一種箔繞干式變壓器及其生產方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種輸變電裝置，特別涉及一種變壓器。
【背景技術】
[0002]環氧樹脂絕緣干式變壓器是電力網中的重要電氣設備，現有技術中，有一種防水環氧樹脂澆注干式變壓器，其結構主要包括有變壓器鐵芯、低壓繞組、高壓繞組、鐵芯穿心螺桿；變壓器鐵芯由所述鐵芯穿心螺桿固定，所述低壓繞組套裝在所述變壓器鐵芯上，高壓繞組位于所述低壓繞組之外；低壓繞組和高壓繞組繞制后均澆注在環氧樹脂層內，低壓繞組和高壓繞組的表面噴涂有防水絕緣漆；變壓器鐵芯表面整體刷有防水漆。當繞組發生突發短路時，至少有一個低壓繞組的端部線匝受到向兩端拉伸的較大力的作用，因此現有技術中變壓器的繞組軸向必須壓緊，從而保證繞組在通過大電流時不變形；為了能良好固定高壓繞組和低壓繞組，采用的做法全部是在高壓繞組和低壓繞組的軸向方向上采用壓緊塊，將高壓繞組和低壓繞組壓緊；但是在瞬間大電流經過時，由于低壓繞組受到較大的向兩端拉伸的軸向力作用，在兩端被壓緊塊固定的情況下，其產生的反作用力會導致低壓繞組的絕緣層局部被破壞，形成局部放電，最終會使得低壓繞組被貫穿性擊穿。因此，現有技術中的低壓繞組的軸向固定和留有伸縮余量之間是一種不可調和的矛盾。
[0003]箔繞式變壓器是在現有的變壓器的基礎上發展而來，其繞組采用箔式繞線方式進行繞制，箔式繞線是以不同厚度的銅或鋁箔帶為導體，以寬帶狀的絕緣材料為層間絕緣，以窄帶狀的絕緣材料為端絕緣，在箔式繞線機上一次完成卷繞，形成卷狀線圈。目前的箔繞式變壓器的高壓繞組、低壓繞組全部在真空中澆注環氧樹脂并固化。同時，在安裝時，低壓繞組及高壓繞組的兩端均被固定。

【發明內容】

[0004]本發明的目的之一是提供一種箔繞干式變壓器，使其能承受更大的電流，低壓繞組不易被擊穿。
[0005]本發明的目之一的是這樣實現的:一種箔繞干式變壓器，包括鐵芯、低壓繞組和高壓繞組；所述低壓繞組套裝在所述鐵芯外，高壓繞組位于所述低壓繞組外；高壓繞組為澆注在環氧樹脂絕緣體內的繞線繞組；所述低壓繞組由厚度為0.5~2.2mm的整張銅箔和絕緣層雙層卷繞而成，鐵芯兩端的兩側分別設有夾緊鐵芯的夾緊件，高壓繞組的兩端面上分別設有夾持住高壓繞組的絕緣墊塊，所述絕緣墊塊與夾緊件相固定，低壓繞組的一端軸向抵觸在任意一個絕緣墊塊上，低壓繞組的另一端軸向為自由端；鐵芯外周和低壓繞組之間設有若干支撐條，低壓繞組兩端在徑向方向上與絕緣墊塊配合安裝。
[0006]本發明中，僅低壓繞組采用箔繞機構，高壓繞組仍采用繞線式結構；低壓繞組由厚度為0.5~2.2mm的整張銅箔和絕緣層雙層卷繞而成，低壓繞組的一端被固定，另一端為自由端，其與鐵芯之間采用支撐條支撐固定，在受到大電流作用尤其是在短路時，高壓繞組受從兩端向中部的壓縮力，同時其徑向受到向外的張力；低壓繞組兩端受軸向的拉伸力，同時其徑向受向內的張力，低壓繞組軸向方向的力可相互抵消，且銅箔具有足夠的抗拉強度，保證了低壓繞組的可靠性；低壓繞組在軸向方向上長度大，而在徑向方向上尺寸小，由于低壓繞組只有一端被固定，其軸向方向上變形時可具有一定的伸縮余地，徑向方向受到支撐條作用，可保持其結構完好。由于箔繞式變壓器是在現有的繞線式變壓器的基礎上發展而來，因此，在習慣的影響下，現有技術中對箔繞式變壓器的低壓繞組和高壓繞組仍舊采用軸向固定的方式進行安裝。因為其不需要更改變壓器的其他結構，同時，在正常使用中，也不會有比現有繞線式變壓器有更多的不足，采用軸向固定高壓繞組和低壓繞組已經成為行業內的固有習慣。基于上述原因，技術人員沒有動力去進一步研究和改進箔繞式變壓器。偶有變壓器被擊穿而損壞的，技術人員也會認為這是因為短路等原因的大電流擊穿絕緣導致的損壞，而不會認為是絕緣本身先受到破壞而導致的擊穿。本發明打破了傳統的慣性思維，盡管其結構簡單，但其取得了意想不到的效果。本發明使用可靠，壽命長，能承受較大的過載電流而不會被擊穿。
[0007]作為本發明的進一步改進，絕緣層為預浸環氧樹脂604的DMD絕緣紙，所述環氧樹脂604中添加有芳香族胺固化劑；所述DMD絕緣紙厚度為0.12~0.2mm ;浸膠烘干后形成的環氧樹脂絕緣層的單面厚度為0.05~0.08mm。DMD絕緣紙本身具有良好的抗拉強度，預浸環氧樹脂的目的是為了在一定溫度下，使環氧樹脂熔化后再固化，達到良好的絕緣性能。
[0008]為便于生產，所述低壓繞組和高壓繞組整體呈圓筒形。圓筒形為回轉結構，便于繞制。
[0009]本發明的目的之二是提供上述一種箔繞干式變壓器的生產方法，使其能提供足夠抗拉強度的低壓繞組，并將低壓繞組良好固定。
[0010]為此，本發明提供的一種箔繞干式變壓器的生產方法，包括如下步驟:
1)在DMD絕緣紙雙面預浸環氧樹脂絕緣膠，所述環氧樹脂絕緣膠由環氧樹脂604和芳香族胺固化劑混合而成，所述DMD絕緣紙厚度為0.12~0.2mm ;浸膠后將DMD絕緣紙烘干；烘干后形成的環氧樹脂絕緣層的單面厚度為0.05~0.08mm ；
2)將預浸環氧樹脂的DMD絕緣紙和銅箔在圓形的內模外進行繞制，采用雙層同步卷繞方式繞制成圓筒形，銅箔厚度為0.5~2.2mm ;卷繞時，在銅箔的始端和末端焊接出線銅排；
3)卷繞成型后連同內模一起將低壓繞組送入烘箱內，升溫至80~85°C，保溫2.5~3.5小時；再升溫至95~105°C，保溫1.5~2.5小時；使環氧樹脂絕緣層充分熔化；
4)再升溫到125~135°C，保溫6~10小時，固化劑與環氧樹脂604中的環氧基反應，變成網狀結構的大分子使環氧樹脂充分固化后，停止加溫，自然冷卻至常溫后出烘箱；
5)脫去內模后，組裝變壓器；組裝變壓器時，在低壓繞組和鐵芯之間插入支撐條，使支撐條將鐵芯和低壓繞組撐緊；同時，使低壓繞組的抵觸在一個絕緣墊塊上，保持低壓繞組的另一端為自由端，高壓繞組兩端均被絕緣墊塊所固定，低壓繞組兩端在徑向方向上經絕緣墊塊固定，絕緣墊塊固定在夾緊件上，夾緊件夾緊在鐵芯兩端兩側。
[0011]采用上述方法制造變壓器，其優勢主要體現在低壓繞組的生產及安裝上，所涂覆環氧樹脂604中含有環氧基、胺基等活性基團，其在中高溫時，固化成為不溶且不熔的熱固性成品。環氧基團則與金屬表面的游離鍵起反應，形成化學鍵，與銅箔粘結牢固，絕緣良好。芳香族胺固化劑為潛伏性固化劑，在125~135°C被激活，與環氧樹脂的環氧基等交聯反應，變成網狀結構的大分子，具有良好的機械強度。采用上述方法，低壓繞組不需要采用澆注環氧樹脂的方式進行生產，其生產速度快，間隙均勻且絕緣性能良好。
[0012]為保證銅箔端部的絕緣性能，所述DMD絕緣紙覆蓋寬度超出銅箔側邊5~10mm。在環氧樹脂熔化后再固化時，環氧樹脂可覆蓋銅箔的端部，達到絕緣良好的效果。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明結構示意圖。
[0014]圖2為本發明斷面結構示意圖。
[0015]圖3為低壓繞組和高壓繞組的受力狀況圖。
[0016]其中，1鐵芯，2夾緊件，3上絕緣墊塊，4低壓繞組，5高壓繞組，6下絕緣墊塊，6a臺階，7出線銅排，8支撐條。
【具體實施方式】
[0017]實施例1
如圖1-2所示，為一種箔繞干式變壓器，包括軸線直立設置的鐵芯1、低壓繞組4和高壓繞組5 ;低壓繞組4和高壓繞組5整體呈圓筒形，相應的鐵芯1也大致呈圓柱形，低壓繞組4套裝在所述鐵芯1外，高壓繞組5位于低壓繞組4外，兩者之間留有氣隙；高壓繞組5為澆注在環氧樹脂絕緣體內的繞線繞組；低壓繞組4由厚度為0.5~2.2mm的整張銅箔和絕緣層雙層卷繞而成，即銅箔和絕緣層疊合在一起進行卷繞，銅箔為一層，絕緣層為另一層，合計形成兩層進行同步卷繞而成，鐵芯1兩端的兩側分別設有夾緊鐵芯1的夾緊件2，高壓繞組5的兩端面上分別設有夾持住高壓繞組5的絕緣墊塊，分別為上端的上絕緣墊塊3和下端的下絕緣墊塊6，上絕緣墊塊3和下絕緣墊塊6與對應的夾緊件2相固定，低壓繞組4的一端軸向抵觸在下絕緣墊塊6上，低壓繞組4的上端軸向為自由端；鐵芯1外周和低壓繞組4之間設有若干支撐條8，支撐條8的長度與低壓繞組4的長度相當；低壓繞組4兩端在徑向方向上與上絕緣墊塊3和下絕緣墊塊6配合安裝，圖中，低壓繞組4外周插入上絕緣墊塊3的內孔中，下絕緣墊塊6上設有一個臺階6a，低壓繞組4下端外周貼靠在所述臺階6a上，形成徑向方向上的配合安裝，低壓繞組和高壓繞組通過出線銅排7引出。絕緣層為預浸環氧樹脂604的DMD絕緣紙，該環氧樹脂604中添加有芳香族胺固化劑，固化后，低壓繞組4形成一個整體，DMD絕緣紙厚度為0.12~0.2mm ;浸膠烘干后形成的環氧樹脂絕緣層的單面厚度為 0.05~0.08mm。
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