導線を前記巻線部に巻回して前記高電圧コイルを形成する
    ことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
17. 前記ステップ(１１００)において、前記保護キャビティは、段付き穴であり、前記タップを前記段付き穴内に溶接する
    ことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
18. 前記段付き穴の内壁には、ねじ山が設けられ、前記ステップ(１２００)の前に、前記段付き穴内にボルトを接続する
    ことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
19. 前記ステップ(１０００)の前に、エポキシ樹脂を含浸したガラス繊維を使用して前記支持筒及び前記巻線部を製造する
    ことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
20. 前記巻線部は、複数の巻線板を含み、前記ステップ(１０００)の前に、複数の前記巻線板を前記支持筒の外周面に周方向に均等に接着して固定する
    ことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
21. 前記ステップ(１０００)の前に、前記巻線板に複数の櫛歯を形成するように前記巻線板に複数の巻線溝を設ける
    ことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
22. 前記ステップ(１２００)において、前記射出成形シリコーンゴムにより、一体真空射出によって前記高電圧コイル及び前記巻線体を被覆するとともに、前記高電圧コイルと前記巻線体との間の隙間及び前記巻線体の両端に充填する
    ことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
23. 高電圧巻線を製造する方法であって、
    前記高電圧巻線は、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の高電圧巻線であり、前記巻線体は、補助部材と巻線部とを含み、前記巻線部は、前記補助部材に固定的に接続され、前記高電圧絶縁層は、前記高電圧コイル、前記巻線部、及び前記補助部材を被覆しており、
    前記方法は、
    巻回工具の外周面に耐高温膜を貼り付けるステップ(２０００)と、
    前記巻線体を前記耐高温膜に固定し、前記補助部材で前記巻線部を安定的に係合するステップ(２１００)と、
    前記導線を前記巻線部に巻回してタップスイッチを有する前記高電圧コイルを形成するステップ(２２００)と、
    前記高電圧コイルが巻回された前記巻線体を射出対象物として前記巻回工具とともに射出機に配置し、前記射出対象物の外周に射出成形シリコーンゴムを一体射出して前記高電圧絶縁層を形成して前記高電圧巻線を得るステップ(２３００)と、
    前記巻回工具から前記高電圧巻線を離型させるステップ(２４００)と、を含む
    ことを特徴とする前記方法。
24. 前記巻回工具は、金型と接続杆とを含み、前記接続杆は、前記金型の軸方向に沿って前記金型を貫通し、前記ステップ(２０００)において、前記耐高温膜を耐高温テープで前記金型の外周面に固定する
    ことを特徴とする請求項２３に記載の方法。
25. 前記補助部材は、中間補助部材を含み、前記ステップ(２１００)において、まず前記中間補助部材を前記耐高温膜に外嵌し、次に、前記中間補助部材の内壁と前記巻線部の内壁とが面一になるように、前記巻線部を前記巻回工具の周方向に沿って配置する
    ことを特徴とする請求項２３に記載の方法。
26. 前記巻線部の内壁には、凹溝が設けられ、前記ステップ(２１００)において、前記中間補助部材と前記巻線部とが固定的に接続されるように、前記中間補助部材を前記凹溝内に係合する
    ことを特徴とする請求項２５に記載の方法。
27. 前記補助部材は、端部補助部材を含み、前記ステップ(２１００)において、まず前記巻線部を前記巻回工具の周方向に沿って配置し、次に前記端部補助部材を前記巻線部の端部の外側に固定する
    ことを特徴とする請求項２３に記載の方法。
28. 前記巻線部の端部の外側には、係止溝が設けられ、前記ステップ(２１００)において、前記端部補助部材を前記係止溝内に嵌め込む
    ことを特徴とする請求項２７に記載の方法。
29. 前記巻線部は、複数の櫛歯状の巻線板を含み、前記ステップ(２１００)において、複数の前記巻線板を、間隔をおいて配置するとともに、前記巻回工具の外周面に周方向に均等に配置する
    ことを特徴とする請求項２３に記載の方法。
30. 前記ステップ(２４００)の後に、前記高電圧巻線の内面に残留した前記耐高温膜のバリをトリミングするステップ(２５００)を更に含む
    ことを特徴とする請求項２３に記載の高電圧巻線を製造する方法。
31. 前記ステップ(２１００)において、前記巻線部又は前記補助部材を前記耐高温膜に接着する
    ことを特徴とする請求項２３に記載の高電圧巻線を製造する方法。

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