专利名称：开口卷铁芯油浸式电力变压器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高性能的电力变压器，特别是配电系统中容量为30KVA 3150KVA的电压变换装置。
技术背景油浸式电力变压器包括三大部件铁芯、线圈和油箱，电力系统中的油 浸式变压器的铁芯有叠片式、巻铁芯式两类，叠片结构铁芯，即由硅钢片 叠积而成，因叠积成型的铁芯在每层的边接处都存在多处斜接缝，导致磁 阻和铁损的增大，存在变压器的励磁电流随之增大，降低功率因数，严重 影响电网供电质量等缺陷，该铁芯接缝还是导致电压变换装置运行时高达 45-70分贝噪声之源，铁芯原材料利用率也不高。巻铁芯式应用于电力系 统的电压转换装置，比如高性能的无接缝巻铁芯变压器，虽在性能上比叠 片式变压器优越很多，但由于巻铁芯无接缝，也存在着诸如:制造设备的生 产能力有限，维护方面非常困难，制造工序相当繁琐，同时存在限制了生产 工艺上不能满足生产电力变压器的条件等缺陷。制约了巻铁芯在电压转换 装置上的推广和应用。 发明内容本发明型提供了一种开口巻铁芯油浸式变压器，彻底解决了叠片式铁 芯油浸式电力变压器性能低、无接缝巻铁芯油浸式电力变压器制造工艺上 的缺陷和不足。开口巻铁芯油浸式变压器铁芯是釆用本申请人在申请号为 200610029267. 9中提供圆、椭圆、立体三角型开口铁芯巻绕机巻绕而成；在巻制铁芯过程中，先由硅钢带纵剪线和硅钢带折线开料机开出的直线或曲线条料，经铁芯巻绕机在对断开后硅钢带进行连续逐层巻制；其中每层中都有一个断口，断口的位置在铁芯巻绕机的自动控制系统下按有规律的 线性排列，通常根据需要设定断口的位置，位置可设在边柱、上轭或下轭。 本发明所述的开口式巻铁芯中的三个芯柱的截面形状为圆形、台阶形 (外接圆形)、多边形(外接圆形)，对应的高、低压线圈套的截面形状为 圆形，巻铁芯有开口特性，整个变压器在生产及维修中不需要专用的巻铁芯线圈绕线设备。本发明型的油浸式电力变压器的容量三相油浸式变压器的容量可在30KVA 3150KVA。本发明采用的技术方案开口铁芯是采用本申请人在申请号为200610029267.9中提供圆形、椭圆型立体三角型幵口铁芯巻绕机巻制而 成，先巻绕成圆形后经液压机压制成外形为"口"字形且截面为内凹半圆 形的铁芯，将其两个为"口"字形开口巻铁芯并排放置构成一个横"口" 字型的矩形框体，以横"口"字型的内凹半圆矩形框体为内芯模，再用巻 绕机在其框体外部用直线或曲线硅钢带巻绕成截面为外凸半圆形大"口" 字形的开口巻铁芯框体紧密巻绕结实，完成横"日"型三柱三相变压器铁 芯的巻制过程。整个铁芯巻绕所采用的方法是将硅钢带条料在剪断后迅速 的进行连续巻绕而成，铁芯的三个芯柱截面是由两个圆形或台阶形(外接 半圆形)或多边形(外接半圆形)的内凹半圆形和一个与内凹半圆形相同 形状的外凸半圆形对接而成为截面为圆型的圆柱体。采用上述结构巻铁芯 制作的三相三芯柱开口巻铁芯经过退火工艺处理后可将铁芯开口处逐层分 别打开，呈'U'型结构，把打开后'U'型的铁芯取出后一叠叠插入已绕制好的环氧树脂干变或非包封干变所需要的变压器初级、次级线圈，然后 进行套装、浸漆、烘干等工艺处理，将装配好线圈的铁芯器身放入油箱中 加上封盖引出接线端四组散热片分布在四个侧面上，制造出开口巻铁芯油 浸式变压器。本发明效果。截面为台阶形、多边形、圆形开口巻铁芯油浸式电力变 压器具有磁路短、性能好、功率因数高、节省料材、体积小、抗突发短路 能力强、工艺性好等特点。在生产工艺中不需要专用的巻铁芯专用的绕线 设备，线圈可单独绕制，提高了生产效率。变压器用户使用中，变压器线 圈一旦出现故障，可将变压器铁芯开口处打开后取出线圈进行维修与更换， 彻底解决了巻铁芯由于无接缝而产生的诸多问题。
下面是对附图和实施例的进一步说明。图l是本发明型的铁芯视图；图2是本发明型芯柱为圆形的芯柱截面 视图；图3是本发明型芯柱为台阶形(外接圆形)的芯柱截面视图；图4 是本发明型芯柱为多边形(外接圆形)的芯柱截面视图；图5断口位置在 上轭的铁芯的视图；图6断口位置在下轭的铁芯的视图；图7断口位置在 边柱的铁芯的视图；图8本发明型的外观图；图9单相铁芯每层硅钢片的 视图。图1中对应不同容量的铁芯的尺寸范围H的范围是400mm到2000mm; Hl的范围是350mm到1800腿；Hw的范围是300ram到1500mm; Ll的范围是 125mm到450mm; L的范围是400mm到950mm; Mo的范围是170mm到750mm; 轭宽范围是100mm到350mm。图2中对应不同容量变压器芯柱截面圆直径范围是60mm到500mra。 图3中芯柱截面的台阶数称之为铁芯的级数(用n来表示)，对应不同容量变压器n的范围是5 19，截面外接圆的直径范围是60皿到500mm，图中的n二ll。图4中对应不同容量变压器芯柱截面的多边数的范围是8 50，截面 外接圆的直径范围是60mm到500mm。图8中对应不同容量的变压器外观尺寸范围h的范围是700mm到 2800mra; hl的范围是200mm到1200醒；bl的范围是500画到2500mm; b2 的范围是400mm到1800mm。 实施方式本发明变压器铁芯由两个外观形状为口字型截面为内凹半圆形的幵口 巻铁芯(1)、 (2)并排放置构成一个横'日'字型的矩形框体，另一个截 面为外凸半圆形的开口巻铁芯矩形框体(3)将(1)、 (2)包裹其内。参见 图2，铁芯三个芯柱的截面都是由两个内凹半圆形和一个外凸半圆形对接 成圆柱形，组装完毕的铁芯三个芯柱的截面均为圆形。巻绕整个铁芯所釆 用的三个单相铁芯全部是硅钢带在切断后连续绕制而成，而不是将绕制好 的铁芯逐层割断。参见图3，若每只开口巻铁芯的截面形状为台阶形(外 接半圆形)，组装完毕的铁芯三个芯柱的截面均为台阶形(外接圆形)。参 见图4，若每只开口巻铁芯的截面形状为多边形(外接半圆形)，组装完毕 的铁芯三个芯柱的截面均为多边形(外接圆形)。对应的线圈套的截面形状 为圆形。参见图5、图6、图7，铁芯开口处是由硅钢带逐层间有断口且均 匀分布条料巻绕而成，开口位置可在边柱(10) (12)，开口位置可在上轭(4) (6)，开口位置也可在下轭(7) (9)。参见图8，将拼装完 成型铁芯经整形后迸行热处理，再将开口铁芯在开口缝隙处打开成一U型， 将绕制好的高、低压线圈装入三个铁芯柱中，然后将铁芯层层闭合复原绑 扎固定安装夹件并放入油箱中加上封盖，从顶部引出三个高压套管(13) 和三个低压套管(19)及地线(16)，油位计(15)、排气装置(18)、分接 开关(17)，四组散热片(14)分布在四个侧面上。参见图9, (20) (21) 为断口位置在边柱上单片硅钢片视图；(22) (23)为断口位置在上轭的 单片硅钢片视图；(24) (25)为断口位置在下轭的单片硅钢片视图。以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关专家、 业内人士、工程技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，均可 做出各种变型或完善。因此，所有等同的技术方案也应该属于本发明的范 畴，应由各权利要求所限定。
权利要求
1. 一种高性能的开口卷铁芯油浸式电力变压器，其特征在于铁芯由两个外观形状为‘口’字型截面为内凹半圆形的开口卷铁芯(1)、(2)并排放置构成一个横‘日’字型的矩形框体，另一个截面为外凸半圆形的开口卷铁芯矩形框体(3)将(1)、(2)包裹其内，铁芯三个芯柱的截面都是由两个内凹半圆形和一个外凸半圆形对接成圆柱形，拼装完毕的铁芯三个柱的截面全为圆形，对应不同容量变压器芯柱截面圆的直径范围是60mm到500mm。
2. 如权利要求1所述的开口巻铁芯油浸式电力变压器，其特征在于每只单 相开口巻铁芯(1)、 (2)、 (3)的截面形状为台阶形(外接半圆形)，拼 装完毕的铁芯三个柱的截面全为台阶形(外接圆形)，对应不同容量变压 器n的范围是5 19，截面外接圆的直径范围是60mm到500mm。
3. 如权利要求1所述的开口巻铁芯油浸式电力变压器，其特征在于每只单 相开口巻铁芯(1)、 (2)、 (3)的截面形状为多边形(外接半圆形)，拼 装完毕的铁芯三个柱的截面全为多边形(外接圆形)，对应不同容量变压 器芯柱截面的多边数的范围是8 50，截面外接圆的直径范围是60mm到 500腿。
4. 如权利要求1所述的开口巻铁芯油浸式电力变压器，其特征在于铁芯的断口位置可以在三个位置，在边柱(10) (12)、在上轭(4) (6)、 在下轭(7) (9)。
5. 如权利要求1所述的开口巻铁芯油浸式电力变压器，其特征在于每只单 相铁芯是由硅钢带在切断后连续绕制而成，巻绕每只单相铁芯所采用的 硅钢带厚度在0. 18mm 0. 35mm之间。
6. 如权利要求1所述的开口巻铁芯油浸式电力变压器，其特征在于对应不同容量的铁芯的尺寸范围，H的范围是400mm到2000腿；HI的范围是 350mm到1800腿；Hw的范围是300mm到1500mm; LI的范围是125mm 到450mm; L的范围是400mm到950mm; Mo的范围是170鹏到750mm; 轭宽范围是100mm到350mm。
7. 如权利要求1所述的开口巻铁芯油浸式电力变压器，其特征在于对应不同容量变压器的外观尺寸范围，h的范围是700mm到2800mm; hi的范 围是200mm到1200mm; bl的范围是500mm到2500mm; b2的范围是 400mm到1800,。
8. 如权利要求1所述的开口巻铁芯油浸式电力变压器，其特征在于变压器 外部顶端的三个高压套管(13)在第一排，油位计(15)、排气装置(18)、 分接开关(17)在第二排，三个低压套管(19)及地线(16)在第三排, 四组散热片(14)分布在四个侧面上。
9. 如权利要求1所述的开口巻铁芯油浸式电力变压器，其特征在于相关变压器的种类及容量，三相油浸式电力变压器，容量在30KVA 3150KVA。
全文摘要
一种开口卷铁芯油浸式电力变压器，其特征在于铁芯框体均由硅钢带条料采用本申请人在申请号为200610029267.9中提供圆、椭圆、立体三角型开口铁芯卷绕机卷绕制造；两个外观形状为“口”字型截面为内凹半圆形的开口卷铁芯并排放置构成一个横“日”字型矩形框体，另一个截面为外凸半圆形的开口卷铁芯矩形框体将横“日”字型矩形框体包裹其内，铁芯三个芯柱的截面都是由两个内凹半圆形和一个外凸半圆形对接而成，拼装后铁芯三个柱的截面为圆形或阶梯型或多边形圆柱体。本发明的铁芯开口特性，线圈可单独绕制，在生产及维修时可在开口缝隙处U将形处铁芯打开进行安装或更换线圈；适用于容量30KVA～3150KVA及规模化量产。
文档编号H01F27/14GK101276677SQ20071001073
公开日2008年10月1日 申请日期2007年3月27日 优先权日2007年3月27日
发明者李毅强, 苟东宇, 齐会南 申请人:齐会南;李毅强;苟东宇