專利名稱：免模樹脂絕緣線圈繞組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)獨立權(quán)利要求的免模樹脂絕緣線圈繞組；制造這種 線圈繞組的方法、設(shè)備及設(shè)備的使用方法；以及配備有這種線圈繞組的 變壓器。
背景技術(shù)：
配電變壓器必須表現(xiàn)出對機械和熱應(yīng)力的良好耐抗性，機械和熱應(yīng) 力一方面與過載和短路條件有關(guān)，另一方面與不利的氣候條件有關(guān)。對 于所述應(yīng)用，現(xiàn)有技術(shù)是采用具有環(huán)氧樹脂絕緣線圏繞組的干式變壓 器，這些干式變壓器由紡紗式玻璃纖維增強且纏繞在一起。這種變壓器 在市面上可以從ABB購買到，商標(biāo)為RESIBLOC 。高的玻璃纖維含量度和熱沖擊^定性是有幫助t々。根據(jù)RESIBLCK^技術(shù)1々環(huán)氧樹脂絕緣 線團(tuán)通過交替施加繞組層和由連續(xù)玻璃纖維構(gòu)成的層制造。所述纖維被 浸漬到液態(tài)環(huán)氧樹脂池中，隨后將其纏繞到線圈繞組上。液態(tài)環(huán)氧樹脂 填充線圈繞組之間的空隙。在完成線圏繞制過程之后，將液態(tài)環(huán)氧樹脂 在烘箱中進(jìn)行固化，使其變成固體?，F(xiàn)有技術(shù)環(huán)氧樹脂絕緣變壓器表現(xiàn)出突出的產(chǎn)品性能。然而，其制 造卻是相當(dāng)勞動密集和成本密集的。應(yīng)用濕纖維導(dǎo)致的過多環(huán)氧樹脂必 須鋪展在線圈上或由操作員手動去除。為了與纖維紡紗技術(shù)相適應(yīng)，所用的環(huán)氧樹脂必須具有相對低的粘 度。為了保持均勻的樹脂分布，在最終的固化步驟中，線圈必須前后地 傾斜，直到已經(jīng)發(fā)生環(huán)氧樹脂絕緣基體的膠凝和凝固。如果不進(jìn)行這樣 的傾斜，環(huán)氧樹脂將滴落并積聚在線圏的底端。這個復(fù)雜的固化周期的 持續(xù)時間大于10小時，且不容易縮短。上述兩個原因?qū)е嘛@著的制造成本。此外，在開放的濕法工藝中， 液態(tài)環(huán)氧樹脂/酐預(yù)聚物混合物的手動應(yīng)用會使工人嚴(yán)重暴露于有毒的 化合物。另外，出于環(huán)境原因，必須恰當(dāng)?shù)靥幚淼粑词褂玫奈垂袒h(huán)氧樹脂。EP 1211052A1示出了用纖維增強塑料帶綁扎本體的方法和設(shè)備。纖 維增強熱塑性塑料帶未繞在巻軸上，是經(jīng)由熔融設(shè)備供給到加壓設(shè)備。 這種熱塑性聚合物帶被淺層熔化或表面熔化，隨后被壓到待綁扎的本體 上。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個目的在于，提供一種具有時間和成本效率的制造方 法，利用免模樹脂絕緣線圈繞組制造纖維增強線圈。此外，這種根據(jù)本 發(fā)明的方法在環(huán)境方面和操作安全性方面應(yīng)該是有利的。這些和其它問題通過權(quán)利要求1限定的本發(fā)明的方法、權(quán)利要求11 限定的線圈、權(quán)利要求12限定的變壓器、以及權(quán)利要求13和21限定 的制造設(shè)備及制造設(shè)備的使用方法得到解決。本發(fā)明用 一種技術(shù)代替了 紡紗式環(huán)氧預(yù)聚物預(yù)浸玻璃纖維的現(xiàn)有技術(shù)，在本發(fā)明使用的這種代替 技術(shù)中，是將嵌入在準(zhǔn)固態(tài)環(huán)氧樹脂基體內(nèi)或與準(zhǔn)固態(tài)環(huán)氧樹脂基體同 時輸送的連續(xù)纖維，例如以至少一個帶的形式，連續(xù)地施加到線圈繞組。在這種制造樹脂絕緣線圏的方法中，用固態(tài)聚合基體內(nèi)設(shè)置在線圈 上的纖維來增強線圈，其中繞組層和纖維/聚合物層交替地且重復(fù)地應(yīng) 用，其中纖維/聚合物層的應(yīng)用包括以下連續(xù)執(zhí)行的步驟熔融或活化包括纖維和固態(tài)聚合基體的至少 一 個連續(xù)帶的 一 段，和將該至少 一 個帶的熔融或活化段壓到線圈上。該至少一個帶可以為含有嵌入在固態(tài)聚合基體內(nèi)的纖維的纖維增 強帶，或分離的纖維帶和聚合基體帶。為了獲得線圈繞組的無空隙絕緣， 纖維增強帶或基體帶局部地升溫至其聚合物基體的熔點，或者以其他方 式(例如通過UV輻射或化學(xué)方式)活化，隨后被壓靠于繞組本體。由 于該帶僅在一小區(qū)域內(nèi)升溫或活化，因此在離開加熱或活化以及加壓區(qū) 后，熔融的或活化的聚合物基體快速地固化。術(shù)語"熔融"或"活化" 指的是通過物理和/或化學(xué)過程使得帶容易或易于結(jié)合到線圈上相鄰層 的任何過程。被壓到線圏上的所述帶的加熱及熔融或活化樹脂，在壓力作用下流 入線圏繞組間的空隙和間隙中，并將其填滿，從而使線圖繞組密封絕緣。 在離開加熱或活化和加壓設(shè)備之后，熔融或活化的環(huán)氧樹脂由于快速冷卻到熔點以下，因而會立刻停止流動并再次變成固態(tài) 對所完成的線圈進(jìn)行的固化能夠在烘箱內(nèi)實現(xiàn)。所需的固化時間顯 著短于現(xiàn)有技術(shù)所需的時間。不存在那種可能滴落或積聚在線圏底部的 全液態(tài)環(huán)氧樹脂。因而在固化周期中不需要傾斜線圏。因此，與現(xiàn)有技 術(shù)相比，得到的固化過程被顯著簡化和縮短。本發(fā)明的制造方法比現(xiàn)有技術(shù)的制造方法更快、勞動量更少且更具 成本效率。由于在制造期間不存在液態(tài)預(yù)聚合環(huán)氧樹脂，使得本發(fā)明必 然能夠因為提高了環(huán)境和操作安全性而區(qū)別于其他技術(shù)。


圖1示意性地示出了適于實施本發(fā)明方法的示例性設(shè)備；圖2示出了適于實施本發(fā)明方法的設(shè)備的另一實施例的細(xì)節(jié)；圖3示出了適于實施本發(fā)明方法的設(shè)備的又一實施例；圖4示出了具有低壓繞組和兩個次級繞組的已知變壓器設(shè)計；圖5示出了具有兩個反向旋轉(zhuǎn)的纏繞頭的纏繞設(shè)備的又一實施例。
具體實施方式
用于本發(fā)明的帶的合適的準(zhǔn)固態(tài)的聚合物或樹脂基體為例如B階 樹脂，如B階環(huán)氧樹脂。B階環(huán)氧樹脂(也稱為"乙階酚醛樹脂"或"半 熔酚g^樹脂")是為某些熱固樹脂反應(yīng)中的次級階段使用的術(shù)語。單體 已經(jīng)一定程度地聚合。加熱時，樹脂仍然能夠部分地處于液態(tài)，或者在 存在某些溶劑的情況下能夠溶脹，但是在沒有熱分解或沒有完全溶解的 情況下不能再熔融。纖維增強B階樹脂浸漬帶通常稱為"預(yù)浸，，帶，用于有效制造由包 含例如碳纖維的復(fù)合材料制成的產(chǎn)品。預(yù)浸帶可用聚合物和纖維的不同系統(tǒng)得到。除了上述預(yù)硬化環(huán)氣樹 脂之外，可用諸如氰酸酯樹脂和聚酰亞胺樹脂之類的樹脂制造預(yù)浸漬 體。這些硬質(zhì)塑料材料適于高溫，這是有利的。也使用諸如聚酯和聚丙 烯之類的熱塑性聚合物系統(tǒng)。這些類型的材料較為便宜，但在不損失機 械強度的情況下，不能用于高于約80。C的搡作溫度。也可使用上述聚 合物或樹脂的組合物。存在多種不同的有機和無機纖維材料，這些材料表現(xiàn)出大的抗張強度，因而適于復(fù)合材料且適用于本發(fā)明，例如玻璃纖維、石英纖維、芳族聚酰胺纖稚、大力馬(dynema)纖維(凝膠紡紗聚乙烯)、硼纖維、 氧化鋁纖維、碳化硅纖維、聚苯并咪唑(PBI)纖維、和玄武巖纖維。 也能夠使用上述類型的纖維的組合物。廣泛使用的碳纖維并不適用于本 發(fā)明，因為它們的歐姆電阻相對較低。預(yù)浸帶是通過用液態(tài)預(yù)聚物來浸 漬這些纖維，并且隨后對它們進(jìn)行預(yù)硬化來產(chǎn)生的?；瘜W(xué)硬化過程通過 快速降溫來停止。因而預(yù)浸帶必須低溫保存(例如保存在深度冷凍器 內(nèi))，且可在巻軸上以纏繞形式得到。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備la的一個示例性實施例?；旧蠟?圓柱形的線圈本體1圍繞樞轉(zhuǎn)軸線8旋轉(zhuǎn)。替代性地，該設(shè)備或線圈纏 繞頭la可以圍繞靜止線圈1旋轉(zhuǎn)。線圈本體1由嵌入在纖維增強樹脂 基體4內(nèi)的幾個線圈繞組層3構(gòu)成 具體而言，線圏1包括繞組層3， 繞組層3通過纖維/聚合物層4彼此絕緣且具有電連接以提供變壓器線圖 1的連續(xù)繞組。線圈1可以用作千式變壓器線圖1,特別是在配電變壓 器或電力變壓器中，優(yōu)選為在小型電力變壓器中。線圈l也可以為任何 其它類型的線圏，而且它可以用于任何其它特定應(yīng)用，其中非常好的機 械、熱力和電力穩(wěn)定性通常在中壓或高壓環(huán)境中對其功能是至關(guān)重要 的。根據(jù)本發(fā)明的方法和設(shè)備la尤其允許有效地、環(huán)境安全地制造出 干式變壓器線圏1。更一般地，制造樹脂絕緣線圈1的設(shè)備la,lb (圖1,5)，其交替地 包括導(dǎo)電繞組層3和含有嵌入在固態(tài)聚合基體4內(nèi)的纖維的絕緣件4, 并且具有用于連續(xù)傳輸?shù)难b置9，10,11,其用于連續(xù)地傳輸包括纖維和固態(tài)聚 合基體的至少一個帶2;2a,2b，尤其是纖維增強帶2;在傳輸期間局部地活化一段纖維增強帶2的裝置7,12,12',14;支撐并旋轉(zhuǎn)線圈1的裝置8,和/或圍繞線圈1旋轉(zhuǎn)該設(shè)備的至少一 個纏繞頭la，lb的裝置18,18';和將至少一個帶2;2a,2b尤其是纖維增強帶2的活化段應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)線 圈1上的裝置。另外，可以提供將繞組層3應(yīng)用于線圈1上的裝置，尤其是將隨后 的繞組層3電連接在一起的裝置。優(yōu)選地，可以提供在應(yīng)用帶2,2a，2b 和應(yīng)用繞組層3到線圈1上之間交替的裝置。另外，可以提供將帶2,2a,2b和繞組層3同時應(yīng)用到線圈1上的裝置。在設(shè)備la的優(yōu)選實施例中，待制造的線圏l是變壓器線圉1，尤其 是干式配電變壓器或小型電力變壓器線圏。有利地，帶2為纖維增強預(yù) 浸帶2,帶2含有嵌入到諸如B階樹脂基體的準(zhǔn)固態(tài)樹脂基體內(nèi)的纖維， 尤其是連續(xù)纖維，且?guī)?纏繞到巻軸9上。替代性地，如圖5所示，第 一帶2a包括纖維，第二帶2b包括基體，優(yōu)選為準(zhǔn)固態(tài)聚合物基體，尤 其是B階樹脂基體，且兩個帶2a，2b均纏繞在巻軸9上且可同時地應(yīng)用， 優(yōu)選為以交替分層的順序應(yīng)用。另外，用于連續(xù)傳輸?shù)难b置9,10,11可以包括承載纖維增強帶2的 巻軸9，或承載第一或纖維帶2a和第二或基體帶2b的分離的巻軸9; 且可以包括輥10,11，輥10,11在受控的帶張力下將纖維增強帶2或纖維 帶2a和基體帶2b傳輸?shù)叫D(zhuǎn)線圏1。特別地，輥lO，ll可以包括制動 輥10、驅(qū)動輥和/或彈性支撐的導(dǎo)向輥11。支撐并旋轉(zhuǎn)線圈1的裝置8 可以包括承載線圏1的樞轉(zhuǎn)軸8;和/或?qū)⒗w維增強帶2的熔融或活化段 應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)線圏1上的裝置5,5，,5"可以包括至少一個壓輥5,5，5",用于 將帶2的熔融或活化段壓到線圈1上。同樣，纏繞設(shè)備可以包括兩個線 圈纏繞頭la，lb, —個圍繞線圏1順時針旋轉(zhuǎn)且另一個圍繞線圖1逆時 針旋轉(zhuǎn)，以同時纏繞變壓器的順時針繞組100a和逆時針繞組100b。取決于所使用的帶2,2b的預(yù)聚物基體，活化裝置可以包括加熱設(shè)備 7，例如熱鼓風(fēng)機，微波輻射源、紅外輻射源或激光器；和/或活化裝置 可以包括至少一個額外加熱設(shè)備12,12，，以重復(fù)地熔融新應(yīng)用于線圈表 面15上的帶2;2a,2b;和/或活化裝置可以包括至少一個非熱活化設(shè)備14, 例如UV源14,以促進(jìn)新應(yīng)用于線圈表面15上的帶2;2a,2b的硬化。最 優(yōu)選地，設(shè)備la，lb用于制造變壓器的線圈1,尤其是配電變壓器或電 力變壓器的線圈。在下文中，更詳細(xì)地給出該方法的實施例。帶2;2a，2b,尤其是纖維 增強預(yù)浸帶2，在由加熱設(shè)備7短時間局部加熱了面向線圈1的帶表面 16之后，連續(xù)地應(yīng)用于線圈本體1的表面15。如上文所述，取決于帶 2,2b所使用的預(yù)聚物基體，加熱設(shè)備7的加熱源可以產(chǎn)生熱空氣或輻射。 局部熔融的帶2,2a,2b然后通過壓輥5壓靠于線圖本體1，從而施加垂直 于線圈本體1的表面15的壓力6。在增加的壓力/溫度條件下，熔融的 預(yù)聚合樹脂開始流動，填塞線圈繞組周圍的空隙，且與表面15的聚合物基體熔合。在離開壓輥5的壓力區(qū)之后，帶2,2a,2b降溫，此時帶2,2a，2b 為線圈本體1的纖維/樹脂基體4的整體部分。該部分的外表面17形成 線圈本體1的新表面15。線圏本體1的旋轉(zhuǎn)速度可選為恒定的，這具有控制系統(tǒng)較簡單的優(yōu) 點，但具有帶2,2a，2b的應(yīng)用速度變化的缺點。該速度也可以根據(jù)帶應(yīng) 用位置處的當(dāng)前直徑調(diào)節(jié)，以確保恒定的工藝參數(shù)，這導(dǎo)致在線圏1的 整個本體中具有更均勻的材料屬性。在圖1中，預(yù)浸帶2從巻軸9收回，且經(jīng)由合適的系統(tǒng)引導(dǎo)到加熱 設(shè)備7。圖1也示出了制動輥10和彈性支撐輥11。也可以存在驅(qū)動輥 (未示出)。然而，這應(yīng)當(dāng)理解為簡化的示例。確保恒定的帶張力且避 免破裂的系統(tǒng)在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的。為了構(gòu)建根據(jù)本發(fā)明的線圈本體1,各線圈繞組層3和各纖維增強 聚合物層4交替地應(yīng)用于本體1,直到線圏繞組3完全且全部絕緣。在將線圈金屬絲3纏繞到線圏1的表面上之前，金屬絲被連接到(例 如通過焊接)線圏繞組3的前一層。在完成線圏繞組層3之后，以合適 的方式切割金屬絲從而允許其連接到下一層3。纖維增強聚合物帶2然 后使用根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備la應(yīng)用于線圈本體表面15,直到聚合物層4 達(dá)到確保線圈1的所需機械穩(wěn)定性和線圏金屬絲3電絕緣的厚度。在所 得到的聚合物層4的表面上應(yīng)用下一層線圏繞組3。在最后一層線圖繞 組3之后，應(yīng)用最后一個聚合物層4，其可以具有比其它層4更大的厚 度，以確保對周圍環(huán)境的非常好的絕緣。在一個優(yōu)選實施例中，應(yīng)用過程是自動的，因此更加可靠和魯棒， 例如通過才幾器人將帶2,2a，2b置于線圈繞組3上。在應(yīng)用帶2的過程中， 纖維/聚合物層4可以被連續(xù)地和/或重復(fù)地固化。此外，交替應(yīng)用線圈 繞組3和應(yīng)用玻璃纖維增強件4、同時絕緣線圈繞組3的過程能夠?qū)崿F(xiàn) 完全自動化(尤其是通過使用機器人)而不需要人工操作員。如圖5的實施例所示，纖維/聚合物層4和金屬絲層3的交替應(yīng)用能 夠以同時制造的步驟實施。為此，具有銅絲3的額外巻軸被供給到纏繞 頭la或lb且^^皮應(yīng)用于線圏1。圖4示出了包括低壓繞組100c的已知變壓器設(shè)計，低壓繞組100c 通過絕緣件101和冷卻通道102與兩個次級電壓繞組100a,100b分離。 在該布置中，次級繞組100a,100b通常具有相反的旋轉(zhuǎn)方向，即順時針100a和逆時針100b。為了實現(xiàn)該設(shè)計，圖5所示的纏繞設(shè)備la,lb具有 兩個線圏纏繞頭la,lb， 一個纏繞頭la圍繞線圈1順時針旋轉(zhuǎn)以制造順 時針繞組100a，另一個纏繞頭lb圍繞線圈1逆時針旋轉(zhuǎn)以制造變壓器 的逆時針繞組100b。為了完成聚合物基體的固化，可將所完成的線圈l在烘箱中加熱， 樹脂變成不能熔融的所謂C階樹脂。B階環(huán)氧樹脂的所必需的固化時間 明顯短于液態(tài)(所謂A階)環(huán)氧樹脂技術(shù)的10小時的固化時間，即B 階環(huán)氧樹脂僅需1到2小時的固化時間。由于環(huán)氧樹脂基體已經(jīng)是固態(tài)， 除了上述短時間的加熱和加壓步驟外，沒有環(huán)氧樹脂滴落或積聚在線圏 的底部中。隨后不需要在固化循環(huán)期間傾斜線圏。與現(xiàn)有技術(shù)相比， 得到的固化過程顯著簡化且時間縮短。也可以在加壓釜的壓力下實施最 終的固化，從而進(jìn)一 步增加線圈的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的機械穩(wěn)定性。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備la的另一可能實施例的加熱和加壓 元件。在內(nèi)表面16局部熔融之后，纖維增強帶2使用壓輥5應(yīng)用于線 圈本體l。為了增加新應(yīng)用的帶2和表面15之間的物理和化學(xué)連接，帶 2通過加熱設(shè)備12再次加熱且通過笫二壓輥5，壓到表面15上。也可以 增加第三加熱設(shè)備12，和第三壓輥5"。取決于所使用的預(yù)聚物系統(tǒng)，由 于某些聚合物能夠通過UV輻射硬化，額外的加熱設(shè)備12,12，也可以用 紫外線光源14替代。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備la的又一可能實施例 線圈本體1 的全部聚合物表面15由一個或更多的輻射設(shè)備14輻射。取決于所使用 的預(yù)浸聚合物系統(tǒng)，所使用的輻射可以為紅外光以熱固化該聚合物，和護(hù)帶2,不透光的壁13將帶2與光源M分開。也可以使用熱鼓風(fēng)機代 替紅外輻射源14。本發(fā)明的又一目的在于根據(jù)上述方法制造的樹脂絕緣線圈1,尤其 是用于干式變壓器的樹脂絕緣線圈1;和含有根據(jù)上迷方法制造的樹脂 絕緣線圏l的變壓器，尤其是配電變壓器或電力變壓器。本發(fā)明實現(xiàn)的優(yōu)勢很多。纖維層4給聚合物或樹脂增加了機械韌性 以及熱和介電強度。纖維層4也減少了所需昂貴樹脂的量。另外，使用 分離的纖維帶2a和基體帶2b允許代替相對昂貴的預(yù)浸帶2。纖維/聚合 物層4的厚度應(yīng)當(dāng)選擇為滿足變壓器線圈1的特定機械、熱力和電力性能，且取決于變壓器設(shè)計。根據(jù)本發(fā)明的制造方法取代了骯臟的濕法繞 組工藝，非常適于自動化的繞組程序，降低了生產(chǎn)人員的健康風(fēng)險，而 且改善了變壓器線圈1的質(zhì)量和介電性能以及可靠性。包含線圈1的千 式變壓器具有降低的局部放電。同樣，變壓器線圈1的燒毀和爆炸的風(fēng) 險也減至最小。附圖標(biāo)記列表1 線圈本體100a 第一繞組，順時針繞組100b 第二繞組，逆時針繞組，左手繞組100a, 100b次級電壓繞組100c 低壓繞組101 絕緣件102 冷卻通道la, lb 設(shè)備，纏繞設(shè)備；線圈纏繞頭2 纖維增強帶2a 第一帶，纖維帶2b 第二帶，基體帶3 線圈繞組層4 纖維/聚合物層 5，5'5" 壓輥6 壓力7 加熱設(shè)備8 樞轉(zhuǎn)軸線9 巻軸(一個或多個)10 制動輥11 彈性支撐輥(一個或多個)，導(dǎo)向輥(一個或多個) 12,12' 加熱設(shè)備13 不透光壁14 輻照設(shè)備15 線圈本體表面16 帶的內(nèi)表面17 帶的外表面 18,18' 旋轉(zhuǎn)18 順時針旋轉(zhuǎn) 18' 逆時針旋轉(zhuǎn)
權(quán)利要求
1.一種制造樹脂絕緣線圈(1)的方法，其中用固態(tài)聚合基體(4)內(nèi)設(shè)置在線圈(1)上的纖維來增強線圈(1)，其中繞組層(3)和纖維/聚合物層(4)交替地且重復(fù)地被應(yīng)用，纖維/聚合物層(4)的應(yīng)用包括以下連續(xù)執(zhí)行的步驟熔融或活化至少一個連續(xù)帶(2；2a，2b)的一段，所述至少一個連續(xù)帶(2；2a，2b)包括纖維和固態(tài)聚合基體，和將帶(2；2a，2b)的熔融或活化段壓到線圈(1)上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所迷的方法，其中線圈(1 )是變壓器線圖(1 ), 尤其是干式配電變壓器或小型電力變壓器的線團(tuán)()。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中 帶(2)包括固態(tài)聚合基體內(nèi)的纖維，且纖維增強帶(2)包含連續(xù)纖維，所述連續(xù)纖維嵌入在準(zhǔn)固態(tài)聚合 物基體內(nèi)，尤其是B階樹脂基體內(nèi)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中第一帶(2a)包括纖維，第二帶(2b)包括基體，優(yōu)選為準(zhǔn)固態(tài)聚 合物基體，尤其是B階樹脂基體，且兩個帶(2a，2b)以交替的順序#1同時應(yīng)用。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一項所述的方法，其中 樹脂選自以下物質(zhì)構(gòu)成的組中環(huán)氧樹脂、氰酸酯、聚酰亞胺、聚酯、聚丙烯、及其組合物，和/或纖維選自以下物質(zhì)構(gòu)成的組中玻璃纖維、石英纖維、芳族聚酰胺 纖稚、大力馬纖維、硼纖維、氧化鋁纖維、碳化硅纖維、聚笨并咪唑纖 維、玄武巖纖維、及其組合物。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1到5中任一項所述的方法，其中在應(yīng)用帶(2;2a,2b)的期間，纖維/聚合物層(4)被連續(xù)地和/或重 復(fù)地固化，和/或連續(xù)帶(2;2a,2b)的應(yīng)用被全自動地執(zhí)行，尤其是通過使用機器人 來執(zhí)行。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1到6中任一項所述的方法，其中纖維/聚合物層 (4)和金屬絲層(3)的交替應(yīng)用被全自動地執(zhí)行，尤其是通過使用機器人來執(zhí)行，且優(yōu)選是在同時的制造步驟中執(zhí)行。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1到7中任一項所迷的方法，其中在應(yīng)用了最后 的纖維/聚合物層(4)之后，在烘箱或加壓釜內(nèi)固化線圏(1)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1到8中任一項所述的方法，其中，在制造期間， 線圈(1 )圍繞軸線(8)旋轉(zhuǎn)和/或纏繞設(shè)備(la,lb)圍繞線圏(1 )旋 轉(zhuǎn)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1到9中任一項所述的方法，其中，干式變壓器 的順時針繞組(100a)通過線圈纏繞頭(la)圍繞線圏(1 )順時針旋 轉(zhuǎn)制造，而干式變壓器的逆時針繞組(100b)通過線圏纏繞頭(lb)圍 繞線圈(1)逆時針旋轉(zhuǎn)制造，尤其是兩個線圏纏繞頭(la，lb)同時地 旋轉(zhuǎn)。
11. 一種根據(jù)權(quán)利要求1到10中任一項所述的方法制造的樹脂絕 緣線圈(1),尤其是用于干式變壓器的樹脂絕緣線圈(1)。
12. —種變壓器，尤其是配電變壓器或電力變壓器，其特征在于， 包含由權(quán)利要求1到10中任一項所述的方法制造的線圏U )。
13. —種制造樹脂絕緣線圈(1)的設(shè)備(la,lb),尤其是用于實 施根據(jù)權(quán)利要求1到10中任一項所迷方法的設(shè)備(la,lb),其中線圈(1)交替地包括導(dǎo)電繞組層(3)和含有纖維和固態(tài)聚合基體(4)的 絕緣層(4),其中連續(xù)傳輸?shù)难b置(9,10,U),用于連續(xù)傳輸包括纖維和固態(tài)聚合基 體的至少一個帶(2;2a,2b),在傳輸期間局部地活化一段帶(2;2a,2b)的裝置(7,12,12，，14 );支撐并旋轉(zhuǎn)線圏(1)的裝置(8),和/或圍繞線圈(1)旋轉(zhuǎn)該設(shè) 備的至少一個纏繞頭(la,lb)的裝置(18,18，)；和將帶(2;2a,2b)的活化段應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)的線圈(1)上的裝置(5)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備(la,lb)，包括將繞組層(3)應(yīng)用于線圈(1)上的裝置，尤其是將隨后的繞組層 (3)電連接在一起的裝置，和特別地，在將帶(2，2a，2b)應(yīng)用到線圈(1)上和將繞組層(3)應(yīng) 用到線圈()上之間交替的裝置，或特別地，將帶(2，2a,2b)和繞組層(3)同時應(yīng)用到線圈(1)上的 裝置。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13到14中任一項所述的設(shè)備(la,lb)，其中待 制造的線圈(l)是變壓器線圈()，尤其是千式配電變壓器或小型電 力變壓器的線圏(1 )。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13到15中任一項所述的設(shè)備(la,lb),其中 帶(2)是纖維增強預(yù)浸帶(2)，帶(2)包含嵌入在諸如B階樹脂基體的準(zhǔn)固態(tài)聚合物基體內(nèi)的纖維，尤其是連續(xù)纖維，且?guī)?2)被 纏繞在巻軸(9)上，或第一帶(2a)包括纖維，第二帶(2b)包括基體，優(yōu)選為準(zhǔn)固態(tài)聚 合物基體，尤其是B階樹脂基體，并且兩個帶(2a，2b)都纏繞在巻軸(9) 上且可同時地，優(yōu)選為以交替分層的順序纟皮應(yīng)用。
17. 根據(jù)權(quán)利要求13到16中任一項所述的設(shè)備(la,lb),其中 連續(xù)傳輸?shù)难b置(9，10,11 )包括承載纖維增強帶(2 )的巻軸(9 )，或承載纖維帶(2a)和基體帶(2b)的分離的巻軸(9);和輥(10,11 )， 輥(10,11)在受控的帶張力下將纖維增強帶(2)或纖維帶(2a)和基 體帶(2b)傳輸?shù)叫D(zhuǎn)線圏(1 ),特別地，輥(io，n)包括制動輥(10)、驅(qū)動輥和/或彈性支撐的 導(dǎo)向輥(11 )。
18. 根據(jù)權(quán)利要求13到17中任一項所述的設(shè)備(la,lb)，其中 活化裝置包括加熱設(shè)備(7)，例如熱鼓風(fēng)機，微波輻射源、紅外輻射源或激光器，和/或活化裝置包括至少一個額外加熱設(shè)備(12,12，)，以重復(fù)地熔融新 應(yīng)用于線圏表面(15)上的帶(2;2a,2b),和/或活化裝置包括至少一個非熱活化設(shè)備(14)，例如UV源(14)， 以加強新應(yīng)用于線圈表面(15)上的帶(2;2a,2b)的硬化。
19. 根據(jù)權(quán)利要求13到18中任一項所述的設(shè)備(la,lb),其中 支撐并旋轉(zhuǎn)線圏(1)的裝置(8)包括承栽線圈(1)的樞轉(zhuǎn)軸線(8)，和/或?qū)?2;2a,2b)的熔融或活化段應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)線圈(1)上的裝置 (5,5，，5，，)包括至少一個壓輥(5,5'5"),用于將帶(2;2a,2b)的熔融或 活化段壓到線圈(1 )上。
20. 根據(jù)權(quán)利要求13到19中任一項所述的設(shè)備(la,lb),其中纏 繞設(shè)備包括兩個線圍纏繞頭(la,lb), —個圍繞線圈(1 )順時針旋轉(zhuǎn)，而另一個圍繞線圈(l)逆時針旋轉(zhuǎn)，以同時纏繞變壓器的順時針繞組(100a)和逆時針繞組(100b)。
21. —種使用根據(jù)權(quán)利要求13到20中任一項所述的制造變壓器線 圈(1)的設(shè)備(la，lb)的方法，尤其是使用制造配電變壓器或電力變 壓器線圈的設(shè)備的方法。
全文摘要
免模樹脂絕緣線圈繞組是通過將嵌入在例如帶(2；2a，2b)形式的準(zhǔn)固態(tài)環(huán)氧樹脂基體內(nèi)的連續(xù)纖維(4)應(yīng)用于線圈繞組(3)來獲得的。帶(2；2a，2b)被局部地升溫至其聚合物基體的熔點，且隨后壓靠到繞組本體(1)。被壓到線圈(1)上的帶(2；2a，2b)的加熱和熔融樹脂，在壓力下流動到線圈繞組(3)之間的空隙和間隙內(nèi)且將其填滿，從而密封地絕緣線圈繞組(3)。在離開加熱和加壓設(shè)備(7，5)之后，熔融的環(huán)氧樹脂再次變成固態(tài)。因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，得到的固化過程被顯著簡化且縮短了時間。
文檔編號H01F41/12GK101268533SQ200580051641
公開日2008年9月17日 申請日期2005年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月20日
發(fā)明者G·邁耶, J·羅克斯, S·沙爾, U·卡爾滕博恩 申請人:Abb研究有限公司