中频变压器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种带有壳体的中频变压器，该变压器，在壳体中配置有多个具有初级绕组以及次级绕组的绕组室，其中，该壳体至少部分的被绝缘液体填充。变压器的不同之处在于，多个由绝缘液体填充的绕组室被配置于壳体内，并且在每个绕组室内配置至少一个绕组，以便，在极大程度上，只有绕组由绝缘介质包围。优选的绕组室是密封的并且彼此之间通过绝缘分隔墙分离，其中绕组被放置到绕组室中并且在绕组室中固定到位，绕组室由绝缘液体填充。根据本发明，在绕组间至少有两个同时起作用的绝缘层，该些绝缘层包括以壳体壁和分隔墙形式存在的固体物质绝缘以及绝缘液体。
【专利说明】中频变压器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种中频变压器(MF变压器)，用于换流变压器，例如，在铁路领域，将典型的架空线电压从15kV，25kV，162/3Hz以及25kV50Hz转换成1.8?3.6kV的直流母线电压。当然，这种类型的MF变压器也适用于其他应用。
【背景技术】
[0002]可以假设，在带有为其开发的电力电子装置的换流变压器中，MF变压器在初级侧上是串联连接的，并且在次级侧上是并联连接的。
[0003]通过这样的MF变压器技术，常规的变压器的重量和体积就能够显著的降低。而且，如果MF变压器一变流器被配置为针对更高的以及不同的工作电压，则其有可能转换不同的电压和频率。
[0004]换流变压器提供了在传统的列车以及车厢中安装驱动器的可能性，所述传统的列车以及车厢在铁路弓丨擎中仍然运行交流电压。这使节能效果可达40 %。
[0005]另一方面，也可以在铁路引擎以及高速列车中安装变流变压器，因为通过该变压器技术，可以使他们跨越具有不同的电压和频率的国家边界或系统边界。
[0006]该变压器技术的框架数据是工作电压为15.25?25kV，以及浪涌电压为125至170kV，或者测试交流电压为48至72kV。
[0007]这些工作以及测试电压在相当大的程度上超过了之前用于MF电源变压器的正常电压。这意味着，通常情况下，即便是对于具有相对低的功率输出的MF变压器而言，3至6kV的工作电压或者测试电压也是很少会被超过的。在15至25kV的工作电压时，80kVA以上的功率转换在这一领域是不常见的。
[0008]这意味着，用于该类型的MF变压器的数据要求新的，非传统的技术和设计。
[0009]另外，为了使冷凝器所需的振荡器和谐振电路的容量和权重保持尽可能的低，对于低漏感有很高的要求。
[0010]在本发明的框架中，这将导致一种类型未知的MF变压器和概念。这些发展的一个很实质性的部分就是必须要给相对的技术物理需求一个可接受的共同点。
[0011]此外，这些MF变压器的电损耗必须保持很低，以便使实际的包括一系列带有下游变流器的MF变压器的变压变流的总效率要高于之前带有象限斩波器以及变流器配置的正常的162/3HZ或者50Hz的变压器。
[0012]一种用于15?25kV以及8?IlkHz的MF变压器已经在EP1344230B1中公开了，其初级绕组和次级绕组之间的绝缘部是由云母和环氧树脂灌注材料制成的。
[0013]不仅是针对这种MF变压器，大多数MF变压器都具有一个缺点，即用于获得初级绕组与次级绕组之间的较低漏感并且由固体材料制成的绝缘部必须被设计为非常薄的壁。此夕卜，这些类型的绝缘部不能含有任何气泡，这只能带来很大程度上的困难和支出。
[0014]对于前述的MF固态变压器，初级绕组和次级绕组是由矩形空心管实现的，它们对于绝缘部具有不等的膨胀系数。即使当有可能产生层状绝缘和/或铸造不带有空心气泡的物质，根据它们的局部放电性能(ro性能)这些都是可以接受的，但问题是该类型的变压器能持续作用多久。
[0015]对于固体绝缘，在生产的初步检查之后，大量的刚性空心导体仍然有机会从中间绝缘或地面绝缘脱层。这也可能发生在变压器初始启动很久之后。通过举例的方式，增加的ro值也许会导致初级绕组与次级绕组之间的绝缘部形成导电碳隧道或“树一分支通道”。
[0016]例如在3?6kV之间这样的较低的工作电压下，隧道或者分支通道的形成机会，或者说ro热中断的几率会相对较低，这是因为在空隙中的场强和ro强度通常不高，并且不足以在绝缘中形成导电性隧道的形式的导电性。
[0017]针对具有15?25kV的工作电压的MF变压器，关系会发生根本上的变化，与典型的MF变压器相比，在初级绕组与次级绕组之间的绝缘中的场强会强的多。
[0018]随着在这些电压下逐步的形成隧道，在初始启动多年之后发生的最小空隙或脱层就已经足够使不可接受的ro值能够产生。
[0019]此外，在击穿放电的情况下，会发生高短路容量，据此，该类型的出现，使得高短路容量能够从架空线传输到驱动器区域，或者变流器的电力电子装置。作为这种类型的短路传输的结果，会发生重大损坏。主要由于这些原因，用于这种类型的MF电源变压器的永久性电气保险装置是最重要的。
[0020]如在EP1344230B1中优选的由铝或铜制成的空心导体，与MF线相比，其表现出更高的损耗，通常具有高特定电流强度，必须以热的形式释放，因此需要相应尺寸的冷却器。随着铝或铜制成的空心导体在MF变压器中的使用，热损耗通常借助于通过又窄又长的管子的纯净水流来消散，据此，该类型的变压器的额外缺点是在绕组导体中的电流位移损耗和涡电流损耗。然而，更加重要的是，在绝缘方面不同于以前的标准MF变压器。
[0021]EP0874371A2中公开了另一种带有同轴绕组配置的MF变压器。在平面设计中，带有同轴绕组的MF变压器的缺点是由系统所决定的:即，相对较高的功率损失，在最好的情况下，单边液体冷却，同轴导体之间难以绝缘。另外一个MF变压器的公开源自于ABB—科技期刊1/12,11页之后中的文章“Kleiner、leichter、efficienter” (“更小，更轻，更高效”)。这显然涉及到根据典型的油变压器的模型来设想的MF变压器，这意味着初级绕组与次级绕组是在带有油间隙的中间绝缘层上，在贮油器中，容纳所需数目的MF变压器。其有很多缺点。
[0022]对于一个稳定的，相对厚壁的，因此也就更重的贮油器而言，尽管该贮油器要比传统的1643或者50Hz的变压器更轻，但还是需要进一步配备更大数量的油，这是因为这些变压器的具有中间缝隙的绕组和磁芯的外部同样由油填满。与同时根据本发明的MF变压器相对比，在变压器油酯比方面，其会使重量以及体积增加50倍，在必要的重量和体积方面，这会使重量以及体积增加2?3倍。
【发明内容】
[0023]为此，本发明的主旨和目的是提出一种中频变压器，该变压器能够避免前述已知MF变压器的所有缺点。其需要提出一种非常可靠的、耐用的，紧凑的并且具有高转换性能的MF变压器，其特别适用于15?25kV的电压以及162/3，或者50Hz，以及交流电压，该MF变压器在与变流变压器体积和更轻以及更少的液体的使用的整合的框架中，同样具有一个显著的较低的火灾负荷。
[0024]该目的借助于具有权利要求1所述的特征的中频变压器来实现。
[0025]本发明的优选设计以及进一步的有益特征在从属权利要求中给出。
[0026]所述中频变压器包括一个由绝缘材料制成的外壳，在该外壳内配置多个绕组，所述壳体至少部分地填充有绝缘液体介质。
[0027]本发明的特点是，壳体内设置有多个绕组室，该些绕组室用绝缘介质填充，每个绕组室中至少配置一个绕组以至于基本上只有绕组被绝缘液体介质所包围。
[0028]优选的是，绕组室是密封的，并且彼此之间借助于绝缘挡板，以及“层板”和“盖”来分离。绕组被置于并定位在绕组室中，并且绕组室完全由绝缘液体填充。
[0029]根据本发明，封闭的绕组室由，例如，铸模树脂制成，然而绕组，优选的是MF线绕组31?32，是在壳体组件已经产生之后才被首次配置的。本发明和技术进步被看作是，特别在于它不是如迄今为止的现有技术的做法那样整个MF变压器，磁芯等被绝缘液体填充和包围，而是只有变压器的绕组被绝缘液体介质包围。绕组室经过设计以至于绝缘液体只能绕着绕组环绕和流动。并不需要一个例如由金属制成的代表一个液体容器的，其中容纳一个或多个浸没在液体中的MF变压器的额外壳体。
[0030]本发明的主要优点是绝缘液体的需求量与先前已知的用绝缘液体填充的变压器相比可大幅度地降低。所需绝缘液体的量，根据本发明，最多也就达到浸没在容器中的传统的MF变压器所需量的I?2%。
[0031]该些封闭的由绝缘液体填充的绕组室带来的结果是，绕组总是借助于两个独立的绝缘层与变压器的其他部分电绝缘，所述两个独立的绝缘层首先是由固体物质制成的分隔壁，其次是绝缘液体。
[0032]为了无论如何要在绕组中防止“滞留空气”或者气泡的形成，绕组被置于绕组室内，而与它们的生产无关。之后，用绝缘液体，例如酯类物质87、变压器油88、掺杂过的纯水89、冷却剂90，或者电容器绝缘油91，或者一种气体来填充绕组室。任何液体介质中的气泡都能够通过真空的方法以及液体循环中的空气分离器来消除。在适当的压力和适配电压下，还可以利用绝缘性气体，如六氟化硫，SF6，或各种冷却剂并且增加空气压力。
[0033]因为绕组由绝缘油，酯类物质或者纯水包围，基本上无气泡，因此还可消除以脱层、缝隙以及中空空间的形式存在的发生在固体物质绝缘中的问题。
[0034]当然，对于传统变压器具有的，例如按照IEC以及VDE标准的设立的15.25或者25kV的工作电压的要求，则是至少必须要满足的。
[0035]由一个连续配置的系列绝缘包围绕组的优点是，以酯类物质，油，掺杂过的纯水或者气体的形式存在的流体绝缘适合于高效绝缘以及对来自MF线和绕组，以及套管和连接部的热量的消散。
[0036]从前述明显可知，对于带有超过IEC标准的电压要求的MF变压器的换流变压器，可以制定新的技术要求，然而，针对初级绕组与次级绕组31、32之间的低漏感而言，可选择的次级绕组一例如变流器绕组同样有可能的。为了绝缘的目的，一方面要规定初级绕组与次级绕组之间小的间隙，另一方面要规定尽可能低的绕组的匝数。这导致了一种新的关于低漏感的MF变压器类型，如文中所述。
[0037]例如，15.25KV的MF变压器在现有技术中已经已知，其在初级绕组与次级绕组之间的中间绝缘是按传统的方式由云母，铸模树脂或者其他绝缘材料生成的。这些类型的固体物质绝缘提出了构建工作在15~25KV的MF变压器的可能性。然而，用传统的技术来实现一贯的低H)值，例如，小于15pC的阈值，是相当困难的。这在某种程度上归因于在变压器铸模材料中的刚性导体，即便当实施了去激励填充措施时。在树脂硬化之后，显著地不同的扩展，以及收缩会继续作用于绕组、分层绝缘，以及铸模材料上。并且，尽管这些MF变压器能够在_30°C以及+140°C之间运行，但众多机械交变载荷在例如30~50年的运行过程中出现。
[0038]众所周知，例如以初级绕组与次级绕组之间的最小化间隙的形式存在的云母制成的中间绝缘会夹杂空气或者气孔，或者缝隙，这样的中间绝缘易于表现出局部放电(PD)。这是因为带有以及没有分层固体物质绝缘的绕组基本上生产出来都带有气泡和气孔。此外，这些绕组绝缘一直存在一个风险，因为没有“自恢复”特性呈现，通常就是这样的情况，例如，电容器浸没在液体绝缘中。即使传统的固体物质绝缘没有中空空间，并且其能够被生产成局部放电在可接受的范围内，其在之后运行过程中还是有可能出现的刚性导体的脱层，因此导致了增加的ro强度，或者之后导致电气击穿放电。
[0039]第一 MF高性能，或者牵引变压器包含铜或铝矩形管，该矩形管作为例如纯水冷却的绕组。尽管绕组是精心制作的并采用了缓冲技术，但还是会有来自以及在绝缘中的导体分层和间隙的形成。另外，会出现明显较高的功率损耗，例如，比由MF或者HF线导体制成的绕组高出3~4%，如果存在相应的密封和嵌套腔室，所述由MF或者HF线导体制成的绕组能够“从外部”进行冷却，正如本文所描述的变压器的情况。
[0040]由绝缘液体(流体)包围的线绕组，例如本发明中所使用的，基本上是抗ro的，这是因为该绝缘液体(流体)被不断的交换和/或清洁，并过滤。因为绕组位于封闭的固体物质腔室中Pl~3，绒毛和其他杂质不能如传统的油变压器那样在绕组的头尾之间积累--而绒毛的积累会导致初级绕组与次级绕组32、31之间，或者对地，例如磁芯，P45的低电压浪涌。
[0041]此外，事实是线绕组P92`在生产过程中要比管子的问题明显少，因为管子在绕制过程中难以弯曲，并且在其他方面管子也难以加工。
[0042]优选地，初级/次级绕组31，32，33是嵌套的，为了减少损耗。绕组本身最好由MF线或HF线构成。
[0043]将目前典型的固体物质绝缘，类似于50Hz变流器技术，在10到36KV之间，与依据本发明所设计的绝缘系统的高压(HV)与低压(LV)范围的分隔，以及完全由固体物质和液体绝缘制成的绕组相比较，可发现该类型变压器的可靠性，电压以及性能的显著提升。液体绝缘介质，例如酯类物质，变压器油或者掺杂过的纯水，它们之间的不同大体上包括介电常数的不同，变压器油的介电常数大约是3~4，纯水基于掺杂的不同，其介电常数大约是50~100，空气为1，SF6为大约3，以及击穿放电电压，粘度以及燃点，例如在酯类物质中要明显高于变压器油。此外，无害生物降解性也是一个考虑因素，这在酯类物质中头等重要。因此，酯类物质是优选的中间绝缘，该中间绝缘带有绝缘液体，因为在这种情况下，脱离子盒等是不需要的。替代选择是压缩空气，SF6以及冷却剂气体，这些只能用于特殊应用的考虑。
[0044]因此，情况也是这样的，例如，酯类液体绝缘在正常运行以及电压测试过程中承担明显较高的电压部分。相反地，就这一点而言，变压器的固体物质绝缘所承担的电压部分与掺杂乙二醇的液体纯水相比明显较高。
[0045]根据本发明，特别是对于较低的电压，负电性的气体，如在更高压下的六氟化硫(SF6)，以及，例如，空气或氮气，也可以被用作绝缘性液体介质，尽管如前所述这些只能考虑用于特殊的应用中。
[0046]在下文中，将参照附图对本发明做更详细地描述。进一步的特性和优点从附图和下面的描述中可以推导出。
【专利附图】
【附图说明】
[0047]它们示出了:
[0048]图1变压器的通过绕组、接线盒以及磁芯的一个截面；
[0049]图2变压器的通过绕组、以及通过绕组套管旋转一个角度；
[0050]图3在不同的视图中示出了变压器的外壳以及呈椭圆状的绕组室，具有相同周向的横截面；
[0051]图4在不同的视图中示出了带有绕组室的变压器，波浪形的分离壁和外壁；
[0052]图5带有波浪形分隔壁的变压器以及绕组的支架；
[0053]图6在不同的视图中示出了梯形变压器，作为变压器和壳体盖；
[0054]图7在图6的基础上的变压器外壳和磁芯横截面的放大图；
[0055]图8MF变压器，绕组室，在壳体中绕组的外部电路以及液力回路；
[0056]图9带有绕组及其电路的绕组室的变压器；
[0057]图1OA?IOD作为级联列组装的多个MF变压器；
[0058]图1OE?10H，IOJ在一个并联MF变压器多功能壳体内的集成在多个壳体中的多个MF变压器；
[0059]图11将壳体盖置于变压器外壳上以形成一个完整的具有封闭腔室的变压器壳体；
[0060]图12MF单变压器，包括带横档框架，没有接线盒的密封盖子；
[0061]图13划破带有间距以及在所述壳体和磁芯之间具有通风配置设计的MF变压器的直边；
[0062]图14单MF变压器，在高压和低压接线盒上包括绝缘封闭盖；
[0063]图15磁芯的张力结构；
[0064]图16带有螺母和螺栓连接或者冷却单元的带横档框架。
【具体实施方式】
[0065]图1?16示出了 MF变压器的基本结构，例如，该MF变压器包括固体物质酯或者纯水绝缘，特别是分离腔室技术，该技术用于初级绕组和次级绕组31、32，初级和次级连接，液压连接59、60，磁芯45，磁芯的固定和连接框架50、51，以及在壳体内或是级联中的机械附件。变压器和罩壳200、201用封闭的腔体技术实现，还包括其他功能单元，例如液压桥和流道，所述功能单元作为初级绕组与次级绕组31、32之间的势垒。带有HV/LV绝缘密封19、28的电荷载体密封的HV — LV接线盒以及密封盖18、25允许第一梁点一基点一MF变压器针对DC/AC变流器中的不同的AC介质电压以及频率。
[0066]MF变压器能够在高压或低压变流器外壳或变压器外壳内安装以及实现，该变压器能够是层板，隔墙板或者堆叠组件，也可以是低压范围内带有层板，盖子或者级联组件的隔墙板上的组件。
[0067]变压器和罩壳的连接技术和设计如图所示，包括依据图1OA至IOD所示的在级联阵列中的MF变压器，或者依据图10E，IOF所示的以多功能壳体形式存在的多MF变压器。
[0068]随着本发明连续不断的创新，同样值得关注的是，除了远高于平均水平的绝缘可靠性和冷却，在绕组31，32和磁芯中的损耗要明显低于现有典型的MF变压器，以及大大低于传统的频率为162/3或者50Hz的变压器。
[0069]除其他外，得到的是，并非如之前的情况那样绕组31、32、33由空心导体或者固体导体制成，而是取而代之以MF或者HF线绕组92用作抗集肤以及抗邻近导体，其中的每条导线用，例如，绝缘漆来涂抹。
[0070]为了将磁芯损耗也保持在较低水平，可以使用纳米晶体磁芯材料45，尽管这不是强制性的。源自纳米晶体材料的热损耗通过壳体以及变压器内部的弹性板下层49进行部分疏散，并且能够在那里释放。对于其他冷却系统是必须的轻的气流来排放多余的热量。
[0071]当因不具体列出的原因而使用了其他具有较高损耗的磁芯材料，例如非晶态材料作为磁芯45时，可选的是的在图16中磁芯分离部、切割面50、51的区域并入表面堆芯冷却系统53。为此，它仅需要在绝缘磁芯框架50、51中用该绝缘磁芯框架50、51带有以相同方式配置的被设计成冷却器53的平杆来替换连接杆54。
[0072]为了在今后的变流变压器中的进一步可能的创新动力，更加密封的MF变压器能够在依据图10所示的并联实现中实现，这代表重量和体积的进一步减小，以及组件和部件的简化。
[0073]图1示出了本发明涉及的变压器的剖视图。优选的是，该变压器的外壳被设计成两部分，包括变压器外壳200和罩壳201, 二者可以永久的相连。如果变压器外壳和罩壳在绕组已经装配在其中后，二者以密封的方式胶合在一起，那么，该外壳也可以是一体式外壳。该变压器外壳200包括多个绕组室I?3。这些绕组室I?3彼此之间通过绝缘壳体壁4、7以及绝缘分隔墙5、6来进行分离。当变压器外壳由罩壳201密封时，密封的绕组室I?3借助绝缘密封的方式获得，其中，或者是初级绕组32或者是次级绕组31，以及，可选择的是，还有次级绕组33，被安置于每个绕组室I?3中。绕组通过变压器外壳200和罩壳201中的电套管30借助接线盒11、17连接到电气连接36，该接线盒集成在变压器外壳200和/或罩壳201中。接线盒11、17通过盖子12、18和绝缘密封件13，19，也就是按照“电压技术”以密封的方式封闭。一个或多个磁芯45被配置在绕组及其外壳的直边上。各个绕组室I?3完全由绝缘液体87?91或绝缘气体填充,绝缘液体例如是酯类物质。根据本发明，线绕组92被置于绕组室I?3中，绕组室由酯类物质、变压器油、掺杂过的纯水冷却剂，或者合适的气体填充。
[0074]根据本发明所涉及的变压器，彼此间分离的绕组室I?3，例如，在真空中或是在加压凝胶铸模材料程序中制成的，并且制作中不带有绕组。变压器外壳和罩壳200、201首先不带有绕组制作，并且能够无瑕疵制造，没有气孔以及气泡，尤其在分隔墙5、6的区域。即使出现铸造缺陷，这些缺陷也能够通过特殊H)测量或者X射线程序检测出来，上述有缺陷的外壳部分会被舍弃。
[0075]变压器外壳200和罩壳201彼此之间要么以材料锁定的方式连接，例如借助粘合剂或者铸造手段，要么它们彼此之间通过机械手段以力锁和/或形状锁定的方式连接，要么彼此之间借助、、置于外壳的外部的张力设备25、27、46连接。特别的是，在接线盒中提供附着装置74，优选的是带有弹簧组件45，用于将变压器外壳200连接到罩壳201和盖子，将罩壳和盖子连接到变压器外壳的方式是自紧方式。
[0076]另一方面，传统的铸模材料+—固体物质绝缘技术，在中间绝缘以及变压器绕组的边缘组件或在“椭圆放射状”配置的绕组中的缺陷用当前的测量和诊断程序是几乎不可能检测出来的。否则，缺陷只能随机鉴定，也就是，用毁坏物体的方法。明显的是，可以这样的测试以任何频率进行系统性检查,但不能作为对每个部件的检查方式。
[0077]用实心管一空心导体技术生产绕组的另一个缺点是，伴随着大多数高度特定的电流强度，或者MF频率，会出现与本发明所涉及的具有相同横截面或者更大横截面的HF或者MF线92相比出现不等的较高的集肤损耗和邻近损耗。
[0078]与无气孔，薄的固体物质分隔墙5、6，或者多个分隔墙以及外墙4、7相结合的液体绝缘87?91是具有优点的，因为一方面可获得固体物质绝缘的最大可靠性，而另一方面绕组32、31的热损耗能够借助循环的液体绝缘或循环的气体轻易的排除。该绝缘和冷却介质，例如，油，酯类物质，纯水或气体，该气体例如是压缩空气或者SF6,或者冷却剂气体,不需要通过一个具有狭窄的横截面和冗长的管子来汲取，取而代之的是，该介质代表以“外表面冷却剂”的形式存在的持续的被交换的绝缘。即使气泡在液体绝缘中出现，例如，由于独立于生产制造而完成的工作，也就是说，来自外部的生产过程，并且施加了电压，也不会出现缺陷，这是因为绕组31、32被置于密封的绕组室I?3中，图1，具有绝缘分隔墙5、6。结果是，由于变压器中的绝缘液体的循环而产生快速改变气泡群，其不会导致击穿电压或者浪涌，这是因为暂时的H)强度连续且极快速的变化，或者作为永久的空气分离的结果消失不见，这要快于由于缺乏绝缘而有可能发生的损害的速度。
[0079]与固体物质绝缘变压器，以及传统的油或酯类物质变压器的差异是初级绕组和次级绕组32、31是被塑料封装的、且在初级绕组和次级绕组32、31之间具有酯类物质，纯水或者气体106、107等绝缘部分。各个绕组室I?3包括连接通道，该连接通道分散的配置于外壳200上，图1，或者集成在外壳200内，图8。
[0080]适度的富有湿度的气泡酯类物质或者油87，或者在液体绝缘中有不长不短的绒毛线或者的有限杂质都不能够在绕组32、31、或33之间产生电击穿放电。这是因为为作为交叉连接的中压量身定做的腔室壁4?7和液压桥均在物理上不允许击穿放电和浪涌，图1、60或者图8。
[0081]在变压器的初始化装配过程中的排空程序保证了在线92的内表面之下的，例如该线92包裹的，中空空间由绝缘液体填充，或它们的微中空空间中。用绝缘液体87?91彻底浸湿I?3中的外壳和线92的中间空间是获得有限的H)密度的实质因素，即便是高电压下。第二实质因素是线92持续的以热传导的方式通过绝缘液体连接，其可决定性的促进从线的轮廓向外的在绝缘液体流中的散热。
[0082]这里出现的热技术不同于传统的用油或者酯类物质填充的变压器。因为在变压器的金属外壳内，没有“慢内部”对流决定冷却效果，而是，活跃的泵循环流流过绕组31、32以及套管9、30，以及连接76，间接地流过环形触体39以及直接流过接触拧力过渡电阻112和39，由此产生的热损耗的排放度比传统的由大量的油填充，但也浸没在较小的容器中的中频变压器所可能用到的任何其他冷却方法要更高。由于该出色的冷却系统，初级绕组和次级绕组的负载电流呈现的值要比额定功率规定的值明显高，这对，例如，启动和制动程序，以及在长斜坡上具有决定性的有益效果。
[0083]根据本发明的MF变压器，图1?16，填充绕组室的绝缘液体87?91或106以及107在一强制流中被替换。由于相对较小的填充量，这导致了短的循环周期以及绕组32，31，套管9、30、111，连接76以及触体112、39的外表面的有效及可靠的被冷却。这意味着变压器排放出来的热损耗直接被输送到热交换器并且通过散热器能够被送到大气中。热交换器和散热器是外置的，不是本发明的主要内容。借助液体介质的MF变压器的冷却通常只是作为电力电子牵弓I的冷却的次要方面实现。
[0084]该高效强制冷却系统，借助绝缘液体，例如，87?91或者106、107，与纯水冷却的刚性空心绕组导体相比的优势在于:在该系统中，可以在没有用于变流器半导体或者其他组件的具有明显的不同的电压的去离子设备的情况下使用该MF变压器冷却系统，这导致了整个转换变流器系统的显著简化。
[0085]封闭的绕组室I?3的另一个优点是外壳和分隔墙4?7的设计，图5和7。外壳和分隔墙表现出集成的凸出部分或者分离的间隔组件，借助于凸出部分或者分离的间隔组件，绕组31在绕组室中呈放射状的放置。壳体和分隔墙可以是，例如，波浪形95、96，或者梯形116，并且能够将初级绕组以及次级绕组32和31彼此之间空间的分离。不但对于正常的运行，而且在强力的振动以及冲击应力，或者短路的过程中，在绕组室I?3之间的这些波浪形和梯形分隔墙95、96、116，如图5和图5A所示，都是变压器的中心元件。分隔墙95、96,116的“波浪形”或者“梯形”要被定形为，以便使液体绝缘和固体物质绝缘中的电场强度保持在几乎统一的水平，除了直接在线表面上的电场强度之外。
[0086]在初级绕组32，次级绕组31之间并朝向地45、46，有两个绝缘壁垒，根据本发明，所述绝缘壁垒“积攒”并且由固体物质绝缘制成，该固体物质绝缘以外壳和分隔墙4?7和液体绝缘87?91，以及部分外部空气路径16?29 (图13)的形式存在。液体绝缘在运行过程中维持在连续流，该液体绝缘在涉及到绝缘的MF变压器的里面和外面形成连续的“再生的液体绝缘”。
[0087]分别在接线盒11，17和套管9、30里面和上面的相结合的小和大放电距离或者爬电距离，16?29，以及42?55，也属于放电距离，爬电路径的概念，所述距离被绝缘位置中断。
[0088]根据本发明，该绝缘的概念具有决定性的优势:初级绕组32和次级绕组31之间的电击穿放电或者浪涌实际上不会发生。如已经解释过的，这也适用在绝缘液体中或者沿着变压器的外部配置另有绒毛或者长丝的担忧存在，即当不存在绝缘层以及密封层时。
[0089]由于使用分隔墙5、6，对绕组在初级绕组和次级绕组的绕组室I?3中的各个面上的用固体物质绝缘和液体绝缘的包围，在初级绕组和次级绕组31、32之间或者对地(磁芯45,46)几乎不可能发生短路，或者击穿放电或是浪涌。
[0090]因为分隔墙5、6能够调节初级绕组和次级绕组32、31之间的暂时缩短的电压差，由于液体流动的监控，这不会发生。[0091]各个绕组32、31与分隔墙以及外壁5、6、4、7之间的由液体绝缘87?91或者气体绝缘填充的间隔，平均来讲，与绝缘分隔墙的厚度一样大。这将导致高度的组合可靠性以及能够符合指定的ro阈值，或者良好的保持在指定的ro阈值内。
[0092]可靠性在多方面积累，首先是由于能够可靠的避免在绕组室的分隔墙上以及外壁上产生气孔或微气孔，这能够借助测试的手段来决定，还有是变压器的各部分中的液体绝缘或气体绝缘的连续的交换，即，绕组室I?3和套管区域9、30等中的轴向和径向。不同于固体物质绝缘，贯穿绝缘的导电通道的形成是几乎不可能的。
[0093]如图5和7所不,表现出偏移波浪轮廓95,96的分隔墙5,6被设置成是彼此的镜像，其总是将绕组维持和保持在分隔墙95，96之间的“中心”位置。这意味着在绕组的相对表面上的波峰，除了固体物质绝缘，总是分别有加倍的液体绝缘或气体绝缘，87?91,或106，107。
[0094]针对两部分式的外壳，为了预防在变压器外壳和罩壳之间的分界面处丧失这种可靠性，在绕组的前端的两侧设有的分别沿轴向设置于绕组“之下”或“之上”的轴向档块或间隔器98、99，图2，这是为了降低初级绕组与次级绕组以及轴向的绕组室I?3的密封端对绕组32、31之间的，以及外壳连接区域的电场强度，如图1、2所示，尤其是对磁芯和张力带45，46而言，降到不严苛的水平。此外，在外壳的外部区域有所谓的凹槽42、43，这在磁芯45的所有边上形成气道间隔，图13。
[0095]图1和8示出了变压器外壳200和罩壳201的外壁4、7和分隔墙5、6之间的连接部；连接部具有包含于凹槽99中的液电室密封68?71。这样，到变压器外壳/罩壳中凹槽99的底座的各自限制的轴向间距97、98用场强区域97、98、99中的规格套管/表面电阻来减小，以至于在浪涌或者测试交流电压的情况下，有足够的预留可供使用。
[0096]此外，在两壳体部分200、201的连接区域有确保电压一致性的多种可选项。在变压器完整的装配之前，根据图12?14，可用一定量的高电绝缘性粘胶树脂填充罩壳的凹槽99，只要拆卸的可能性能够被牺牲，其中凹槽底部在随后的装配和硬化中垂直“向下”的设置。因此，具有内置的腔室的密封的一体式变压器外壳，就从每个变压器外壳以及罩壳中创建出来了。变压器外壳和罩壳的“熔合”可以多种方式执行。
[0097]一方面，在凹槽99中插入密封件之前，罩壳201的分隔墙接合部中的自粘性凹槽可由一定量的粘胶树脂填充，以致使变压器外壳200和罩壳201用固体物质绝缘，并且机械的连接以形成一个单体的外壳元件。为此，初级绕组和次级绕组32、31在接合前都配有套管和密封件，并且凹槽粘合剂的填充的规格是，在将变压器外壳置于罩壳上之后，粘胶树脂101不会从凹槽中漏出。
[0098]在变压器外壳和罩壳胶合在一起的区域，图8、9，凹槽的表面和最上层的分隔墙部分用粘合剂处理，以致变压器外壳和罩壳以材料锁定的方式连接，其中，内部的分隔墙5、6借助胶粘接104也连接到外壳的内壁和外壁4和7，以形成一个密封的壳体单元。
[0099]用适当的粘胶树脂而不用变压器外壳与罩壳200、201之间的密封件，也能执行上述步骤。该类型的胶合同样的使变压器外壳和罩壳“熔合”以形成一个不带有密封件68?71的外壳101。通过这种熔合，在没有变压器外壳和上盖之间的固定装置73的情况下，它也将有可能实现。在接合的区域也能够实施其他措施，例如，带套管支撑结构(未示出)的分离绝缘片或者外周盖，其可明显增加电气绝缘，甚至是在没有接合胶的情况下。[0100]然而通常，也能够省略以上所述的涂胶操作波浪结构，这是因为对于传统的运行电压水平，该密封的连接68?71是足够的。
[0101]在本设计的延续中，描绘了用螺纹接口 25、27连接变压器外壳和罩壳200、201，从而可以累积在变压器外壳和罩壳上的附加压力，从而可以省略在磁芯45上的张力带46以及弹性压缩板下层49。
[0102]另一方面,对磁芯45上的张力带46和在变压器外壳和罩壳200、201的平边上的弹性压缩板下层49的使用会使得根据图1所示的螺纹接口 25、27变得多余。这具有以下优点，如图6所示，根据本发明所提出的MF变压器可“变窄”高达20%，因为不再需要图6B中的螺纹接口 108的空间。而且，凸缘空间体积减少，如图7所示，创建了增加磁芯横截面128、以及变压器的电压时间区域、或者变压器的性能的可能性。
[0103]用于变流变压器的该类型的有效方案还能够实现，例如，堆叠高达8?10个MF变压器，所述变压器“一个在另一个的上面”或是“彼此邻近”，如图10所示。该类型的配置，带有多个变压器，导致了变流变压器重量/体积的减小，图10。
[0104]图10E，IOF示出了体积上更大幅度的减少。从图1OA至10D，仅示出了图1?9中的此前变压器外壳的内部部分。次要的个别腔室I?3形成集合体，也就是，在任意多个变压器集合体中，例如3、5或者10变压器，多个辅助绕组间隔具有由多个外壁7的省略而呈现的缩小潜能，以至少在低压侧形成一个并联MF变压器的集合的外壁129，以及从属于液体绝缘和气体绝缘的内部回路。
[0105]根据图10EU0F的设计，用于个体的或者在多个集成变压器的磁芯被置于大气中，而不是置于油绝缘或者气体绝缘中。变压器外壳和罩壳可以，例如，以3X、5X或者IOX的设计生产。
[0106]根据图1OA?IOF的设计表现出变流变压器的一个附加的密封件和重量的减少，这代表了单个MF变压器形成多MF变压器配置的可能的进一步发展。
[0107]根据本发明的绕组室I?3的内部设计和MF变压器进一步的实施例将在下面描述。
[0108]尤其在图2中，示出了用于绕组的电气连接和套管，以及变压器外壳200和罩壳之间的密封件。
[0109]同样地，除了别的之外，用于绕组31、32的间隔器98被置于绕组室I?3的地面上，优选的是，借助于铸造技术集成于腔室的地板上，以至于绕组位于间隔器98上，按照高度步进，如图2所示，以类似于绕组螺旋渐变的方式，而不阻碍绝缘液体87?91的流动。
[0110]用于绕组31、32的支架形成带有弹性间隔条110或者间隔环109的外壳盖，图1，通过该支架，绕组31、32、33借助于弹力固定到位，意味着它们被固定到位以致对振动有抵抗作用。用一系列的间隔条110和间隔环109保持初级绕组和次级绕组32、31与罩壳201之间具有一定尺寸的间距，图1、2。
[0111]在壳体部分200、201中绕组的轴向固定到位是必要的，这是为了能够抑制列车运行过程中的振动负载或者冲击荷载，或者由磁力产生的短路负载造成的绕组32、31、33在绕组室I?3中的轴向运动，图1?5。
[0112]为了预防由于运动产生的损坏，绕组31、32的开端和末端以及它们对于套管9、30的附件代表了绕组的固定附件，但是超过绕组31、32的某一间距，依靠它们自己是不足以将绕组保持在绕组室I?3中的。
[0113]在径向上，绕组通过相应的带有波浪形或者梯形凸出部分设计的分隔墙来保持。除了图4、5、7的表示外，还可根据图8，有可能直接在初级绕组32以及次级绕组31上配置凸出部分或者间距元件。在这种情况下，壳体壁和分隔墙4?7不是波浪形或者梯形，而是平面的，图8A?E，并且是形成围绕磁芯45的椭圆形的。为此，绕组31、32的定中心和固定以及绝缘液体的统一的“绝缘厚度”就在绕组室I?3中的绕组的各边上得到了，图SB，波浪形或梯形绕组夹129，图8F，以及130，图8C，能够附属于绕组32或者31，它们的配置被设计，以便液体绝缘87?91或者气体106、107能够在绕组32、31之间，以及壳体壁和分隔墙4?7的内表面之间连续填充以及交换。
[0114]通过以下方式也能够实现偏移配置的波浪形或梯形的壳体壁和分隔墙95，96的描述的有益特征:波浪桥接元件115，图8F，以偏移的方式连接次级绕组和初级绕组31、32、33，图8，其抵在腔体壁I?7上，图8，如在左上角区域示出，没配有波浪。根据图8以及图10，该方法对于较简单的变压器外壳和罩壳是一个选择。
[0115]在绕组室I?3和绕组32、31、33的轴向区域，套管9、30区域的液体绝缘的厚度达到绕组/绕组室的径向区域的几乎两倍。这样，在场变形配置区域，例如，套管，运行以及测试电压的较大部分，及其电场在液体绝缘中被移走和减少，或者在锥孔64以及绕组的径向间距区域的更大半径的套管9，30，分隔墙或者外壁，接收明显较低的PD场强。
[0116]这种在绕组端部区域的局部腔室拓宽的方法是必要的，图4，这可使得用于初级绕组和次级绕组的输入/输出套管被越来越多的液体绝缘或者气体绝缘包围。
[0117]这也可以确保流体能够通过足够的套管9、30或锥孔64的直径/横截面而到达绕组室中绕组的内部和外部，图4，从而确保关于套管的局部温升不会在MF变压器的各部分中出现。
[0118]在这些扩大的腔室区域1、2中，图4，套管9、30借助焊锡方法可旋转的锁定到位。密封件和套管9、30被压进锥孔并且当插入64时，以径向变形的方式被拉伸。
[0119]所有的形状，包括用于初级绕组32和次级绕组31的封闭绕组室I?3的形状，都是被设计为能够使得液电密封件68?71可以任意的经受所述的变压器外壳和罩壳之间的该些所述的粘合辅助措施，99?102，其位于最高电场强度之外，该最高电场强度直接积聚在初级绕组/次级绕组32、31的第一个绕组和最后一个绕组上以及套管的焊锡8、38上，图2。
[0120]提供有具有张力调整115的铸造配合螺纹连接73来对密封件68?71的安置程序进行补偿，该些螺纹连接借助在变压器外壳和罩壳200、201之间的密封件68?71在壳体壁和分隔墙4?7上施加表面压力，图1、2。通过这种方法，可以切实避免酯类物质或者绝缘介质87?91或者绝缘气体106、107在高压下从密封壳体200、201中泄露。与此同时，壳体壁和分隔墙4?7形成了绕组室I?3的固体物质绝缘层。
[0121]这同样适用于随意的壳体胶合99?102。绝缘液压机液体的流体88?91，或者，气流106、107,可以通过液体绝缘介质或者气体绝缘介质59?60的路径来进行180°的旋转。
[0122]绝缘液体87?91通过上层的液压连接59来提供，并且并行的引导到外部绕组室I和3。从那里，绝缘液体通过液压桥60从外部腔室1、3引导到内部腔室2，液体通过腔室中较低液压连接59从液压桥60中被排出。绝缘液体的流向当然也能够180°反相。通过外部的绝缘软管连接，可以使绝缘液体供应到液压连接59。液压桥也能够集成在变压器的壳体中，103，图9。
[0123]用于变压器外壳200和罩壳201中的高压HV和低压LV连接的锥孔64中的套管配件9、30在真空处理后经受压力，这就确保了初级和次级连接区域中包围绕组和所有带有绝缘液体的电压传导元件的液体无气泡。
[0124]绕组室I?3中绝缘液体87?91优选的经受液压。
[0125]绕组32、31与套管9、30的用于接触套筒112的该套管9、30的焊锡块38，环形触体39以及连接电缆的焊锡块38 (没有参考号)之间的低过渡电阻是通过接触螺钉76以及用于连接上的初级和次级环形触体39的势垒接触弹簧77实现的。
[0126]本发明的MF变压器的绝缘概念是:一系列连续回路:固体物质分隔墙5、6和再生液体绝缘68?71或者绝缘气体106、107可以无缝隙的实现，因为所有绕组32、31、33可以通过连续腔形中空空间固体物质绝缘以及液体绝缘填充68?71来实现，保证了 MF变压器的电可靠性和机械可靠性。这同样适用于可选择的变流器(GU)绕组33，该绕组置于初级绕组的第一层和第二层1、2之间，图8，借助中间绝缘34，该绕组免受浪涌电压。为了保持变流器绕组对初级绕组以及次级绕组的漏电感同样的低，该变流器绕组33作为表面绕组33?35来实现。变流器33优选的设计成箔绕组35，并且被插入中间绝缘34，在两侧将其密封。参考标记35表不变流器绕组置于初级绕组32的第一层和第二层之间。在横向的方式中，箔表面绕组包裹线34，图2、8，以致，初级绕组和次级绕组的第一层和第二层之间形成减少漏感的盖层。
[0127]初级和次级连接30，场强和H)最小化环形触体39被安置于在变压器外壳/罩壳之外的针对包围电荷载体的电缆连接的接线盒11、12、17、18中。这意味着，变压器以及磁芯45和张力带附近的电位的爬电路径和放电距离，如图1、2所示，在效果上并没有明显的减少(验收试验)。
[0128]由于连接区域中空间和体积的大幅减少，以及用于以铸造接线盒，绝缘密封件13，盖子119和绝缘垫圈23的形式存在的连接的密封封装措施，图1、2，带有垂直压力25和水平压力26，因此，类似的，在中压系统中也可将空间距离减小到正常空间和电位距离的一小部分。
[0129]这是因为，除了别的之外，用于盖子12或者垫圈，尤其例如14，的软密封压缩组件在接线盒11中的圆锥形压缩孔中借助于MS绝缘密封的方式产生，该MS绝缘密封可以以接线盒11、12、17、18和盖子12的形式添加或移除，该盖子在各个边上密封，以致防止电荷载体。
[0130]为了在接线盒、连接30的区域，以及关于>25KV的变压器产生额外的电压和空间储备，还可以用绝缘帽和薄片将磁芯45彼此间分离的，以至于磁芯不作为连续导体起作用，而是，在高压11和低压17接线盒17之间形成磁芯电位级联。这同样适用于变流器连接118以及低压接线盒24、28、119、27。
[0131]相反的，也可选择具有短路回路45、46，以及将磁芯和张力带接地，从而在高低和低压接线盒之间设置电位分离接地桥。这意味着用于高压和低压变流器组件之间的电位分离的高性能MF变压器可以另外实现。[0132]初始化电场强度的局部放电在接线盒和磁芯之间也被阻止，除其他外，这是因为，在HV和LV接线盒中以及在弹性板49之下，图4、15，具有绝缘材料凹槽42，图4，其为HV和LV侧的磁芯提供了额外的中间通风路径，而不是提供增强的电场强度。使用这些插入到磁芯以及磁芯之间的可提高场梯度的空气路径还可以在变压器的外部也提供可靠的绝缘配置。
[0133]通过这些措施，在壳体内以及壳体上的其他正常使用的铸造电极或表面泄露覆盖物可以被消除。
[0134]为此，由空气一塑料一空气层制成的系列回路也普遍的置于HV接线盒或者LV接线盒的外边，这是因为，该电压降低层安装于HV初级接触76、39的周围，通过接线盒的内表面上的位置20、21、22，以及在HV空气放电距离之上，该距离间隔于框架覆盖的磁芯。
[0135]极度的空间压缩概念能够使得具有高结构密度的MF变压器级联的变压器，图10，不会在其整个表面区域出现电弧最低点。同样的，通过空间构型，尤其是在LV区域，套管垫圈23要经过设计，以致被镜像反转，在实质的MS紧密化的级联配置中，随后的绝缘和套管壁133、134能够被紧密化。
[0136]实施该套管设计的主要优点是该套管用例如中间电压分隔墙集成于接线盒，以致HV-LV MF变压器不需要安装在变流变压器的HV部分，而取而代之的是，该HV — LV MF变压器也被并入LV间隔器或腔室里，图10。基于此原因，对绝缘隔板133、134的直接HV应用是可能的，图10C，因为HV双重绝缘垫圈23，图1和2，借助很短的，耐高压的管锥桥接长度来起作用。
[0137]磁芯45、46通过变压器外壳和罩壳以及弹性可压缩板下层49保持在变压器内部，以至于磁芯的重量以及对弹性板下层49的振动力固定住罩壳和变压器外壳，图1、2、12、13，其通过磁芯框架50、51轴向的动作，该框架同样置于中间板49的内部，通过框架组件50或者51拧到那里。
[0138]用于磁芯的轴向拉力设备在图15A?15C中不出，作为磁芯的锚定。磁芯45在变压器外壳和罩壳之上的铸造附件中，通过螺杆，螺母58以及张力簧79、80被固定，使得框架组件50、51在轴向上被压在一起。以前，通常在变压器外壳的外部提供拉力螺栓以便将磁芯紧固在一起。该些拉力螺栓通常在变压器的低压侧与高压侧之间形成电流桥。根据本发明的变压器，铸造附件73通过MS电压水平置于壳体上。锚定螺栓被固定到铸造附件73中，该螺栓将张力框架50，51固定于那些磁芯45以保持它们79、80。
[0139]在图16中，示出了框架组件50、51与金属棒53、54的连接，然而，金属棒53、54作为绝缘液体87?91或者空气或者气体106、107能够流过的冷却器是可以更换的。
[0140]在MF变压器的正视图，图11、14，中的垂直的铸造附件130，能够使变流器壳体中，主要在套管壁上的附件形成变压器级联，图10，该附件由塑料制成，该附件在套管壁上带有单独的变压器组件螺丝。
[0141]参考符号列表
[0142]I 次级绕组室，内部
[0143]2 初级绕组室，中间
[0144]3 次级绕组室，外部
[0145]4 次级壳体壁，内部[0146]5初级分隔墙，中间，内部
[0147]6初级分隔墙，中间，外部
[0148]7次级壳体壁,外部
[0149]8加固板，变压器外壳
[0150]9绕组的套管
[0151]10罩壳中的管配件
[0152]11HV 接线盒
[0153]12HV盖和接线盒 [0154]13接线盒和盖之间的HV绝缘密封件
[0155]14分别用于变压器接线盒以及可选的隔板套管的HV垫圈
[0156]15变压器外壳和罩壳中的肾形孔
[0157]16HV—⑶电缆连接
[0158]17LV 接线盒
[0159]18接线盒上的LV盖
[0160]19接线盒与盖之间的LV绝缘密封件
[0161]20HV内壁的HV空气间隙，主要配件
[0162]21LV内壁的LV空气间隙，次要配件
[0163]22通过绝缘密封件，HV到LV放电距离20、21的积累、
[0164]23用于变流器壳体中套管的HV垫圈圆锥体
[0165]24LV接线盒次级电路绕组
[0166]25HV盖螺纹接口一对密封件的压力
[0167]26用于对垫圈圆锥体的前表面压力的HV螺纹接口
[0168]27用于盖子一密封件压力的LV螺纹接口
[0169]28接线盒与盖子之间的LV绝缘密封件
[0170]29变压器外壳/罩壳中的材料凹槽
[0171]30初级/次级套管，例如，铸造套筒37中的铸模树脂
[0172]31次级绕组，内部，外部
[0173]32带有变流器(⑶)绕组的初级绕组
[0174]33门，只用于变流器(⑶)绕组
[0175]34中间绝缘，变流器到初级绕组
[0176]35第一层和第二层之间的带有线的金属箔
[0177]36套管附件上的变流器(⑶)连接
[0178]37用于调解套管的接触套筒
[0179]38套管附件上的焊锡
[0180]39用于初级，次级以及变流器(GU)连接的环形触体
[0181]40环形触体螺纹接口
[0182]41绕组与绕组的连接
[0183]42凹槽
[0184]43在变流器(⑶)接线盒中的绝缘材料凹槽中空空间[0185]44用于磁芯的作为中间绝缘的热传导薄片[0186]45磁芯
[0187]46张力带磁芯
[0188]47通过张力带，可选择的版本，磁芯的电气连接
[0189]48可自由活动的磁芯，标准设计
[0190]49弹性板下层，磁芯到变压器外壳以及罩壳
[0191]50框架组件I “上面的”
[0192]51框架组件2“下面的”
[0193]52用于冷却器或者连杆的调节空间的框架
[0194]53磁芯层区域的用于散热的冷却器
[0195]54连杆,用于磁芯的表面冷却
[0196]55框架盖，电气放电距离延长
[0197]56用于调节磁芯张力的附件的压力
[0198]57拉紧器附件
[0199]58用于拉紧器的拉紧器螺母
[0200]59液压连接,单一,馈送,放电
[0201]60液压连接，初级一次级之间的液压桥
[0202]61液压桥的抗拉法兰
[0203]62变压器外壳/罩壳和盖子之间的万向节盘
[0204]63用于液压法兰和液压桥的O型密封件
[0205]64用于变压器外壳和盖子中的套管的锥形孔
[0206]65狭窄的法兰孔,变压器外壳/罩壳
[0207]66狭窄的法兰一张力带压力，借助磁芯
[0208]67力锁套，罩壳
[0209]68腔室密封件I
[0210]69腔室密封件2
[0211]70腔室密封件3
[0212]71腔室密封件4
[0213]72用于锥形孔64中套管的密封件
[0214]73铸造附件，主要法兰
[0215]74铸造附件，接线盒，盖子
[0216]75铸造附件，液体绝缘密封件
[0217]73铸造附件，用于磁芯和锚定螺栓
[0218]74铸造附件，张力块
[0219]75用于紧固主要法兰，外壳的张力磁盘
[0220]76初级一次级之间的螺纹接口触体
[0221]77用于环形触体的块磁盘
[0222]78用于连接盖的块磁盘
[0223]79用于磁芯张力的张力簧[0224]80用于紧固磁芯张力的张力簧
[0225]85用于液压连接的螺纹接口
[0226]86用于液压桥的螺纹接口
[0227]87液体绝缘酯
[0228]88液体绝缘变压器油
[0229]89带有乙二醇的液体绝缘纯水
[0230]90液体绝缘冷却剂
[0231]91作为替代物的电容器一液体绝缘87?90
[0232]92套管的线绕组+对于31、32的通用术语
[0233]93次级腔室壁，收缩的内侧
[0234]94次级腔室壁，收缩的外侧
[0235]95腔室壁内的波浪
[0236]96腔室壁内的带有波的线保持器
[0237]97液体绝缘空间
[0238]98绕组的轴向间隔
[0239]99罩壳内的槽底
[0240]100铸模树脂胶
[0241]101粘接水平
[0242]102分隔墙的升高，如果只是使用了外壳的胶粘接，也就是，密封件被省略，获得了带有腔室I?3的“一体式变压器外壳”，该腔室在各个边上密封(除了所述用于液体绝缘和密封的锥形孔64的放电路径)
[0243]103油通道，初级，次级，在壳体集成设计中
[0244]104变压器外壳/罩壳的胶粘接，不用密封件
[0245]105扩展用于腔室密封件68?71的空间角落，槽底
[0246]106作为绝缘和冷却气体的绝缘气体SF6和冷却剂气体
[0247]107作为绝缘和冷却气体的压缩空气
[0248]108宽度减少措施，MF变压器
[0249]109壳体盖中的橡胶杆间隔，次级绕组
[0250]110初级绕组的间隔条，壳体盖，单一压力
[0251]111密封件:套管套筒37，在壳体中涂有树脂
[0252]112电流接触套管一套管套
[0253]113套管与套管套之间的杆一槽锁定机构
[0254]114接线盒上盖子的压力重新调整
[0255]115用于绕组的波张力元件，波95、96的替代波
[0256]116分隔墙中的梯形绕组锚
[0257]117接触套一电流过渡表面环形触体，电缆
[0258]118变流器(⑶)连接
[0259]119压缩HV、LV盖密封
[0260]120用于，例如初级/次级双层的5—腔室壳体[0261]121内壁I 一次级绕组到地
[0262]122分隔墙II一LV次级到HV初级
[0263]123分隔墙III一HV初级到LV次级，外部
[0264]124分隔墙IV — LV次级到地，外部
[0265]125中心壳体外壁接地的并联MF变压器
[0266]126附件配件
[0267]127磁芯横截面，标准的
[0268]128磁芯横截面,扩大的
[0269]129绕组波或梯形绕组夹
[0270]130绕组保持器，塑料薄壁部分，没有捆绑
[0271]131HV连接电缆
[0272]132LV连接电缆
[0273]133HV 隔板
[0274]134HV隔板，绝缘密封件
[0275]200变压器外壳
[0276]201罩壳
【权利要求】
1.一种中频变压器，该变压器包括由绝缘材料制成的密封的壳体(200、201)，壳体具有用于容纳初级绕组和次级绕组的绕组室(I~3)，其特征在于:壳体(200、201)中设置有填充绕组室(I~3)的液体或气体绝缘介质,绕组室具有多个套管孔，以及针对绝缘介质的多个摄入部分与多个排出部分。
2.根据权利要求1所述的中频变压器，其特征在于:所述绕组室(I~3)通过绝缘壳体壁(4、7)以及分隔墙(5，6)彼此分离和密封，绕组(31、32)置于绕组室中并且在其中固定到位,并且绕组室用液体或气体绝缘介质(87~91)填充。
3.根据权利要求1或2所述的中频变压器，其特征在于:所述壳体被设计成在装配之前是至少包括两部分壳体的形式，其包括变压器外壳(200)、罩壳(201)，以及能够连接至上述外壳和罩壳的接线盒、密封件以及盖子。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的中频变压器，其特征在于:所述绕组轴向的以及径向的在绕组室(I~3)中固定到位。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的中频变压器，其特征在于:所述壳体壁和分隔墙(4~7 )提供有集成的凸出部分(95、96 )或者单独的间隔元件(129、130 )，通过上述壳体壁和分隔墙，绕组在绕组室(I~3)中放置并且固定到位，其中绕组通过刚性的组件(98、99)或者弹性的组件(108、109)在绕组室(I~3)中放置并且固定到位。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的中频变压器，其特征在于:变压器外壳(200)包括壳体壁(4、7)和分隔墙(5、6)，罩壳(201)表现出凹槽(99)，当密封变压器外壳时，外壁和分隔墙以密封的方式配合进入凹槽中。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的中频变压器，其特征在于:变压器外壳(200)及其壳体壁和分隔墙胶合到罩壳(201)或者铸造到罩壳(201)上。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的中频变压器，其特征在于:为了将变压器外壳(200)连接到罩壳(201)以及接线盒的盖子，提供有带有弹簧元件(45)的附着装置，该附着装置将罩壳以及盖子以自紧的方式连接到变压器外壳。
9.根据权利要求1至8中任意一项所述的中频变压器，其特征在于:在壳体或者接线盒(200、201)中，液体以及固体物质绝缘的、且导电的套管被提供，通过上述套管，一方面是绕组(31、32、33 )的后端，另一方面是绕组的外连接被电气性连接。
10.根据权利要求1至9中任意一项所述的中频变压器，其特征在于:连接盖(11、17)配置于壳体(200、201)上，该连接盖以压缩、无缝以及绝缘的方式连接到壳体，并且该些连接盖形成用于绕组连接的绝缘的或者密封的套管。
11.根据权利要求1至10中任意一项所述的中频变压器，其特征在于:变压器磁芯(45)被拉紧在角配置以及壳体(200、201)的凹槽上(图13)，并且该磁芯通过张力弹性中间层(49)保持并且与壳体分离。
12.根据权利要求1至11中任意一项所述的中频变压器，其特征在于:磁芯(45)借助张力带和张力框架在径向以及轴向上被保持，磁芯在接线盒的侧面上以及磁芯包的外表面具有用于桥接各组件的肋(55)，因此增加了外部的磁芯的抗电浪涌电压性。
13.根据权利要求1至12中任意一项所述的中频变压器，其特征在于:磁芯(45)通过电气连接到张力带(46)接地，以便，在变压器的外部高压与低压连接之间获得电势分离。
14.根据权利要求1至13中任意一项所述的中频变压器，其特征在于:在壳体(200、201)的形状上提供有用于连接磁芯(45)的材料凹槽(39)。
15.根据权利要求1至14中任意一项所述的中频变压器，其特征在于:磁芯(45)之间配置有轴向配置的中间绝缘体(130)。
16.根据权利要求1至15中任意一项所述的中频变压器，其特征在于:用于容纳磁芯(45)的张力框架(50、51)被设计为能够在其中集成通过绝缘液体或者冷却体实现的对至少磁芯(45)的局部的冷却。
17.根据权利要求1至16中任意一项所述的中频变压器，其特征在于:提供的初级绕组(32)具有两层或多层，其中带有中间绝缘(34)的子绕组(33)夹于初级绕组的各层之间。
18.根据权利要求1至17中任意一项所述的中频变压器，其特征在于:每个绕组室(I~3)均至少具有用于绝缘液体的摄入口和排放口(59)，该摄入口和排放口优选的彼此对角相对的配置于壳体上，其中绝缘液体基本上以统一的方式通过绕组室(I~3)传送。
19.根据权利要求1至18中任意一项所述的中频变压器，其特征在于:一个绕组室的摄入口(59)通过液压桥连接(60、103)连接到另一个绕组室的排放口(59)，其中该液压桥集成在壳体(103)中或者作为一个单独部分(60)设计并且连接到壳体。
20.根据权利要求1至19中任意一项所述的中频变压器，其特征在于:在壳体中的摄入口和排放口( 59)包括成角度的通道，其优选的被轴向的置于壳体内(200、201)并且径向的进入绕组室(I~3)。
21.根据权利要求1至20中任意一项所述的中频变压器，其特征在于:用于绝缘液体的摄入口和排放口( 59 )包括液压或气动耦合器，尤其由电气绝缘材料制成的密封快速耦合器。
22.根据权利要求1至21中任意一项所述的中频变压器，其特征在于:变压器的壳体(200、201)在上表面和下表面上具有统一尺寸的配件，以至于多个这样的变压器能够被连接、在所有层上被绝缘，并且一个在另一个上直接堆叠。
23.根据权利要求1至22中任意一项所述的中频变压器，其特征在于:多个变压器结合以形成级联或局部级联，其结合方式为能够使得多个变压器位于一个由多个单元(125)组成的具有统一的构造的壳体(120)中。
【文档编号】H01F30/06GK103578715SQ201310325712
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年7月30日 优先权日:2012年8月10日
【发明者】威廉·克雷默, 克里斯托夫·古尔登 申请人:Sts特种变压器斯多卡克股份有限公司