一种内置磁屏蔽变压器器身压板的制作方法

本发明属于变压器技术领域，特别是涉及到一种内置磁屏蔽变压器器身压板。

背景技术：

变压器是利用电磁感应原理来改变交流电压的装置，按用途可分为电力变压器及特种变压器等。随着经济的发展和科技的不断进步，新材料、新工艺的不断应用，变压器不论从电压等级还是容量上都有了巨大的提高。随着变压器容量的增大，变压器的额定电流随之增加，变压器运行时，绕组通过电流后将产生磁场，由于变压器的铁芯是由冷轧取向硅钢片加工而成，具有优良的导磁性能，所以大部分磁通都在铁芯中流通，但是也有一部分磁通通过空气间隙或变压器油传导到变压器外壳、夹件等金属结构件上，从而感应出涡流而增加变压器损耗，随着电流的增加，漏磁通在金属结构件上所产生的损耗越大，甚至造成局部金属结构件过热，从而造成变压器油色谱超标及因密封垫过热老化渗油等故障。为了降低变压器漏磁通在金属结构件上产生的损耗及避免局部过热，目前行业上通常做法为在油箱箱壁、夹件等金属结构件上增加用冷轧取向硅钢片制成的磁屏蔽，变压器在运行过程中，漏磁通进入磁屏蔽而不是直接进入磁屏蔽所处位置的金属结构件，因磁屏蔽所用冷轧取向硅钢片导磁性能远优于金属结构件用钢板材料的导磁性能，因此产生的损耗很小，不会产生局部过热现象。变压器的漏磁理论情况下均为沿绕组轴向直线分布，但由于变压器不同绕组间存在安匝分布的不平衡等因素，造成漏磁存在一定的幅向分量，幅向分量的漏磁在变压器绕组电磁线上宽度方向产生横向漏磁，且横向漏磁在绕组端部的密度要大于绕组中部，这一横向漏磁会在电磁线上产生一定的涡流损耗，从而增加变压器的损耗，通常电磁线宽度方向均较大，而横向漏磁所产生的涡流损耗与电磁线的宽度的平方成正比，因此横向漏磁在绕组中，特别是绕组端部产生的涡流损耗极为可观。但由于大型变压器通常采用磁屏蔽装置，磁屏蔽的加入，实质上是引导漏磁通进入磁屏蔽，从而降低漏磁通在金属结构件中产生的损耗，但磁屏蔽的加入，因其并不是位于绕组的正上方或下方，而磁屏蔽对漏磁通的分布起到了一个引导作用，引导方向与漏磁方向呈一定角度，这样就改变了漏磁的方向，加大了横向漏磁的比例，导致漏磁在绕组端部电磁线中产生的横向涡流损耗增加。对于特大容量变压器来说，磁屏蔽的加入不但使绕组端部电磁线横向涡流损耗增加，更主要的问题是绕组上端部处于变压器顶部，为高油温区，涡流损耗的增加会导致绕组端部电磁线局部过热，加速绝缘老化而降低变压器使用寿命。

如何设计一种新型的磁屏蔽结构，使之降低漏磁在金属结构件中的涡流损耗，而不会因横向漏磁的增加而导致绕组端部电磁线局部过热，加速绝缘老化而降低变压器使用寿命。这正是变压器设计中的国内外技术关键点。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种内置磁屏蔽变压器器身压板，将磁屏蔽内置于压板中，用来解决传统结构磁屏蔽因横向漏磁的增加而导致绕组端部电磁线局部过热，加速绝缘老化而降低变压器使用寿命的缺点，同时不影响变压器器身压板的安装尺寸、与变压器器身其他部件的配合尺寸、电气性能及机械性能。

一种内置磁屏蔽变压器器身压板，包括上压板、卷绕式磁屏蔽、下压板和高强度尼龙螺栓，

所述上压板为圆环形结构，上压板上设置有接地铜带开孔和尼龙螺栓开孔，上压板的内环边缘设置有低压绕组出头豁口，上压板的下部设置有导油槽；所述导油槽上设置有均匀分布的导油孔，导油槽的直径中心线尺寸与卷绕式磁屏蔽的中心线尺寸一致；

所述下压板为圆环形结构，下压板的上部设置有磁屏蔽固定槽，下压板的内环边缘设置有低压绕组出头豁口，下压板上设置有尼龙螺栓螺纹孔，下压板通过高强度尼龙螺栓与上压板固定连接；所述磁屏蔽固定槽的内径尺寸比卷绕式磁屏蔽内径尺寸小1mm，磁屏蔽固定槽的外径尺寸比卷绕式磁屏蔽的外径尺寸大1mm，磁屏蔽固定槽的深度比卷绕式磁屏蔽的厚度尺寸大1mm；

所述卷绕式磁屏蔽包括接地铜带、卷绕硅钢片体、Nomex诺美纸及环氧树脂固化层，卷绕式磁屏蔽的上部与上压板连接，卷绕式磁屏蔽的下部通过磁屏蔽固定槽与下压板连接；所述接地铜带的上部穿过接地铜带开孔后位于上压板的上部，接地铜带的上部设置有直径的圆孔，接地铜带的下部通过锡焊与卷绕硅钢片体焊接；所述卷绕硅钢片体为20mm～40mm宽冷轧取向硅钢片卷绕而成，卷绕硅钢片体的内径尺寸比低压绕组的外半径尺寸大30mm，卷绕硅钢片体的外径尺寸比上压板的外径尺寸小80mm，卷绕硅钢片体的外部设置有环氧树脂固化形成的环氧树脂固化层；所述Nomex诺美纸包裹在环氧树脂固化层的外部；

所述高强度尼龙螺栓穿过尼龙螺栓开孔后与尼龙螺栓螺纹孔连接，高强度尼龙螺栓在沿其长度方向中心部位设置有通长排气孔。

所述上压板的厚度为10mm～20mm。

所述下压板的厚度为40mm～80mm。

所述接地铜带为0.3mm厚，40mm宽的铜带。

所述高强度尼龙螺栓的螺杆长度比上压板的厚度值大15mm。

所述导油孔为直径的圆孔，相邻两个导油孔之间的间距为100mm～120mm。

所述导油槽的宽度12mm，深度为5mm，导油槽与下压板的内环同圆心。

所述尼龙螺栓螺纹孔的螺纹深度为20mm。

所述通长排气孔的孔直径为

通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：

本发明中的卷绕式磁屏蔽置于器身压板内部，降低了漏磁在金属结构件上产生的涡流损耗，且不影响变压器器身压板的安装尺寸、电气性能及机械性能。同时因卷绕式磁屏蔽位于变压器绕组的上部，减小了漏磁在金属结构件上产生的涡流损耗，避免了传统结构磁屏蔽加剧横向漏磁的同时，将漏磁吸引至器身上部，避免了漏磁的弯曲，降低了横向漏磁密度，避免了传统结构磁屏蔽因横向漏磁的增加而导致绕组端部电磁线局部过热，加速绝缘老化而降低变压器使用寿命的缺点。

本发明中的卷绕式磁屏蔽可以实现对整个绕组的全覆盖，较传统结构磁屏蔽按块分布布置提高了屏蔽效果；卷绕式磁屏蔽为20mm～40mm宽冷轧取向硅钢片带材连续卷绕而成，工艺简单，工作效率高；卷绕式磁屏蔽为连续绕制，较传统结构磁屏蔽减少了剪切工序，避免了剪切对硅钢片导磁性能的影响，有利于杂散损耗的降低，硅钢片厚度方向朝向漏磁方向，涡流损耗低；可以实现对漏磁的完全屏蔽，减少了进入油箱及夹件等金属结构件的漏磁，客服了传统结构磁屏蔽不能做到对线圈漏磁的完全屏蔽，存在个别区域屏蔽不完全的缺点；每个压板仅需一个接地，因而接地系统工艺简单，提高了可靠性，克服了传统结构磁屏蔽一个压板上布置多块磁屏蔽，每块磁屏蔽均需要进行接地，接地系统复杂，接地数量的增加也降低了可靠性的缺陷。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明：

图1为本发明一种内置磁屏蔽变压器器身压板的结构示意图。

图2为本发明一种内置磁屏蔽变压器器身压板的俯视结构示意图。

图3为本发明一种内置磁屏蔽变压器器身压板中上压板的结构示意图。

图4为本发明一种内置磁屏蔽变压器器身压板中上压板的俯视结构示意图。

图5为本发明一种内置磁屏蔽变压器器身压板中卷绕式磁屏蔽的结构示意图。

图6为本发明一种内置磁屏蔽变压器器身压板中卷绕式磁屏蔽的俯视结构示意图。

图7为本发明一种内置磁屏蔽变压器器身压板中下压板的结构示意图。

图8为本发明一种内置磁屏蔽变压器器身压板中下压板的俯视结构示意图。

图9为本发明一种内置磁屏蔽变压器器身压板中高强度尼龙螺栓的结构示意图。

图中，1-上压板、2-卷绕式磁屏蔽、3-下压板、4-接地铜带、5-高强度尼龙螺栓、6-接地铜带开孔、7-低压绕组出头豁口、8-导油孔、9-导油槽、10-尼龙螺栓开孔、11-铁卷绕硅钢片体、12-Nomex诺美纸、13-环氧树脂固化层、14-磁屏蔽固定槽、15-尼龙螺栓螺纹孔、16-通长排气孔。

具体实施方式

如图所示，一种内置磁屏蔽变压器器身压板，包括上压板1、卷绕式磁屏蔽2、下压板3及高强度尼龙螺栓5组成。所述卷绕式磁屏蔽焊有接地铜带4。所述上压板1及下压板3开有低压绕组出头豁口7。

所述上压板1，包括接地铜带开孔6、导油孔8、导油槽9、低压绕组出头豁口7及尼龙螺栓开孔10。上压板1为圆环结构，内外径尺寸同传统结构变压器器身压板，厚度为10mm～20mm，其材质为层压木、层压纸板或热压聚酯树脂塑料层压板。上压板配有接地铜带开孔6，供卷绕式磁屏蔽2的接地铜带4引出用；上压板1上设置有导油孔8及导油槽9，供卷绕式磁屏蔽2形成散热用油流通道用，导油孔为直径圆孔，间距100mm～120mm，位于导油槽9上方，导油槽9位于上压板1下部，宽度12mm，深度5mm，导油槽9直径中心线尺寸与卷绕式磁屏蔽2中心线尺寸一致；上压板1配有低压绕组出头豁口7，供变压器低压绕组出头引出用；上压板1配有尼龙螺栓开孔10，供上压板1与下压板3之间使用高强度尼龙螺栓5连接用。

所述卷绕式磁屏蔽2，包括接地铜带4、卷绕硅钢片体11、Nomex诺美纸12及环氧树脂固化层13。接地铜带4为0.3mm厚，40mm宽铜带，接地铜带4上部开有直径圆孔，接地铜带4下部与卷绕硅钢片体11使用锡焊焊接；卷绕硅钢片体11为20mm～40mm宽冷轧取向硅钢片卷绕而成，其内径尺寸为低压绕组外半径尺寸加30mm，外径尺寸为压板外半径尺寸减80mm，因硅钢片厚度侧朝向漏磁场，因此可以降低硅钢片中产生的涡流损耗；卷绕硅钢片体11卷绕完成并焊接接地铜带4后，使用环氧树脂固化层13进行固化，最后用Nomex诺美纸12Nomex美诺纸半叠包扎2层。

所述下压板3，包括卷绕式磁屏蔽固定槽14、低压绕组出头豁口7及尼龙螺栓螺纹孔16。下压板3为圆环结构，内外径尺寸同传统结构变压器器身压板，厚度为40mm～80mm，其材质为层压木、层压纸板或热压聚酯树脂塑料层压板。下压板3配有磁屏蔽固定槽14，形成卷绕式磁屏蔽2安装空间，磁屏蔽固定槽14内径尺寸为卷绕式磁屏蔽2内径尺寸减1mm，外径尺寸为卷绕式磁屏蔽2外径尺寸加1mm，深度为卷绕式磁屏蔽2厚度尺寸加1mm；下压板配有低压绕组出头豁口7，供变压器低压绕组出头引出用；下压板3配有尼龙螺栓螺纹孔16，螺纹深度20mm，供上压板1与下压板3之间使用尼龙螺栓5连接用。

所述高强度尼龙螺栓5，为高强度尼龙材质，用于上压板1、卷绕式磁屏蔽2及下压板3组合完成后连接上压板1及下压板3。高强度尼龙螺栓5规格为M24螺栓，强度尼龙螺栓5的螺杆长度比上压板1的厚度值大15mm。高强度尼龙螺栓5开有通长排气孔16，位置沿长度方向中心部位，孔直径为用于排净螺纹下部空隙处空气，避免因残留空气而造成电气性能下降。