RU210759U1 - SCREW WINDING WITH INSULATION OF CONNECTED WIRE ENDS - Google Patents

SCREW WINDING WITH INSULATION OF CONNECTED WIRE ENDS Download PDF

Info

Publication number
RU210759U1
RU210759U1 RU2022102593U RU2022102593U RU210759U1 RU 210759 U1 RU210759 U1 RU 210759U1 RU 2022102593 U RU2022102593 U RU 2022102593U RU 2022102593 U RU2022102593 U RU 2022102593U RU 210759 U1 RU210759 U1 RU 210759U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wires
winding
transposition
cut
interconnected
Prior art date
Application number
RU2022102593U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Александрович Моляков
Original Assignee
Сергей Александрович Моляков
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сергей Александрович Моляков filed Critical Сергей Александрович Моляков
Priority to RU2022102593U priority Critical patent/RU210759U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU210759U1 publication Critical patent/RU210759U1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28Coils; Windings; Conductive connections
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/32Insulating of coils, windings, or parts thereof
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/04Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
    • H01F41/12Insulating of windings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Insulating Of Coils (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к конструкции элементов электрического оборудования, в частности винтовых обмоток электрических реакторов и/или силовых трансформаторов, и может быть использована для усиления изоляции соединения концов разрезанных проводов винтовой обмотки, в отношении которых выполнена транспозиция. Техническим результатом является упрощение конструкции винтовой обмотки, позволяющее, в свою очередь, обеспечить повышение ее технологичности. Винтовая обмотка содержит витки, каждый из которых содержит параллельные провода, образующие ряды, расположенные в радиальном направлении. Между рядами выполнена сосредоточенная транспозиция параллельных проводов, причем параллельные провода, в отношении которых выполнена упомянутая транспозиция, разрезаны, а их концы соединены между собой. Соединенные между собой концы разрезанных проводов, в отношении которых выполнена транспозиция, размещены внутри трубчатого элемента, выполненного из электроизоляционного термоусаживаемого материала. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.The utility model relates to the field of electrical engineering, namely to the design of electrical equipment elements, in particular helical windings of electric reactors and/or power transformers, and can be used to strengthen the insulation of the connection of the ends of the cut wires of the helical winding, in relation to which the transposition is performed. The technical result is a simplification of the design of the helical winding, which, in turn, makes it possible to increase its manufacturability. The helical winding contains turns, each of which contains parallel wires forming rows located in the radial direction. Between the rows, a concentrated transposition of parallel wires is made, and the parallel wires, in relation to which the said transposition is performed, are cut, and their ends are connected to each other. The interconnected ends of the cut wires, in relation to which the transposition is performed, are placed inside a tubular element made of an electrically insulating heat-shrinkable material. 6 w.p. f-ly, 3 ill.

Description

Полезная модель относится к области электротехники, а именно, к конструкции элементов электрического оборудования, в частности, винтовых обмоток электрических реакторов и/или силовых трансформаторов, и может быть использована для усиления изоляции соединения концов разрезанных проводов винтовой обмотки, в отношении которых выполнена транспозиция.The utility model relates to the field of electrical engineering, namely, to the design of electrical equipment elements, in particular, helical windings of electric reactors and/or power transformers, and can be used to reinforce the insulation of the connection of the ends of the cut wires of the helical winding, in relation to which the transposition is performed.

Винтовая обмотка состоит из витков, наматываемых по винтовой линии. Каждый виток состоит из параллельных проводов, образующих ряды, расположенные в радиальном направлении.The helical winding consists of turns wound along a helical line. Each turn consists of parallel wires arranged in rows arranged in a radial direction.

В конструкциях обмоток электрических реакторов и силовых трансформаторов необходимо обеспечить надежную изоляцию проводов с целью предотвращения короткого замыкания в цепи, в результате которого могут возникнуть динамические нагрузки, произойти изменение геометрии обмотки и изменение характеристик электромагнитного поля, что, в свою очередь, может привести к аварийным ситуациям.In the designs of windings of electrical reactors and power transformers, it is necessary to ensure reliable insulation of wires in order to prevent a short circuit in the circuit, which may result in dynamic loads, a change in the geometry of the winding and a change in the characteristics of the electromagnetic field, which, in turn, can lead to emergency situations. .

Во всех обмотках изгибы проводов являются одним из наиболее опасных мест с точки зрения возможности повреждения изоляции [адрес интернет-страницы: https://leg.co.ua/transformatory/praktika/tehnologiya-izgotovleniya-obmotok-transformatorov-2.html], поэтому операции гибки проводов производят чрезвычайно тщательно и аккуратно, с помощью гибочных приспособлений, а после выполнения гибки изогнутые участки изолируют. Также при выполнении намотки дополнительно изолируют концы (отводы, входы/выходы) проводов обмоток. Кроме того, при выполнении транспозиции, когда транспонируемые провода разрезают, а концы разрезанных проводов соединяют, например, пайкой или сваркой, то также выполняют изоляцию соединенных концов.In all windings, wire bends are one of the most dangerous places in terms of the possibility of insulation damage [web page address: https://leg.co.ua/transformatory/praktika/tehnologiya-izgotovleniya-obmotok-transformatorov-2.html], therefore, wire bending operations are carried out extremely carefully and accurately, using bending devices, and after bending, the bent sections are isolated. Also, when winding, the ends (outlets, inputs / outputs) of the winding wires are additionally insulated. In addition, when transposition is performed, when the wires to be transposed are cut and the ends of the cut wires are connected, for example, by soldering or welding, the connected ends are also insulated.

Механические повреждения изоляции проводов могут произойти, в частности, на изогнутых участках проводов (при гибке, выполняемой в процессе осуществления намотки) или в результате внешних воздействий посторонними предметами на выступающие за пределы обмотки концы проводов (это, например, могут быть отводы катушек или соединенные концы разрезанных проводов, в отношении которых выполнена транспозиция).Mechanical damage to the insulation of wires can occur, in particular, on bent sections of wires (during bending performed during the winding process) or as a result of external influences by foreign objects on the ends of the wires protruding beyond the winding (for example, these can be coil taps or connected ends cut wires, in relation to which the transposition was performed).

В случаях повреждения изоляции требуется ее восстановление до первоначальной толщины. Например, известен способ намотки двухходовой винтовой катушки [патент № CN 109036834 A «A winding method of a double helical elliptical coil», МПК H01F41/063, H01F41/071, H01F41/076, H01F41/12, дата публ. 18.12.2018], согласно которому при транспозиции провода выполняют его S-образный изгиб, в случае повреждения изоляции на изгибе провода удаляют слой поврежденной изоляции, а затем на этом участке восстанавливают изоляцию до первоначальной толщины (например, обматывают плетеной изоляционной лентой). При формировании отводов обмотки соответствующие участки проводов изгибают (в случае необходимости восстанавливают изоляцию), а выведенные концы проводов изолируют.In cases of damage to the insulation, it must be restored to its original thickness. For example, a method of winding a two-way helical coil is known [patent No. CN 109036834 A "A winding method of a double helical elliptical coil", IPC H01F41/063, H01F41/071, H01F41/076, H01F41/12, publ. 12/18/2018], according to which, when the wire is transposed, its S-shaped bend is performed, in case of damage to the insulation on the bend of the wire, a layer of damaged insulation is removed, and then the insulation is restored to its original thickness in this section (for example, wrapped with braided insulating tape). During the formation of the winding taps, the corresponding sections of the wires are bent (if necessary, the insulation is restored), and the output ends of the wires are insulated.

Для предотвращения повреждения изоляции (для повышения изоляционных характеристик) в ряде конструкций обмоток выполняют утолщение изоляции проводов в местах переходов (изгибов). Например, известно техническое решение по патенту № CN 102969144 A [«Double-layer cylindrical winding technique for low-voltage coils of transformer», МПК H01F41/071, H01F41/12, дата публ. 13.03.2013], согласно которому при намотке катушек трансформатора провода изгибают для формирования выводов обмоток, выводы соединяют между собой при помощи сварки, а провода в местах изгибов обматывают утолщенным слоем изоляционного материала. Однако, даже утолщенный слой изоляционного материала может быть поврежден в процессе дальнейшего изготовления обмотки.To prevent damage to the insulation (to improve the insulation characteristics), in a number of winding designs, the wire insulation is thickened at the transition points (bends). For example, a technical solution is known according to patent No. CN 102969144 A ["Double-layer cylindrical winding technique for low-voltage coils of transformer", IPC H01F41/071, H01F41/12, publ. 03/13/2013], according to which, when winding the coils of a transformer, the wires are bent to form winding leads, the leads are interconnected by welding, and the wires at the bends are wrapped with a thickened layer of insulating material. However, even a thickened layer of insulating material can be damaged during the further manufacturing of the winding.

В ряде случаев для предотвращения аварийных ситуаций предлагается применять автоматизированный контроль параметров проводов обмоток, и при угрозе аварийной ситуации отключать работу системы. Например, известно техническое решение, относящееся к конструкции транспонированного провода для намотки катушки трансформатора [патент № CN 101707073 A «Transposed conductor with sensing function», МПК G01B7/16, G01K11/32, H01B7/32, H01F27/40, дата публ. 12.05.2010], согласно которому провод содержит элементы контроля деформации (датчик давления) и повышения температуры (термочувствительный элемент), обеспечивающие постоянный контроль параметров функционирования провода. Контрольные элементы расположены в проводе между двумя линиями проводников, узкие края которых контактируют друг с другом. При повышении температуры (при токах КЗ) или давления (при деформации провода) информация передается в блок контроля параметров, и в случае превышения допустимых значений происходит отключение трансформатора. Данное техническое решение позволяет обеспечить контроль состояния проводов обмотки для своевременного получения сигнала о повреждении изоляции проводов (расплавление изоляционного материала и/или механическое повреждение изоляции) и отключения трансформатора, однако при этом характеризуется очень высокой конструктивной сложностью, а также требует включения в автоматическую систему управления дополнительных функциональных блоков, контролирующих состояние соответствующих датчиков (контрольных элементов). Указанные факторы в значительной степени повышают сложность изделия в целом, снижая при этом его эксплуатационную надежность.In some cases, to prevent emergencies, it is proposed to use automated control of the parameters of the winding wires, and in case of an emergency, turn off the system. For example, a technical solution is known related to the design of a transposed wire for winding a transformer coil [patent No. CN 101707073 A "Transposed conductor with sensing function", IPC G01B7/16, G01K11/32, H01B7/32, H01F27/40, publ. 05/12/2010], according to which the wire contains elements for controlling deformation (pressure sensor) and temperature increase (thermal sensitive element), which ensure constant monitoring of the parameters of the wire. The control elements are located in the wire between two lines of conductors, the narrow edges of which are in contact with each other. With an increase in temperature (at short-circuit currents) or pressure (at wire deformation), information is transmitted to the parameter control unit, and if the permissible values are exceeded, the transformer is turned off. This technical solution makes it possible to monitor the condition of the winding wires in order to receive a signal about damage to the wire insulation (melting of the insulating material and / or mechanical damage to the insulation) and turn off the transformer in a timely manner, however, it is characterized by a very high design complexity, and also requires the inclusion of additional functional blocks that control the state of the corresponding sensors (control elements). These factors greatly increase the complexity of the product as a whole, while reducing its operational reliability.

В качестве технического решения (прототипа), наиболее близкого к заявляемой полезной модели по конструктивному выполнению, предлагается трансформаторная обмотка по патенту № US8154374B2 [«Transformer winding and a method of reinforcing a transformer winding», МПК H01F27/28, дата публ. 10.04.2012]. Известное техническое решение может быть использовано в конструкциях различных типов обмоток, в том числе, в винтовых обмотках, входящих в состав электрических реакторов или силовых трансформаторов. Обмотка содержит множество витков. Каждый виток обычно образован рядами параллельных проводов, расположенными в радиальной плоскости обмотки. Как правило, обмотки, в том числе винтовые, выполняются с транспозицией проводов, необходимой для выравнивания электрических и индуктивных сопротивлений. В местах обмоточных переходов (под которыми понимают места, где путь проводника отклоняется от обычного пути намотки, т.е. в местах изгибов проводов; также используется термин «переходы»), расположены усиливающие части (элементы), охватывающие провод более чем на 180 градусов. Усиливающие элементы могут иметь трубчатую форму и, как указано в описании известного технического решения, выполнены в форме целой трубы, покрывающей 360 градусов окружности проводника (т.е. имеют замкнутую поверхность), или в форме частичной трубы (т.е. имеющей разомкнутую поверхность), покрывающей менее 360 градусов окружности проводника.As a technical solution (prototype) closest to the claimed utility model in terms of design, a transformer winding is proposed according to patent No. US8154374B2 [“Transformer winding and a method of reinforcing a transformer winding”, IPC H01F27 / 28, date publ. 04/10/2012]. The well-known technical solution can be used in the construction of various types of windings, including screw windings that are part of electrical reactors or power transformers. The winding contains many turns. Each turn is usually formed by rows of parallel wires located in the radial plane of the winding. As a rule, windings, including screw windings, are carried out with the transposition of wires necessary to equalize electrical and inductive resistances. In places of winding transitions (by which we mean places where the path of the conductor deviates from the usual winding path, i.e. in places where the wires are bent; the term "transitions" is also used), reinforcing parts (elements) are located that cover the wire by more than 180 degrees . Reinforcing elements can be tubular and, as indicated in the description of the known technical solution, are made in the form of a whole pipe covering 360 degrees of the circumference of the conductor (i.e. have a closed surface), or in the form of a partial pipe (i.e. have an open surface ) covering less than 360 degrees of the circumference of the conductor.

Преимущественными местами расположения усиливающих элементов, согласно известному техническому решению, являются переходы слоев между слоями обмотки, переходы между дисками, переходы и концевые участки входа/выхода проводника в обмотке.The preferred locations of the reinforcing elements, according to the known technical solution, are layer transitions between layers of the winding, transitions between disks, transitions and end sections of the input/output of the conductor in the winding.

Применение в известной конструкции обмотки усиливающих элементов обеспечивает повышение механической прочности (а именно, прочности на изгиб провода в местах установки указанных элементов) и диэлектрической прочности обмотки при действии, например, изгибающих напряжений, возникающих вследствие магнитных сил Лоренца в местах обмоточных переходов в случае короткого замыкания.The use of reinforcing elements in the well-known design of the winding provides an increase in mechanical strength (namely, the bending strength of the wire at the installation sites of these elements) and the dielectric strength of the winding under the action of, for example, bending stresses arising from the Lorentz magnetic forces in the places of winding transitions in the event of a short circuit .

Согласно известному техническому решению усиливающие части (элементы) выполнены из армированных волокном термореактивных полимеров, обладающих изоляционными свойствами, например, эпоксидная смола, сложный виниловый эфир, полиэфир и т.д. В качестве армирующих волокон может быть применено стекловолокно, углеродное волокно, параарамидные волокна и т.д.According to the known technical solution, the reinforcing parts (elements) are made of fibre-reinforced thermosetting polymers with insulating properties, for example, epoxy resin, vinyl ester, polyester, etc. Fiberglass, carbon fiber, para-aramid fibers, etc. can be used as reinforcing fibers.

Следует отметить, что применение усиливающего элемента трубчатой формы с замкнутой поверхностью обеспечивает более высокую прочность и надежность по сравнению с усиливающим элементом, имеющим разомкнутую поверхность. Кроме того, при использовании усиливающего элемента в форме частичной трубы (т.е. с разомкнутой поверхностью) его необходимо располагать так, чтобы минимальное изгибающее напряжение возникало вдоль той части окружности проводника, которая не покрывается усиливающим элементом.It should be noted that the use of a tubular reinforcing element with a closed surface provides higher strength and reliability compared to a reinforcing element having an open surface. In addition, when using a partial tube (i.e., open face) reinforcing element, it must be positioned so that the minimum bending stress occurs along that part of the conductor circumference that is not covered by the reinforcing element.

Формирование усиливающего элемента производят путем нанесения на провод волокнистой ленты или мата, предварительно пропитанного термореактивным материалом, либо путем последовательного нанесения сначала армирующего волокна (например, в форме ровинга, однонаправленной волоконной нити, тканого материала), а затем (после нанесения волокна) - термореактивного полимера. Термореактивный полимер обычно наносят с помощью кисти, валика, впрыска и т. д. Затем полимер отверждают. Отверждение может выполняться одновременно с горячей сушкой обмотки. Таким образом, выполнение усиливающего элемента из термореактивного армированного волокном полимера, содержащего два компонента, каждый из которых подготавливается отдельно, обуславливает сложность конструкции и ее нетехнологичность.The reinforcing element is formed by applying a fibrous tape or mat pre-impregnated with a thermosetting material to the wire, or by sequentially applying first a reinforcing fiber (for example, in the form of a roving, unidirectional fiber thread, woven material), and then (after applying the fiber) - a thermosetting polymer . The thermoset polymer is usually applied by brush, roller, injection, etc. The polymer is then cured. Curing can be carried out simultaneously with hot drying of the winding. Thus, the implementation of a reinforcing element from a thermosetting fiber-reinforced polymer containing two components, each of which is prepared separately, causes the complexity of the design and its low technology.

Следует отметить, что возможно предварительное изготовление усиливающего элемента, включающее его формирование из компонентов термореактивного армированного волокном полимера и последующее отверждение состава, после чего, например, концевой участок проводника входа/выхода обмотки может быть пропущен через трубчатый элемент. Однако в этом случае необходимо отметить, что внутреннее отверстие предварительно изготовленного и отвержденного усиливающего элемента должно быть выполнено такого размера, чтобы обеспечить возможность свободного пропускания провода через трубчатый элемент, вследствие чего соединение "трубчатый элемент - провод" будет иметь гарантированный зазор и потребуется дополнительное закрепление трубчатого элемента на проводе (чтобы исключить самопроизвольное смещение трубчатого элемента на проводе), что приведет к повышению конструктивной сложности обмотки и ухудшению технологичности. Названные выше обстоятельства обуславливают нецелесообразность применения предварительно изготовленного трубчатого элемента для усиления отдельных участков проводов обмотки. Кроме того, принимая во внимание указанные факторы, также представляется нецелесообразным применение предварительно изготовленного трубчатого элемента и в случае, когда провод имеет переменное сечение, или, например, в случае соединения концов проводов (пайкой, сваркой, скруткой и т.д.), когда толщина соединения по длине проводника неравномерна.It should be noted that it is possible to prefabricate the reinforcing element, including its formation from the components of a thermosetting fibre-reinforced polymer and subsequent curing of the composition, after which, for example, the end section of the winding in/out conductor can be passed through the tubular element. However, in this case, it should be noted that the inner hole of the prefabricated and cured reinforcing element must be made of such a size as to allow the wire to pass freely through the tubular element, as a result of which the "tubular element - wire" connection will have a guaranteed gap and additional fixing of the tubular element will be required. element on the wire (to exclude spontaneous displacement of the tubular element on the wire), which will lead to an increase in the design complexity of the winding and a deterioration in manufacturability. The above circumstances make it inexpedient to use a prefabricated tubular element to reinforce individual sections of the winding wires. In addition, taking into account these factors, it also seems inappropriate to use a prefabricated tubular element in the case when the wire has a variable cross section, or, for example, in the case of connecting the ends of the wires (soldering, welding, twisting, etc.), when the thickness of the connection along the length of the conductor is uneven.

Таким образом, приведенные выше факторы свидетельствуют о том, что недостатком известного технического решения является его конструктивная сложность и обусловленная этим нетехнологичность конструкции.Thus, the above factors indicate that the disadvantage of the known technical solution is its structural complexity and the resulting non-technological design.

Техническим результатом, достижение которого обеспечивается заявляемой полезной моделью, является упрощение конструкции винтовой обмотки, позволяющее, в свою очередь, обеспечить повышение ее технологичности.The technical result, the achievement of which is provided by the claimed utility model, is the simplification of the design of the helical winding, which, in turn, makes it possible to increase its manufacturability.

Для достижения указанного выше технического результата предлагается винтовая обмотка, которая содержит витки, каждый из которых содержит параллельные провода, образующие ряды, расположенные в радиальном направлении. Между рядами выполнена сосредоточенная транспозиция параллельных проводов, причем параллельные провода, в отношении которых выполнена упомянутая транспозиция, разрезаны, а их концы соединены между собой. Соединенные между собой концы разрезанных проводов, в отношении которых выполнена транспозиция, размещены внутри трубчатого элемента, выполненного из электроизоляционного термоусаживаемого материала.To achieve the above technical result, a helical winding is proposed, which contains turns, each of which contains parallel wires forming rows located in the radial direction. Between the rows, a concentrated transposition of parallel wires is made, and the parallel wires, in relation to which the said transposition is performed, are cut, and their ends are connected to each other. The interconnected ends of the cut wires, in relation to which the transposition is performed, are placed inside a tubular element made of an electrically insulating heat-shrinkable material.

В заявляемом техническом решении выполнение соединенных между собой концов разрезанных проводов размещенными внутри трубчатого элемента, выполненного из электроизоляционного термоусаживаемого материала (термоусаживаемой трубки, широко применяемой в электротехнике), представляет собой более простое конструктивное выполнение по сравнению с прототипом, в котором усиливающий трубчатый элемент выполнен из армированного волокном термореактивного полимера, требующего отдельной предварительной подготовки каждого компонента состава и раздельного нанесения компонентов на провод. Кроме того, конструкция трубчатого элемента, выполненного из термоусаживаемого материала, обеспечивает по сравнению с прототипом существенное упрощение выполнения установки трубчатого элемента на участок провода, требующий усиления, т.е. обеспечивает повышение технологичности конструкции, при этом при осуществлении нагрева трубчатого элемента из термоусаживаемого материала трубчатый элемент, сжимаясь под действием температурного воздействия, плотно обхватит усиливаемый участок (соединенные между собой концы проводов), даже в случае неравномерной толщины участка, по всей его протяженности.In the claimed technical solution, the execution of interconnected ends of the cut wires placed inside a tubular element made of electrically insulating heat-shrinkable material (heat-shrinkable tube widely used in electrical engineering) is a simpler design compared to the prototype, in which the reinforcing tubular element is made of reinforced thermosetting polymer fiber, which requires separate preliminary preparation of each component of the composition and separate application of the components to the wire. In addition, the design of the tubular element, made of heat-shrinkable material, provides, compared with the prototype, a significant simplification of the installation of the tubular element on the section of the wire that requires reinforcement, i.e. provides an increase in the manufacturability of the design, while when heating a tubular element made of a heat-shrinkable material, the tubular element, shrinking under the influence of temperature, will tightly wrap around the reinforced section (connected ends of the wires), even in the case of an uneven thickness of the section, along its entire length.

Концы разрезанных проводов, в отношении которых выполнена транспозиция, могут быть соединены между собой посредством сварки или пайки, так как эти виды соединения проводов являются наиболее технологичными и надежными.The ends of the cut wires, in relation to which the transposition is performed, can be interconnected by welding or soldering, since these types of wire connections are the most technologically advanced and reliable.

С целью упрощения конструкции винтовой обмотки и повышения ее технологичности участки проводов в местах обмоточных переходов могут быть выполнены размещенными внутри трубчатых элементов, выполненных из электроизоляционного термоусаживаемого материала. Следует отметить, что термоусаживаемая трубка, до того, как она подвергнута температурному воздействию, является гибким элементом и может быть протянута по проводнику и установлена на участке обмоточного перехода (на участке изгиба провода), а после термического воздействия произойдет ее усадка и она плотно обхватит участок провода, на котором расположена.In order to simplify the design of the helical winding and improve its manufacturability, sections of wires in the places of winding transitions can be made placed inside tubular elements made of electrically insulating heat-shrinkable material. It should be noted that the heat-shrinkable tube, before it is subjected to temperature exposure, is a flexible element and can be stretched along the conductor and installed in the section of the winding transition (in the section of the bend of the wire), and after thermal exposure, it will shrink and it will tightly wrap around the section the wire on which it is located.

С целью обеспечения более высокой прочности соединенные между собой концы разрезанных проводов винтовой обмотки могут быть заизолированы и размещены внутри трубчатого элемента, выполненного из электроизоляционного термоусаживаемого материала.In order to ensure higher strength, the interconnected ends of the cut wires of the helical winding can be insulated and placed inside a tubular element made of electrically insulating heat-shrinkable material.

С целью повышения технологичности конструкции соединенные между собой концы разрезанных проводов винтовой обмотки, в отношении которых выполнена транспозиция, могут быть расположены за наружным диаметром винтовой обмотки, при этом указанные провода проходят через горизонтальный канал, выполненный между соседними витками винтовой обмотки.In order to improve the manufacturability of the design, the interconnected ends of the cut wires of the helical winding, in relation to which the transposition is performed, can be located behind the outer diameter of the helical winding, while these wires pass through a horizontal channel made between adjacent turns of the helical winding.

Также возможно выполнение винтовой обмотки, при котором соединенные между собой концы разрезанных проводов, в отношении которых выполнена транспозиция, расположены в упомянутом выше горизонтальном канале и при этом не выступают за наружный диаметр винтовой обмотки.It is also possible to make a helical winding, in which the interconnected ends of the cut wires, in relation to which the transposition is performed, are located in the above-mentioned horizontal channel and do not protrude beyond the outer diameter of the helical winding.

Функционирование винтовой обмотки, выполненной согласно заявляемому техническому решению, осуществляется в составе электротехнического оборудования, а именно, электрических реакторов или силовых трансформаторов.The operation of the helical winding, made according to the claimed technical solution, is carried out as part of electrical equipment, namely, electrical reactors or power transformers.

Графические материалы содержат пример выполнения заявляемой винтовой обмотки с сосредоточенной транспозицией.Graphic materials contain an example of the inventive helical winding with concentrated transposition.

На фиг. 1 представлено схематичное изображение винтовой обмотки, входящей в состав электрического реактора.In FIG. 1 is a schematic representation of a helical winding that is part of an electric reactor.

На фиг. 2 представлено схематичное изображение фрагмента винтовой обмотки в поперечном разрезе (вид сверху на горизонтальный канал), содержащее соединенные между собой концы разрезанных проводов (расположены за наружным диаметром винтовой обмотки) и места изгибов проводов.In FIG. 2 shows a schematic representation of a fragment of a helical winding in a cross section (a top view of a horizontal channel), containing the ends of the cut wires connected to each other (located behind the outer diameter of the helical winding) and the places of the bends of the wires.

На фиг. 3 представлено схематичное изображение (в увеличенном масштабе) одной из пар соединенных между собой концов разрезанных проводов винтовой обмотки, в отношении которых выполнена сосредоточенная транспозиция, и размещенных внутри трубчатого элемента и мест изгибов проводов, где участки проводов в местах их изгибов также размещены внутри трубчатых элементов.In FIG. 3 shows a schematic representation (on an enlarged scale) of one of the pairs of interconnected ends of the cut wires of the helical winding, in relation to which a concentrated transposition is performed, and placed inside the tubular element and the places of the bends of the wires, where the sections of the wires in the places of their bends are also placed inside the tubular elements .

Одним из основных узлов электрического реактора любого типа или силового трансформатора является обмотка, в частности, винтовая. Каждый виток 1 содержит параллельные провода 2, образующие ряды 3 (фиг. 2, 3). Ряды 3 расположены в радиальном направлении (в радиальной плоскости обмотки). Между рядами выполнена сосредоточенная транспозиция параллельных проводов. Провода 2.1, 2.2, в отношении которых выполнена транспозиция, разрезаны, а их концы 4.1, 4.2 (фиг. 2, 3) соединены между собой, например, с помощью сварки (также возможно соединение пайкой и др.). В приведенном примере выполнения винтовой обмотки сформирован горизонтальный канал 5 (например, посредством установки реек 6 в радиальной плоскости обмотки, фиг. 1), через который проходят провода 2, концы 4 которых соединены между собой согласно заданной схеме транспозиции. Концы разрезанных проводов, соединенные между собой, размещены внутри трубчатого элемента 7 (фиг. 3) - электроизоляционной термоусаживаемой трубки (например, Термоусаживаемая трубка VT-220). В представленном примере выполнения винтовой обмотки в местах обмоточных переходов 8 (местах изгибов проводов) участки проводов также размещены внутри трубчатых элементов 9 – термоусаживаемых трубок.One of the main components of an electrical reactor of any type or a power transformer is a winding, in particular, a screw winding. Each turn 1 contains parallel wires 2 forming rows 3 (Fig. 2, 3). Rows 3 are located in the radial direction (in the radial plane of the winding). A concentrated transposition of parallel wires is made between the rows. The wires 2.1, 2.2, in relation to which the transposition is performed, are cut, and their ends 4.1, 4.2 (Fig. 2, 3) are interconnected, for example, by welding (soldering, etc. is also possible). In the above example of the screw winding, a horizontal channel 5 is formed (for example, by installing rails 6 in the radial plane of the winding, Fig. 1), through which wires 2 pass, the ends 4 of which are interconnected according to a given transposition scheme. The ends of the cut wires, interconnected, are placed inside the tubular element 7 (Fig. 3) - an electrically insulating heat-shrinkable tube (for example, Heat-shrinkable tube VT-220). In the presented example of the implementation of the helical winding in the places of the winding transitions 8 (places of wire bends), the wire sections are also placed inside the tubular elements 9 - heat-shrinkable tubes.

При изготовлении винтовой обмотки осуществляют намотку проводов и выполняют сосредоточенную транспозицию параллельных проводов. Транспозицию выполняют с целью выравнивания длин проводов, их электрических и индуктивных сопротивлений, обеспечения равномерной плотности тока, а также снижения добавочных потерь в обмотках. Раскладку разрезанных проводов, в отношении которых выполняют транспозицию, производят согласно заранее заданной схеме, при этом концы проводов (еще до их соединения между собой) выводят через горизонтальный канал 5 и располагают за пределами наружного диаметра обмотки. Концы 4 разрезанных проводов 2 соединяют (например, сваркой или пайкой) между собой по заданной схеме. Соединение сваркой или пайкой является предпочтительным с точки зрения технологичности и надежности. При этом технологически предпочтительнее соединять сваркой или пайкой концы проводов, когда эти концы выведены за пределы наружного диаметра обмотки (фиг. 2). Соединение между собой концов разрезанных проводов при выполнении транспозиции обеспечивает уменьшение осевого габарита обмотки. На соединенные между собой концы 4.1 и 4.2 разрезанных проводов 2.1 и 2.2 надевают термоусаживаемую трубку 7 (фиг. 2, 3). Необходимо отметить, что в местах обмоточных переходов 8 термоусаживаемые трубки 9 размещают в процессе намотки проводника, так как термоусаживаемая трубка (до температурного воздействия на нее) является гибким элементом и при намотке проводника может быть протянута по проводнику и размещена на изогнутом участке 8 провода. Диаметр термоусаживаемой трубки выбирают таким образом, чтобы иметь возможность свободно разместить в трубчатом элементе соединенные между собой концы проводов, в отношении которых выполнена транспозиция, либо установить трубку на участке изгиба отдельного провода. После соединения концов проводов и размещения их в термоусаживаемой трубке соединенные концы могут быть оставлены расположенными за пределами наружного диаметра обмотки (фиг. 2) либо загнуты внутрь горизонтального канала (т.е. расположены внутри канала, фиг. 1), чтобы исключить случайные механические повреждения внешними предметами. Также следует обратить внимание, что после соединения концов разрезанных проводов их можно сначала заизолировать, а уже заизолированные соединенные концы разместить внутри трубчатого элемента, что обеспечит повышение как механической, так и диэлектрической прочности соединения. Термоусадка трубки может быть осуществлена на заключительном этапе изготовления обмотки, например, при выполнении технологической операции горячей сушки обмотки или в качестве отдельной технологической операции. При нагревании происходит усадка трубки, и она плотно обхватывает тот участок провода, на котором расположена.In the manufacture of a helical winding, wires are wound and concentrated transposition of parallel wires is performed. Transposition is performed in order to equalize the lengths of the wires, their electrical and inductive resistances, ensure a uniform current density, and reduce additional losses in the windings. The layout of the cut wires, in relation to which the transposition is performed, is carried out according to a predetermined scheme, while the ends of the wires (even before they are connected to each other) are led out through the horizontal channel 5 and located outside the outer diameter of the winding. The ends 4 of the cut wires 2 are connected (for example, by welding or soldering) to each other according to a predetermined pattern. Connection by welding or soldering is preferred in terms of manufacturability and reliability. At the same time, it is technologically preferable to connect the ends of the wires by welding or soldering, when these ends are brought out beyond the outer diameter of the winding (Fig. 2). The interconnection of the ends of the cut wires during transposition provides a reduction in the axial dimension of the winding. A heat-shrinkable tube 7 is put on the interconnected ends 4.1 and 4.2 of the cut wires 2.1 and 2.2 (Fig. 2, 3). It should be noted that in places of winding transitions 8, heat-shrinkable tubes 9 are placed in the process of winding the conductor, since the heat-shrinkable tube (before the temperature effect on it) is a flexible element and, when winding the conductor, can be stretched along the conductor and placed on the bent section 8 of the wire. The diameter of the heat-shrinkable tube is chosen in such a way as to be able to freely place in the tubular element the interconnected ends of the wires, in relation to which the transposition is performed, or to install the tube on the bend section of an individual wire. After connecting the ends of the wires and placing them in a heat-shrinkable tube, the connected ends can be left located outside the outer diameter of the winding (Fig. 2) or bent inside the horizontal channel (i.e. located inside the channel, Fig. 1) to prevent accidental mechanical damage external items. It should also be noted that after connecting the ends of the cut wires, they can first be insulated, and the already insulated connected ends can be placed inside the tubular element, which will increase both the mechanical and dielectric strength of the connection. Heat shrinking of the tube can be carried out at the final stage of winding manufacturing, for example, during the winding hot drying technological operation or as a separate technological operation. When heated, the tube shrinks, and it tightly wraps around the section of the wire on which it is located.

Таким образом, применение в заявляемом техническом решении трубчатого элемента, выполненного из электроизоляционного термоусаживаемого материала (термоусаживаемой трубки), обеспечивает по сравнению с прототипом упрощение конструкции, так как в прототипе применяется трубчатый элемент, выполненный из армированного волокном термореактивного полимера, содержащего два компонента, а также обеспечивает повышение технологичности конструкции, так как при изготовлении обмотки согласно заявляемой полезной модели термоусаживаемая трубка надевается на участок проводника (на соединенные между собой концы проводов и/или на участок обмоточного перехода), в то время как при изготовлении обмотки согласно прототипу необходимо отдельно подготовить каждый из двух компонентов армированного волокном термореактивного полимера, из которого выполняют усиливающий трубчатый элемент, и нанести каждый компонент на поверхность участка проводника, который подлежит усилению.Thus, the use in the claimed technical solution of a tubular element made of an electrically insulating heat-shrinkable material (heat-shrinkable tube) provides, in comparison with the prototype, a simplification of the design, since the prototype uses a tubular element made of a fiber-reinforced thermosetting polymer containing two components, as well as provides an increase in the manufacturability of the design, since in the manufacture of the winding according to the claimed utility model, the heat-shrinkable tube is put on the conductor section (on the interconnected ends of the wires and / or on the section of the winding transition), while in the manufacture of the winding according to the prototype, it is necessary to separately prepare each of two components of the fiber-reinforced thermosetting polymer from which the reinforcing tubular element is made, and applying each component to the surface of the conductor section to be reinforced.

В процессе работы электрического оборудования, в состав которого входит винтовая обмотка, например, электрического токоограничивающего реактора, при прохождении тока короткого замыкания проводник в местах обмоточных переходов подвергается действию изгибающих напряжений в результате действия магнитных сил Лоренца, что может привести к деформации проводника вплоть до его механического повреждения. Применение трубчатых элементов (термоусаживаемых трубок), находящихся на отдельных участках проводника, позволяет обеспечить необходимую механическую и диэлектрическую прочность проводника в условиях тяжелых режимов работы устройства (при повышенном напряжении, коротком замыкании и т.д.). During the operation of electrical equipment, which includes a helical winding, for example, an electric current-limiting reactor, when a short-circuit current passes, the conductor in the places of winding transitions is subjected to bending stresses as a result of the action of Lorentz magnetic forces, which can lead to deformation of the conductor up to its mechanical damage. The use of tubular elements (heat-shrinkable tubes) located in separate sections of the conductor makes it possible to provide the necessary mechanical and dielectric strength of the conductor under severe operating conditions of the device (at high voltage, short circuit, etc.).

Кроме того, следует отметить, что при изготовлении обмотки, в частности, при выполнении транспозиции, проводники подвергаются механическому воздействию, например, изгибанию, в результате чего изоляция, покрывающая провод, может получить как явные механические повреждения (надрыв изоляции), так и визуально незаметные повреждения, но которые могут впоследствии привести к пробою и расплавлению изоляции. В этом случае наличие трубчатого элемента (термоусаживаемой трубки) на участке провода с поврежденной изоляцией обеспечит необходимые диэлектрические характеристики провода в процессе работы электрооборудования. In addition, it should be noted that during the manufacture of the winding, in particular, during transposition, the conductors are subjected to mechanical stress, for example, bending, as a result of which the insulation covering the wire can receive both obvious mechanical damage (insulation tear) and visually imperceptible damage, but which can subsequently lead to breakdown and melting of the insulation. In this case, the presence of a tubular element (heat-shrinkable tube) in the section of the wire with damaged insulation will provide the necessary dielectric characteristics of the wire during the operation of the electrical equipment.

Выполнение заизолированных соединенных между собой концов проводов, в отношении которых выполнена транспозиция, находящимися в термоусаживаемой электроизоляционной трубке обеспечивает высокую механическую и диэлектрическую прочность указанных соединенных концов проводов и тем самым защищает от возможных внешних механических воздействий (царапин, повреждений), а также от пробоя и оплавления изоляции (например, при попадании посторонних металлических предметов на проводник, которые при нахождении в магнитном поле могут нагреваться и нагревать при этом изоляцию провода). The implementation of the insulated interconnected ends of the wires, in relation to which the transposition is performed, located in a heat-shrinkable electrical insulating tube provides high mechanical and dielectric strength of these connected ends of the wires and thereby protects against possible external mechanical influences (scratches, damage), as well as from breakdown and melting insulation (for example, when foreign metal objects get on the conductor, which, when in a magnetic field, can heat up and heat the wire insulation).

Иногда посторонние металлические предметы могут попадать и в канал транспозиции (горизонтальный канал, сформированный между витками обмотки), в связи с чем (для обеспечения высокой диэлектрической прочности) после раскладки проводов транспозиции и их подготовки к сварке (зачистки концов проводов) на каждый проводник надевают термоусаживаемую трубку от места выхода проводника из слоя до начала участка, подготовленного под сварку.Sometimes foreign metal objects can also get into the transposition channel (a horizontal channel formed between the turns of the winding), and therefore (to ensure high dielectric strength) after laying out the transposition wires and preparing them for welding (stripping the ends of the wires), each conductor is put on a heat-shrinkable tube from the exit point of the conductor from the layer to the beginning of the section prepared for welding.

Таким образом, как следует из вышеприведенных сведений, предлагаемое выполнение винтовой обмотки обеспечивает по сравнению с прототипом более простое конструктивное выполнение и обусловленное этим повышение технологичности конструкции при обеспечении механической и диэлектрической прочности изоляции проводов. Thus, as follows from the above information, the proposed implementation of the helical winding provides, compared with the prototype, a simpler design and the resulting increase in the manufacturability of the design while ensuring the mechanical and dielectric strength of the insulation of the wires.

Claims (7)

1. Винтовая обмотка, характеризующаяся тем, что содержит витки, каждый из которых содержит параллельные провода, образующие ряды, расположенные в радиальном направлении; между рядами выполнена сосредоточенная транспозиция параллельных проводов, причем параллельные провода, в отношении которых выполнена упомянутая транспозиция, разрезаны, а их концы соединены между собой; при этом соединенные между собой концы разрезанных проводов размещены внутри трубчатого элемента, выполненного из электроизоляционного термоусаживаемого материала.1. A helical winding, characterized in that it contains turns, each of which contains parallel wires forming rows located in the radial direction; between the rows, a concentrated transposition of parallel wires is made, and the parallel wires, in respect of which said transposition is performed, are cut, and their ends are interconnected; at the same time, the interconnected ends of the cut wires are placed inside a tubular element made of an electrically insulating heat-shrinkable material. 2. Винтовая обмотка по п. 1, характеризующаяся тем, что концы разрезанных проводов, в отношении которых выполнена транспозиция, соединены между собой посредством сварки.2. Screw winding according to claim 1, characterized in that the ends of the cut wires, in respect of which the transposition is performed, are interconnected by welding. 3. Винтовая обмотка по п. 1, характеризующаяся тем, что концы разрезанных проводов, в отношении которых выполнена транспозиция, соединены между собой посредством пайки.3. Screw winding according to claim 1, characterized in that the ends of the cut wires, in respect of which the transposition is performed, are interconnected by soldering. 4. Винтовая обмотка по п. 1, характеризующаяся тем, что участки проводов в местах обмоточных переходов выполнены размещенными внутри трубчатых элементов, выполненных из электроизоляционного термоусаживаемого материала. 4. Helical winding according to claim 1, characterized in that the sections of wires in the places of winding transitions are made placed inside tubular elements made of electrically insulating heat-shrinkable material. 5. Винтовая обмотка по п. 1, характеризующаяся тем, что соединенные между собой концы разрезанных проводов заизолированы и размещены внутри трубчатого элемента, выполненного из электроизоляционного термоусаживаемого материала.5. Screw winding according to claim 1, characterized in that the interconnected ends of the cut wires are insulated and placed inside a tubular element made of electrically insulating heat-shrinkable material. 6. Винтовая обмотка по п. 1, характеризующаяся тем, что между ее соседними витками выполнен горизонтальный канал, через который проходят провода, в отношении которых выполнена транспозиция, при этом соединенные между собой концы разрезанных проводов расположены за наружным диаметром винтовой обмотки.6. A screw winding according to claim 1, characterized in that between its adjacent turns a horizontal channel is made through which the wires pass, in relation to which the transposition is performed, while the interconnected ends of the cut wires are located behind the outer diameter of the screw winding. 7. Винтовая обмотка по п. 1, характеризующаяся тем, что между ее витками выполнен по меньшей мере один горизонтальный канал, в котором расположены соединенные между собой концы разрезанных проводов, в отношении которых выполнена транспозиция, при этом соединенные между собой концы разрезанных проводов не выступают за наружный диаметр винтовой обмотки. 7. Screw winding according to claim 1, characterized in that at least one horizontal channel is made between its turns, in which the interconnected ends of the cut wires are located, in relation to which the transposition is performed, while the interconnected ends of the cut wires do not protrude for the outer diameter of the screw winding.
RU2022102593U 2022-02-03 2022-02-03 SCREW WINDING WITH INSULATION OF CONNECTED WIRE ENDS RU210759U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2022102593U RU210759U1 (en) 2022-02-03 2022-02-03 SCREW WINDING WITH INSULATION OF CONNECTED WIRE ENDS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2022102593U RU210759U1 (en) 2022-02-03 2022-02-03 SCREW WINDING WITH INSULATION OF CONNECTED WIRE ENDS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU210759U1 true RU210759U1 (en) 2022-04-29

Family

ID=81459058

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2022102593U RU210759U1 (en) 2022-02-03 2022-02-03 SCREW WINDING WITH INSULATION OF CONNECTED WIRE ENDS

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU210759U1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU80624U1 (en) * 2008-04-17 2009-02-10 Сергей Вадимович Арфаницкий SCREW winding
RU2387037C1 (en) * 2008-04-15 2010-04-20 Сергей Вадимович Арфаницкий Helical winding and method of its production
US8154374B2 (en) * 2009-11-05 2012-04-10 Abb Technology Ltd. Transformer winding and a method of reinforcing a transformer winding
CN102969144A (en) * 2012-12-17 2013-03-13 江苏亨特集团华特电气有限公司 Double-layer cylindrical winding technique for low-voltage coils of transformer
RU188932U1 (en) * 2019-04-05 2019-04-29 Сергей Александрович Моляков SCREW WINDOW

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2387037C1 (en) * 2008-04-15 2010-04-20 Сергей Вадимович Арфаницкий Helical winding and method of its production
RU80624U1 (en) * 2008-04-17 2009-02-10 Сергей Вадимович Арфаницкий SCREW winding
US8154374B2 (en) * 2009-11-05 2012-04-10 Abb Technology Ltd. Transformer winding and a method of reinforcing a transformer winding
CN102969144A (en) * 2012-12-17 2013-03-13 江苏亨特集团华特电气有限公司 Double-layer cylindrical winding technique for low-voltage coils of transformer
RU188932U1 (en) * 2019-04-05 2019-04-29 Сергей Александрович Моляков SCREW WINDOW

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7598458B2 (en) Super-conductive cable
US4538131A (en) Air-core choke coil
EP2320440B1 (en) Transformer winding and a method of reinforcing a transformer winding
KR101102100B1 (en) Optical fiber composite electrical power cable
US20020046875A1 (en) Insulation of stator windings with shrink-on sleeves
CZ385998A3 (en) Insulated conductor for very high tension and process for producing thereof
CN111613384B (en) CICC conductor of ReBCO high-temperature superconducting tape and manufacturing method thereof
RU210759U1 (en) SCREW WINDING WITH INSULATION OF CONNECTED WIRE ENDS
CN1734874A (en) Equal diameter connector of power cable
RU191167U1 (en) Electric cable for control and monitoring circuits
US6023216A (en) Transformer coil and method
CN1571075A (en) A double winding cable for electromagnetic induction device
RU200839U1 (en) High-frequency minelayer reactor
RU192247U1 (en) Electric cable for control and monitoring circuits
JP3754879B2 (en) Superconducting cable analysis method
RU2579318C2 (en) Core for wire overhead power lines
JP3698623B2 (en) Superconducting cable
CN219066493U (en) Equipotential treatment equipment for optical fiber reinforced core of photoelectric composite high-voltage cable
Dunsheath 33,000-volt cables with metal-sheathed cores, with special reference to the SL type
Caspi LBNL Cos-theta Nb 3 Sn Dipole Magnet D20
CN111584137B (en) Low-induction-voltage submarine cable and preparation method thereof
RU2371796C1 (en) Method of producing electric insulator and electric insulator produced thereby
KR100540782B1 (en) Method for manufacturing the superconducting power transmission cable
Zlobin et al. Development of a Bi2212 Dipole Insert at Fermilab
WO2020225628A1 (en) Electrical cable for control and monitoring circuits