專利名稱：有填料樹脂薄絕緣澆注變壓器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用帶填料的樹脂制造薄層包封絕緣澆注變壓器及其制造方法，它適用于制造10-35KV級(jí)10000KVA以下變壓器。
目前，國內(nèi)制造的干式變壓器0.5KV級(jí)低壓線圈要么是箔式不澆注，而采用端封的辦法；要么是澆注的，它就不是箔式線圈，而是線繞式線圈。兩者都存在著弊端。
采用箔式端封者，只是對(duì)已繞成的箔式線圈兩端部在空氣中進(jìn)行局部澆注的辦法，對(duì)低壓線圈兩端部進(jìn)行固封，該種形式不能做到線圈全密封。因而，安裝在鐵心上后，很容易受潮，以至于絕緣電阻下降，未經(jīng)處理，達(dá)不到投入運(yùn)行前檢查驗(yàn)收的標(biāo)準(zhǔn)，以至于還要采取烘干的辦法去除潮濕，來提高絕緣電阻。而采用線繞式澆注者，雖解決了密封防潮問題，但由于線繞式存在著線圈卷制時(shí)的螺旋角，使高低壓線圈的軸向電抗高度不平衡而產(chǎn)生較大的漏磁場(chǎng)，從而產(chǎn)生較大的電動(dòng)力，這就意味著線繞式線圈的機(jī)械強(qiáng)度遠(yuǎn)不如箔式線圈。
而現(xiàn)有的樹脂絕緣澆注干式變壓器的高壓線圈，大多數(shù)是用不帶填料的樹脂進(jìn)行澆注，在線圈的內(nèi)、外壁和層間預(yù)先放入玻璃絲短切氈和無紡布，在真空的狀態(tài)下用漫注的方法進(jìn)行澆注，它有以下缺陷；(1)繞制時(shí)玻璃絲粉塵散飛整個(gè)工作空間，造成勞動(dòng)環(huán)境嚴(yán)重污染，危及勞動(dòng)者的心身健康；(2)表面上的玻璃絲氈不容易完全浸潤樹脂，造成色澤不勻，產(chǎn)品外觀不美觀，甚至產(chǎn)生空穴，影響產(chǎn)品電氣性能；(3)樹脂的用量大，造成產(chǎn)品成本價(jià)高；(4)由于玻璃絲短切氈的無方向性和導(dǎo)熱系數(shù)較小，對(duì)散熱不利，從而影響產(chǎn)品的散熱結(jié)構(gòu)和要求較高耐熱等級(jí)的絕緣材料；(5)制造過程中易發(fā)生龜裂現(xiàn)象，機(jī)械強(qiáng)度受到一定限制，從而影響產(chǎn)品的電氣強(qiáng)度，甚至危及產(chǎn)品使用壽命，因而不宜制造中型以上的變壓器。
雖然有的廠家也采用有填料樹脂澆注，制成厚絕緣包封和薄絕緣包封兩種結(jié)構(gòu)的變壓器，但由于制成厚絕緣包封線圈者，無增強(qiáng)措施，結(jié)構(gòu)不合理，材料選擇只能是鋁導(dǎo)線，體積大，耗材多，只能制成鋁導(dǎo)線的線圈，澆注體極易開裂，直接危及產(chǎn)品使用壽命，產(chǎn)品的機(jī)械、電氣和絕緣耐熱強(qiáng)度都要低一個(gè)檔次，以至于該種類型產(chǎn)品失去了競(jìng)爭(zhēng)力，逐漸被用戶淘汰。而目前也有制成薄絕緣包封線圈者，雖在結(jié)構(gòu)上采用薄絕緣澆注形式，但其制造工藝不能使導(dǎo)線完全浸潤樹脂，內(nèi)絕緣達(dá)不到規(guī)定耐熱等級(jí)的要求，填料的沉淀率太大不但使導(dǎo)熱性能得不到改善，反而出現(xiàn)界面造成龜裂的可能，也同樣影響產(chǎn)品的使用壽命。
本發(fā)明的目的是提供一種有填料樹脂薄絕緣澆注變壓器及其制造方法，這種變壓器的低壓線圈具有高的機(jī)械強(qiáng)度和防潮性能，高壓線圈具有高機(jī)械強(qiáng)度，高電氣強(qiáng)度，高絕緣耐熱強(qiáng)度和低損耗、低噪音，并且成本低，生產(chǎn)環(huán)境無污染，產(chǎn)品外表美觀。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的鐵心是步進(jìn)式疊片；低壓線圈為箔式線圈澆注成蜂窩式氣道的全包封型，高壓線圈內(nèi)外壁包封層內(nèi)有預(yù)制成型的玻璃絲定位網(wǎng)或玻璃絲繩編織網(wǎng)，包封層厚度在3毫米以下，高壓線圈視電壓等級(jí)分成8段以上繞制，中部抽頭作為分接。
低壓線圈由箔材或電磁線繞制，繞制箔式線圈時(shí)，預(yù)先裝入可在環(huán)氧樹脂固化后脫模的內(nèi)模及氣道模，再安裝外模和底座，注入環(huán)氧樹脂澆注料后，制成全包封的箔式低壓線圈。其內(nèi)，外模均用簿鋼板制成，氣道模則是通用的同一寬度尺寸的條形板制成，氣道撐條由氣道模條形板之間空隙澆注而成。環(huán)氧樹脂澆注混合料可以是無填料的，也可以是有填料的。采用無填料時(shí)，內(nèi)外壁應(yīng)放置玻璃絲氈；采用有填料時(shí)，內(nèi)外壁放置玻璃絲定位網(wǎng)。其高壓線圈的預(yù)制成型的玻璃絲定位網(wǎng)是在真空狀態(tài)下預(yù)浸漬F級(jí)樹脂可彎曲的網(wǎng)格，它必須放置在高壓線圈澆注包封層的內(nèi)壁和氣道內(nèi)外壁，高壓線圈外壁可以放置該定位網(wǎng)，也可以放置經(jīng)過處理的玻璃絲繩編織網(wǎng)，高壓線圈的導(dǎo)線是使用帶有相當(dāng)絕緣的銅電磁線繞制，無層間絕緣，高壓線圈的每個(gè)線段當(dāng)采用圓銅電磁線繞制時(shí)，上層導(dǎo)線繞在下層導(dǎo)線之間的空隙里，真空澆注時(shí)，采用加填料的樹脂混合料，填料的沉淀率應(yīng)控制小于1％，真空澆注后再經(jīng)過大于2個(gè)以上大氣壓力處理，制成F級(jí)耐熱等級(jí)的全包封高壓線圈。
2500KVA以下的高壓線圈內(nèi)部可不設(shè)氣道，2500KVA及以上的高壓線圈內(nèi)部設(shè)置氣道時(shí)，其氣道澆注模是通用的條板模。
由于本發(fā)明的低壓線圈是箔式澆注的，它既具有箔式線圈機(jī)械強(qiáng)度高的特點(diǎn)，又具有澆注線圈防潮性能好的優(yōu)點(diǎn)；它的高壓線圈采用預(yù)制成型的玻璃絲定位網(wǎng)，澆注成類似鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的包封絕緣層，這樣既克服了生產(chǎn)時(shí)采用玻璃絲短切氈而帶來的環(huán)境污染和散熱不好等問題，又提高了線圈的機(jī)械強(qiáng)度；同時(shí)它又采用以下技術(shù)手段，使高壓線圈澆注體厚度得以大幅度下降，散熱性能改善，成本降低(1)采用分段繞制，使層間電壓控制在電磁線絕緣安全電壓以內(nèi)，無需層間絕緣；(2)圓銅電磁線繞制時(shí)，上層導(dǎo)線繞在下層導(dǎo)線之間的空隙里；(3)包封層內(nèi)放置預(yù)制成型的玻璃絲定位網(wǎng)，使包封層厚度減薄，加壓處理措施能使樹脂浸漬匝間絕緣，把局部放電量降低到最低限度。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明高壓線圈的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明鐵心的疊片示意圖。
圖4是本發(fā)明低壓線圈的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是圖4的A-A剖面示意圖。
鐵心1，高壓線圈2，低壓線圈3，絕緣筒4(10KV時(shí)不用)，鐵心夾件5，小車或底座6，玻璃絲定位網(wǎng)201，分段線圈202，出線頭203，內(nèi)模301，氣道模302，外模303，底座304，密封墊305，螺桿306，線段(Ⅰ)，線段(Ⅱ)。為了提高散熱效果，可在高、低壓線圈下端兩側(cè)安裝小型軸流風(fēng)機(jī)，對(duì)其強(qiáng)迫吹風(fēng)冷卻。
本發(fā)明的高壓線圈無內(nèi)部氣道時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖2。高壓每相線圈為分段改進(jìn)型餅式202，中部抽頭作為分接，用銅電磁線或箔材繞制，首尾頭引出在線圈兩端，段數(shù)的多少要由段間電壓、段間距離、電磁線絕緣、每段層間電壓來確定。當(dāng)層間電壓沒有超過電磁線絕緣的安全擊穿電壓時(shí)，層間可以不用其它絕緣材料；當(dāng)采用圓漆包電磁線時(shí)，上層導(dǎo)線應(yīng)繞在下層導(dǎo)線之間的空隙里。在線圈內(nèi)、外壁分別放置預(yù)浸樹脂的玻璃絲成型定位網(wǎng)201，或者在外壁放置經(jīng)過處理的玻璃絲繩編織網(wǎng)，繞制完后并經(jīng)整理的線圈安裝在澆注模具內(nèi)，在真空狀態(tài)下，注入帶有石英粉或其它可作為填料的環(huán)氧樹脂混合料，再經(jīng)加壓力處理后進(jìn)行固化過程，脫模后進(jìn)行處理。
當(dāng)高壓線圈內(nèi)部因散熱要求需要設(shè)置通風(fēng)氣道時(shí)，高壓線圈分段繞制仍遵循上述原則，把首尾頭和抽頭留在最外側(cè)，氣道內(nèi)外壁必須放置預(yù)浸成型定位網(wǎng)，氣道為寬50毫米左右的通用條板模，澆注模具應(yīng)有利于氣道條板模在同化后撥出。
鐵心采用45度斜接縫，步進(jìn)式疊片，見鐵心疊片示意圖3，用樹脂玻璃絲編織帶綁扎。
按照本發(fā)明產(chǎn)品的電磁計(jì)算原則，可以在2500KVA以內(nèi)使高、低壓線圈單位面積的熱負(fù)荷降低到F級(jí)絕緣耐熱等級(jí)規(guī)定的阻值內(nèi)，而不設(shè)高壓內(nèi)部氣道和適當(dāng)?shù)牡蛪簹獾溃瑫r(shí)能分別計(jì)算出高、低壓線圈內(nèi)的渦流損耗和引線損耗，以及鐵心的噪聲A計(jì)權(quán)聲壓級(jí)數(shù)值。全部技術(shù)參數(shù)和要求符合GB/T10228-1997標(biāo)準(zhǔn)。
例如1000KVA,10/0.4KV，阻抗6％的變壓器技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如下額定容量1000KVA,3相，50赫芝額定電壓組合及分接范圍10±2×2.5％/0.4KV聯(lián)接組標(biāo)號(hào)Y,yno或D,yn11阻抗電壓6％
絕緣耐熱等級(jí)F級(jí)冷卻方式AN，另配有強(qiáng)迫風(fēng)冷FN工頻耐壓高壓35-38KV/低壓3KV高壓側(cè)雷電沖擊電壓全波75KV局部放電量小于5PC空載損耗2000瓦(標(biāo)準(zhǔn)2210瓦)空載電流0.5％(標(biāo)準(zhǔn)1.4％)負(fù)載損耗9300瓦(標(biāo)準(zhǔn)9560瓦)總損耗11300瓦(標(biāo)準(zhǔn)11770瓦)高壓線圈溫升86K(標(biāo)準(zhǔn)100K)低壓線圈溫升90K(標(biāo)準(zhǔn)100K)鐵心溫升；91K(標(biāo)準(zhǔn)100K)噪聲60dB(標(biāo)準(zhǔn)64dB)銅電磁線及箔重853Kg矽鋼片重1725Kg環(huán)氧樹脂用量55kg石英粉用量55kg總重2980kg綜上所述，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)絕緣耐熱等級(jí)達(dá)到F級(jí)，且高壓線圈表面的溫差小，散熱性能好；(2)產(chǎn)品既能包封絕緣，又能完全浸漬內(nèi)部絕緣，電氣強(qiáng)度達(dá)到承受工頻耐壓35-38KV/3KV，沖擊電壓75KV；(3)類似鋼筋混凝土的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)使機(jī)械強(qiáng)度可承受17-25倍短路電流沖擊0.5秒不開裂；(4)空載、負(fù)載損耗及噪聲均低于國家最新標(biāo)準(zhǔn)；(5)材料成本與其它樹脂絕緣產(chǎn)品比，低5％左右；(6)生產(chǎn)環(huán)境消除玻璃絲粉塵的污染。
權(quán)利要求
1.一種有填料樹脂薄絕緣澆注變壓器，它由鐵心(1)，高壓線圈(2)，低壓線圈(3)等構(gòu)成。其特征在于鐵心(1)是步進(jìn)式疊片，高壓線圈(2)內(nèi)外壁包封層內(nèi)有預(yù)制成型的玻璃絲定位網(wǎng)或玻璃絲繩編織網(wǎng)，包封層厚度在3毫米以下，高壓線圈(2)視電壓等級(jí)分成8段以上繞制，中部抽頭作為分接，低壓線圈(3)為箔式線圈澆注成蜂窩式氣道的全包封型。
2.如權(quán)利要求1所述的有填料樹脂薄絕緣澆注變壓器的制造方法，其特征是其低壓線圈(3)由箔材或電磁線繞制，繞制箔式線圈時(shí)，預(yù)先裝入可在環(huán)氧樹脂固化后脫模的內(nèi)模(301)及氣道模(302)，再安裝外模(303)和底座(304)，注入環(huán)氧樹脂澆注料后，制成全包封的箔式低壓線圈，其內(nèi)，外模均用薄鋼板制成，氣道模(302)則是通用的同一寬度尺寸的條形板制成，氣道撐條由氣道模條形板之間空隙澆注而成，環(huán)氧樹脂澆注混合料可以是無填料的，也可以是有填料的，采用無填料時(shí)，內(nèi)外壁應(yīng)放置玻璃絲氈，采用有填料時(shí)，內(nèi)外壁放置玻璃絲定位網(wǎng)，其高壓線圈(2)的預(yù)制成型的玻璃絲定位網(wǎng)(201)是在真空狀態(tài)下預(yù)浸漬F級(jí)樹脂可彎曲的網(wǎng)格，它必須放置在高壓線圈(2)澆注包封層的內(nèi)壁和氣道內(nèi)外壁，高壓線圈(2)外壁可以放置該定位網(wǎng)，也可以改變放置經(jīng)過處理過的玻璃絲繩編織網(wǎng)，高壓線圈(2)的導(dǎo)線是使用帶有相當(dāng)絕緣的銅電磁線繞制，無層間絕緣，高壓線圈(2)的每個(gè)線段當(dāng)采用圓銅電磁線繞制時(shí)，上層導(dǎo)線繞在下層導(dǎo)線之間的空隙里，真空澆注時(shí)，采用加填料的樹脂混合料，填料的沉淀率應(yīng)控制小于1％，真空澆注后再經(jīng)過大于2個(gè)以上大氣壓力處理，制成F級(jí)耐熱等級(jí)的全包封高壓線圈。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征是2500KVA以下的高壓線圈(2)內(nèi)部可不設(shè)氣道，2500KVA及以上的高壓線圈(2)內(nèi)部設(shè)置氣道時(shí)，其氣道澆注模是通用的條板模。
全文摘要
本發(fā)明屬變壓器領(lǐng)域,其特征在于鐵心是步進(jìn)式疊片,高壓線圈內(nèi)外壁包封層內(nèi)有預(yù)制成型的玻璃絲定位網(wǎng)或玻璃絲繩編織網(wǎng),包封層厚度在3毫米以下,高壓線圈視電壓等級(jí)分成8段以上繞制,中部抽頭作為分接,低壓線圈為箔式線圈澆注成蜂窩式氣道的全包封型。具有成本低,無污染,各項(xiàng)電氣指標(biāo)符合國家標(biāo)準(zhǔn)等特點(diǎn)?？蓮V泛應(yīng)用于10—35KV級(jí)10000KVA以下變壓器。
文檔編號(hào)H01F27/10GK1222746SQ98104919
公開日1999年7月14日 申請(qǐng)日期1998年1月9日 優(yōu)先權(quán)日1998年1月9日
發(fā)明者魏勝璋, 伊崇生 申請(qǐng)人:魏勝璋