專利名稱：主動場磁屏蔽油浸變壓器的制作方法
技術領域：
所屬領域本實用新型涉及一種電力變壓器。
背景技術：
1997年3月25日國家環(huán)保局第18號令發(fā)布《電磁輻射環(huán)境保護管理辦法》附件中(第二項)工頻強輻射系統(tǒng)1、電壓在100KV以上送變電系統(tǒng)；2、電流在100安倍以上的工頻設備；3、輕軌和干線電氣化鐵道。建議上列建設項目應在立項前辦理環(huán)境保護申報登記手續(xù)，使用上列電磁輻射設備應在購置設備前辦理環(huán)境保護申報登記手續(xù)。
隨著國民經濟的不斷發(fā)展，城市用電量逐年增加，許多高電壓、大電流的變壓器等工頻電力設備的安裝地點正逐漸進入市內。特別是近年來由于城區(qū)的不斷擴大以及城市電網改造的需要，一些變電站有時要建在靠近居民區(qū)處或直接建在居民區(qū)內。變壓器是工頻強輻射設備，是工頻交變電磁場源，其電磁漏能以電磁波的形式向空間傳播、輻射。變壓器的連續(xù)運行產生的電磁污染對變壓器以外的生物機體、空氣、儀器設備產生影響，對人及環(huán)境產生危害。
在大型變壓器設計和制造中，存在漏磁場和局部過熱等一系列復雜問題。近十年來，變壓器繞組漏磁分布，局部過熱和屏蔽問題是國內外變壓器制造業(yè)中廣泛開展的科研課題之一，美國曾研究用塑料等合成材料代替金屬油箱，在不同程度解決了漏磁和局部過熱問題；在變壓器油箱局部布置磁屏蔽已是普遍采用的技術，目的是使漏磁通盡可能不穿入油箱鋼板，避免在油箱中產生大的損耗和局部過熱。但是在合理設計一種能把電磁漏場電磁漏能控制在變壓器內部，從根本上防止電磁漏場、電磁漏能的外泄，達到防治電磁污染之目的變壓器，至今未見出版物的任何報導及公用方面的任何信息。
在變壓器油箱中采用磁屏蔽技術，從結構上分析，普遍是局部布置在變壓器繞組周圍漏磁通場強較高的部位，都是采用平面鋪設的方式，把平板型磁屏蔽固定在油箱上，磁屏蔽與油箱之間無間隙，而且制造工藝復雜。變壓器雜志1997.34(1)-38～40，作者劉鳳和，題名《變壓器磁屏蔽》一文敘述了很好消化引進國外變壓器磁屏蔽的結合技術，并取得了良好的效果的實例，其磁屏蔽結構為平板型，變壓器雜志2004.41(11)-33～36，作者吳錦華，題名《一臺500KV變壓器色譜異常的分析》一文分析了一臺日本東芝生產的變壓器的故障原因是磁屏蔽與油箱表面接觸不良產生低能量間歇性放電造成的，展示的磁屏蔽結構也是平板型的。
上述兩篇文章敘述的變壓器磁屏蔽都是局部鋪設在油箱上的平板型磁屏蔽，既硅鋼片的平面與油箱平面平行，而且局部布置，雖然在降低油箱附加損耗，防止油箱局部過熱，改善變壓器運行條件效果是明顯的，但其磁屏蔽是平板型，磁阻較大，漏磁通不能順利流過，致使一些漏磁通與未設磁屏蔽部分的漏磁通疊加在一起流入磁屏蔽以外的油箱中產生附加損耗，一些漏磁通外泄在空氣中造成電磁污染。由于漏磁通穿過硅鋼片平面，在磁屏蔽中引起較大的渦流損耗，而磁屏蔽本身也會產生局部過熱。曾出現(xiàn)過在一種產品上設置平板型磁屏蔽后的損耗比不設平板型磁屏蔽的損耗大近4倍，溫升也高許多的實例。山東電力技術2001年第3期73～74頁，作者蘇岳卿等，題名《提高500KV變壓器質量的措施和建議》一文中建議要注意防止磁屏蔽本身的局部過熱。
發(fā)明內容
本實用新型的目的是要提供一種主動場磁屏蔽油浸變壓器，它能有效地把電磁漏場電磁漏能控制在變壓器內部，從根本上防止電磁漏場電磁漏能外泄，防治電磁污染，減少對人及環(huán)境的危害，而且附加損耗更低。
為達到上述目的，本實用新型是在現(xiàn)有的油浸變壓器器身繞組周圍的前面、后面、左面、右面與油箱之間設置高于繞組高度與變壓器器身長、寬相應的磁屏蔽墻。磁屏蔽墻采用優(yōu)質晶粒取向硅鋼片制作，硅鋼片剪成長條形、豎放，硅鋼片的平面垂直于油箱平面，此時硅鋼片的寬度成為磁屏蔽墻的厚度，數張很薄的硅鋼片沿著厚度方向壘疊在一起成為磁屏蔽墻的寬度，硅鋼片邊緣朝向漏磁場，繞組漏磁通沿著硅鋼片的邊緣順著硅鋼片晶粒取向的碾壓方向流通，磁阻極小。在50周波工頻下，電磁波在磁導率很高，磁阻極小的硅鋼片內比在銅、鋁中衰減快許多，在幾毫米內就完全停息。每面磁屏蔽墻的硅鋼片中設置有導電良好的接地片，所有磁屏蔽墻的接地片連通在一起后一點有效接地，這樣就有效地把電磁漏場電磁漏能控制在變壓器內部，從根本上防止電磁漏場電磁漏能的外泄，達到防治電磁污染之目的，使其不對變壓器以外的生物機體、空氣、儀器設備產生影響，減少對人及環(huán)境的危害。
由于磁屏蔽墻采用優(yōu)質晶粒取向硅鋼片制作，硅鋼片剪成長條形、豎放，硅鋼片的平面垂直于油箱平面，此時硅鋼片的寬度成為磁屏蔽墻的厚度，硅鋼片的邊緣朝向漏磁場，繞組漏磁通沿著硅鋼片的邊緣順著硅鋼片晶粒取向的碾壓方向流通，磁阻極小，磁屏蔽墻選用較低磁密，磁密值在8500～11000高斯，附加損耗低、噪聲小，磁屏蔽墻不會產生局部過熱。
繞組與磁屏蔽墻之間留有間隙，間隙由不同的電網系統(tǒng)額定電壓的工頻試驗電壓值與雷電沖擊試驗電壓值所確定，系統(tǒng)額定電壓6～750KV時間隙范圍在20～600mm；磁屏蔽墻與油箱之間也留有間隙，間隙范圍在10～200mm。利用硅鋼片、間隙、油箱磁導率不同的特性，在空間位置的不同，漏磁通因企圖通過磁阻最小的路徑而有效地進入磁屏蔽墻內，而不會進入油箱等金屬結構件中而產生附加損耗引起油箱局部過熱，也不會產生低能量間歇性放電。在超銘牌額定值1.3倍負荷下，不會使變壓器漏磁通與主磁通疊加在一起使變壓器過勵磁能力受到限制。
由于磁屏蔽墻與油箱之間留有間隙不會妨礙油箱內絕緣介質油與油箱外散熱器或冷卻器中絕緣介質油的連通、交換、循環(huán)，也不會因在結構設計中要考慮油箱內絕緣介質油與油箱外散熱器或冷卻器絕緣介質油的連通、交換、循環(huán)而影響磁屏蔽墻的設置及磁屏蔽墻的整體性。
本實用新型特別適用高電壓、大電流、大容量的油浸變壓器。變壓器容量大，變壓器器身，油箱面積大，磁屏蔽墻采用拼裝結構，做成數塊或數十塊，拼裝組合在一起，組成整體磁屏蔽墻。
圖1為本實用新型的外型主、俯、左三視圖；圖2為圖1俯視圖沿A-A線的剖視圖；圖3為圖1主視圖沿B-B線的剖視圖；圖4為磁屏蔽墻的主、俯、左三視圖。
具體實施方案
圖2、圖3所示，變壓器器身由一個45°全斜接縫的三相心式鐵芯13，鐵芯13每相心柱上套裝有低壓繞組11，高壓繞組12各1個。鐵芯下鐵軛兩側的低壓下夾件9B和高壓下夾件9A(圖中未畫出)，兩端各開2個圓孔3D，用4根夾螺桿7B、螺母5C，通過圓孔3D用低壓下夾件9B和高壓下夾件9A把鐵芯下鐵軛夾緊。
每件兩端焊有螺栓4B的底腳8兩件，通過低壓下夾件9B、高壓下夾件9A上的孔3C、螺母5D把底腳8安裝在高壓下夾件9A和低壓下夾件9B上。
鐵芯上鐵軛兩側的高壓上夾件10A(圖2中未畫出，圖3中畫出)、低壓上夾件10B兩端各開2個圓孔3D，用4根夾螺桿7B、螺母5C，通過孔3D用高壓上夾件10A、低壓上夾件10B把鐵芯上鐵軛夾緊。
在高壓下夾件9A、高壓上夾件10A、低壓下夾件9B、低壓上夾件10B上各開8個孔3E，高、低壓側各用4根拉螺桿7C穿過高低壓上下夾件上的孔3E，用螺母5E、高低壓上下夾件把套裝在鐵芯心柱上的高低壓繞組拉緊。這樣變壓器內臟主體磁路部分鐵芯、電氣部分繞組，通過夾件、底腳、夾螺桿、拉螺桿、螺母用機械方式連接緊固成一個整體部件，變壓器器身。
在圖2、圖3中長方形波紋油箱1的外部四周的波紋箱壁及其下端的箱底和上端的箱沿1A是焊接成一體的。本實用新型是在變壓器器身繞組周圍的前面、后面、左面、右面四周如圖3所示與油箱1之間設置高于繞組高度與變壓器器身長寬相應的圖4所示的磁屏蔽墻6，在圖4中矩形磁屏蔽墻6中間是長條形優(yōu)質晶粒取向的硅鋼片61，此時硅鋼片的寬度成為磁屏蔽墻的厚度，數張很薄的硅鋼片沿著厚度方向壘疊在一起成為磁屏蔽墻6的寬度。長條形硅鋼片61兩側是長條形絕緣板63，長條形絕緣板兩外側是長條形鋼板條64，在長條形絕緣板63和長條形鋼板條64兩端伸出部分上有2個圓孔3B，長條形硅鋼片61，長條形絕緣板63，長條形鋼板條64迭加在一起，在當中適當位置有3個圓孔3F，在孔3F中裝有絕緣管65，用螺桿7A穿過絕緣管65，用螺母5B把硅鋼片61、絕緣板63、鋼板條64緊固連接成圖4所示的矩形磁屏蔽墻6，此時磁屏蔽墻6中的硅鋼片61與鋼板條64，螺桿7A是絕緣的。在硅鋼片61中靠近絕緣板63處放置1個很薄的導電良好的銅帶作為磁屏蔽墻6的接地片62，接地片62一端開一個孔3B，以便接地用。磁屏蔽墻選用較低磁密，磁密值為8500～11000高斯。
焊接在圖2、圖3所示的油箱1四周內壁上位置，大小與矩形磁屏蔽墻兩邊上絕緣板63，鋼板條64兩端伸出部分上的圓孔3B對應的支架2上有圓孔3A，用螺栓4A、螺母5A，通過圓孔3A、3B把矩形磁屏蔽墻連接固定在油箱1四周的內壁上，并使該矩形磁屏蔽墻6距油箱1內壁的間隙為10～200mm。每面磁屏蔽墻的接地片62相互連通，在合適位置通過一個接地片62一端的孔3B用螺栓4A與支架2連通，使所有磁屏蔽墻一點通過油箱有效接地，接地片也可用瓷套引出接地。
變壓器容量大、變壓器器身，油箱面積大，磁屏蔽墻采用拼裝結構，做成數塊或數十塊圖4所示的磁屏蔽墻，拼裝組合在一起組成整體磁屏蔽墻。
圖2所示的低壓、零相瓷套17、高壓瓷套18是固定在箱蓋15上，高低壓繞組出線、零相出線通過高低壓引線、零相引線、高低壓導電桿、零相導電桿分別穿過各自相對應的瓷套引出外部。箱蓋15內壁上焊接著4個吊架14，吊架上有圓孔3H，高壓上夾件10A、低壓上夾件10B上有位置相對應的孔3G，用吊螺桿7D、螺母5F，通過圓孔3G、圓孔3H，把變壓器器身與箱蓋15連接固定成一體，一起放入裝著絕緣介質油16的油箱1內當中，并使變壓器器身與磁屏蔽墻6之間留有間隙，間隙范圍在20～600mm。箱蓋15與箱沿1A用螺栓緊固在一起。
通過上述具體實施方案，就構成了主動場磁屏蔽油浸變壓器，而且制造工藝簡單，極易實現(xiàn)。
本實用新型特別適用高電壓、大電流的油浸變壓器，不局限于上述的三相心式鐵芯雙繞組油浸變壓器，同樣適用于立體三角形鐵芯，單相、自耦、多繞組、無勵磁調壓、有載調壓油浸電力變壓器；也適用于電爐、變流或其他油浸變壓器。只要在變壓器器身繞組周圍與油箱之間設置了用硅鋼片制作，硅鋼片平面垂直于油箱平面、豎放，硅鋼片邊緣朝向漏磁場，繞組漏磁通流通方向與硅鋼片晶粒取向的碾壓方向一致的環(huán)形跑道狀、餅狀或其他適用形狀的磁屏蔽，這些變換均落在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種主動場磁屏蔽油浸變壓器，主要由油箱、導電桿、絕緣瓷套管、絕緣介質油、變壓器器身組成，而變壓器器身則由一個三相心式鐵芯(13)，鐵芯每相心柱上套裝有低壓繞組(11)，高壓繞組(12)用夾件、螺桿、螺母、底腳把鐵芯繞組連接緊固而成，其特征是在變壓器器身繞組周圍的前面、后面、左面、右面四周與油箱(1)之間設置高于繞組高度與變壓器器身長、寬相應的磁屏蔽墻(6)，器身與磁屏蔽墻(6)之間留有間隙，磁屏蔽墻(6)采用優(yōu)質晶粒取向硅鋼片制作，選用較低磁密，硅鋼片剪成長條形、豎放，硅鋼片(61)的平面垂直于油箱平面，此時硅鋼片(61)的寬度成為磁屏蔽墻(6)的厚度，數張很薄的硅鋼片沿著厚度方向壘疊在一起成為磁屏蔽墻(6)的寬度，硅鋼片(61)的邊緣朝向漏磁場，繞組漏磁通沿著硅鋼片(61)的邊緣順著硅鋼片晶粒取向的碾壓方向流通，磁阻極小，磁屏蔽墻(6)的兩邊上絕緣板(63)，鋼板條(64)兩端伸出部分上的圓孔(3B)，與之相對應的焊接在油箱(1)內壁上的支架(2)上有圓孔(3A)，用螺栓(4A)，螺母(5A)，通過圓孔(3A)，圓孔(3B)把磁屏蔽墻(6)連接固定在油箱(1)四周的內壁上，并使磁屏蔽墻(6)與油箱(1)內壁之間留有間隙，磁屏蔽墻(6)中的硅鋼片(61)與鋼板條(64)，螺桿(7A)是絕緣的，每面磁屏蔽墻的接地片(62)相互連通，在合適位置通過一個接地片(62)一端的孔(3B)用螺栓(4A)與焊接在油箱(1)上的支架(2)連通，使所有磁屏蔽墻一點通過油箱(1)有效接地，接地片(62)也可用瓷套引出接地，變壓器容量大，器身油箱面積大，磁屏蔽墻采用拼裝結構，做成數塊或數十塊拼裝組合在一起組成整體磁屏蔽墻。
2.根據權利要求1所述的主動場磁屏蔽油浸變壓器，其特征是磁屏蔽墻(6)的磁密值為8500～11000高斯。
3.根據權利要求1所述的主動場磁屏蔽油浸變壓器，其特征是磁屏蔽墻(6)距油箱(1)內壁的間隙為10～200mm，磁屏蔽墻(6)距變壓器器身的間隙為20～600mm。
專利摘要本實用新型公開了電力變壓器的一種主動場磁屏蔽油浸變壓器。在變壓器器身繞組的周圍與油箱(1)之間設置與器身長、寬相應，高于繞組高度的磁屏蔽墻(6)，并使磁屏蔽墻一點有效接地。這樣就有效地把電磁漏場電磁漏能控制在變壓器內部，從根本上達到防治電磁污染之目的，使其不對變壓器以外的生物機體、空氣、儀器設備產生影響，減少對人及環(huán)境的危害。油箱(1)與磁屏蔽墻(6)本身無局部過熱，附加損耗更低，在超銘牌1.3倍額定負荷下變壓器過勵磁能力不會受到限制。
文檔編號H01F27/36GK2831360SQ20052010449
公開日2006年10月25日 申請日期2005年8月14日 優(yōu)先權日2005年8月14日
發(fā)明者文浩, 文澤寶 申請人:文浩