一种气体绝缘变压器的制作方法

本实用新型涉及变压器技术领域，具体涉及一种同时能耐受交流和直流电压的气体绝缘变压器。

背景技术：

气体绝缘变压器由于具备不燃、不爆、安全性高且可实现高电压、大容量的优势，已广泛运用于交流电网中，特别适用于地下变电所、大城市人口较集中以及对安全性要求高的场合。目前直流输电在我国得到了快速的发展，与其配合使用的变压器因对其安全性要求极高、而自身又必须同时满足能耐受交流、直流电压的特点；而传统油浸式变压器由于存在可能燃烧、爆炸的危险，无法满足该安全性的要求，因此采用气体绝缘变压器是很好的选择。但是目前的气体绝缘变压器只能应用于交流电压领域，而不能应用于同时承受交直流电压的场合，使其应用场合大受限制。因此，亟需研发一种同时能承受交流电压和直流电压的气体绝缘变压器。

技术实现要素：

本实用新型的目的是：针对现有技术中的问题，提供一种通过结构设计，使得其在使用时既能承受交流电压又能承受直流电压的气体绝缘变压器。

本实用新型的技术方案是：本实用新型的气体绝缘变压器，包括气箱、铁芯、夹件、初级组件、次级组件以及充斥在气箱内的SF6气体；上述的初级组件包括初级线圈和初级线圈引出线；次级组件包括次级线圈和次级线圈引出线；上述的铁芯通过夹件固定安装在气箱内；初级线圈套装在铁芯上，其结构特点是：

还包括法兰筒、2只初级套管和1只次级套管；上述的次级组件还包括次级线圈绝缘筒、绝缘支撑件、撑条、屏蔽件、绝缘子和2个次级线圈引出线端子；

上述的法兰筒密封固定设置在气箱的上端面上；2只初级套管密封固定设置在气箱的壁体上；次级套管密封固定设置在法兰筒的上端面上；上述的初级线圈引出线从初级线圈同一侧引出后与2只初级套管电连接；

上述的次级组件的次级线圈绝缘筒套装在初级线圈的外周，次级线圈绝缘筒通过绝缘支撑件固定安装在夹件上；次级线圈绝缘筒的内周壁与初级线圈的外周之间设有构成第一气道的留空间隔；第一气道与气箱内部空间相通并充斥SF6气体；撑条固定设于次级线圈绝缘筒的外周壁上；次级线圈绕制在撑条上，从而使得次级线圈的内周壁与次级线圈绝缘筒的外周壁之间构成第二个留空间隔，该第二个留空间隔构成第二气道，第二气道与气箱1内部空间相通，第二气道内充斥SF6气体；屏蔽件为金属材质的异形件，屏蔽件包覆在次级线圈的外周并使得次级线圈全封闭；次级线圈引出线从次级线圈的中部引出，穿过屏蔽件上端中部后与2个次级线圈引出线端子电连接；绝缘子的下部密封固定设置在气箱内的上部，绝缘子的上部伸出于法兰筒内；绝缘子设有1个内导体；2个次级线圈引出线端子固定设置在绝缘子上且位于绝缘子的上部；2个次级线圈引出线端子中的1个通过绝缘子的内导体与次级套管电连接；2个次级线圈引出线端子中的另1个与次级套管电连接。

进一步的方案是：上述的气箱为整体呈圆柱形的中空密封箱体；气箱的上端面设有连接用的开口；气箱的壁体上密封固定设有充气阀。

进一步的方案是：还包括二次保护组件；上述的二次保护组件包括密封固定设置在气箱壁体上的气体温度计、气体密度计、突发压力继电器和端子盒。

进一步的方案是：上述的次级套管包括第一端子板、第二端子板、盖板、均压环、绝缘外壳、第一导电杆、第二导电杆、连接法兰、绝缘垫圈、第一接触子、第二接触子、第一触指、绝缘套、密封圈和第二触指；

上述的盖板和连接法兰分别固定设于绝缘外壳的上、下端；盖板上设有安装用的通孔；连接法兰为两端开口的筒体件；均压环固定设置在盖板上且位于盖板的外周；

第一导电杆和中空结构的第二导电杆设于绝缘外壳内；第二导电杆套在第一导电杆的外部且二者轴心线相同；第二导电杆的上端与盖板一体连接；第二端子板设于盖板的上方且与盖板一体连接；第一导电杆的上端从盖板的通孔中伸出并与第一端子板一体连接；第一端子板与盖板之间围绕第一导电杆设有绝缘垫圈，绝缘垫圈的上、下端面上各嵌有密封圈；第二导电杆的下端连接有第二接触子，第一导电杆的下端向下伸出于第二导电杆，并在伸出端上连接有第一接触子；第一接触子处于第二接触子内，且两接触子同中心线并向下伸出于连接法兰；第一接触子的底部设有向四周扩展的平台，第二接触子的底部合在第一接触子的平台上，第二接触子与第一接触子相合面之间设有绝缘套；第一触指和第二触指分别设有1～10个，各第一触指固定在第一接触子的内壁上或者固定在第一导电杆的外壁上；第一导电杆由各第一触指与第一接触子电连接；各第二触指固定在第二接触子的内壁上或者固定在第二导电杆的外壁上，第二导电杆由各第二触指与第二接触子电连接；

次级套管由其连接法兰与法兰筒密封固定连接；连接法兰与法兰筒内部相通；上述次级组件的2个次级线圈引出线端子中的一个通过绝缘子的内导体与次级套管的第一接触子电连接；2个次级线圈引出线端子中的另一个与次级套管的第二接触子电连接；绝缘外壳的内腔以及第一导电杆与第二导电杆之间的间隙内均充斥SF6气体。

进一步的方案是：上述的次级套管还包括第一导向环和第二导向环；上述的第一导向环设于第一接触子内且位于各第一触指的上方；上述的第一导电杆的下部穿过第一导向环向下伸出；上述的第二导向环设于第二接触子内且位于各第二触指的上方；上述的第二导电杆的下部穿过第二导向环向下伸出。

进一步的方案是：上述的次级套管的绝缘外壳为玻璃钢筒体外裹硅橡胶材料的绝缘壳体或者为瓷套管。

进一步的方案是：上述的次级套管包括第一端子板、第二端子板、盖板、均压环、绝缘外壳、第一导电杆、第二导电杆、连接法兰、绝缘垫圈、第一接触子、第二接触子、第一触指、密封圈和第二触指；

上述的盖板和连接法兰分别固定设于绝缘外壳的上、下端；盖板上设有安装用的通孔；连接法兰为两端开口的筒体件；均压环固定设置在盖板上且位于盖板的外周；

第一导电杆和第二导电杆在绝缘外壳内平行设置；第二导电杆的上端与盖板一体连接；第二端子板设于盖板的上方且与盖板一体连接；第一导电杆的上端从盖板的通孔中伸出并与第一端子板一体连接；第一端子板与盖板之间围绕第一导电杆设有绝缘垫圈，绝缘垫圈的上、下端面上各嵌有密封圈；第一导电杆的下端连接有第一接触子，第二导电杆的下端连接有第二接触子，且两接触子向下伸出于连接法兰；第一触指和第二触指分别设有1～10个，各第一触指固定在第一接触子的内壁上或者固定在第一导电杆的外壁上；第一导电杆由各第一触指与第一接触子电连接；各第二触指固定在第二接触子的内壁上或者固定在第二导电杆的外壁上，第二导电杆由各第二触指与第二接触子电连接；

次级套管由其连接法兰与法兰筒密封固定连接；连接法兰与法兰筒内部相通；上述次级组件的2个次级线圈引出线端子中的1个通过绝缘子的内导体与次级套管的第一接触子电连接；；2个次级线圈引出线端子中的另一个与次级套管的第二接触子电连接；绝缘外壳的内腔以及第一导电杆与第二导电杆之间的间隙内均充斥SF6气体。

进一步的方案是：上述的次级套管还包括第一导向环和第二导向环；上述的第一导向环设于第一接触子内且位于各第一触指的上方；上述的第一导电杆的下部穿过第一导向环向下伸出；上述的第二导向环设于第二接触子内且位于各第二触指的上方；上述的第二导电杆的下部穿过第二导向环向下伸出。

进一步的方案还有：上述的次级套管的绝缘外壳为玻璃钢筒体外裹硅橡胶材料的绝缘壳体或者为瓷套管。

本实用新型具有积极的效果：（1）本实用新型的气体绝缘变压器，其通过整体结构的设计，特别是通过在初级线圈和次级线圈间设置2个大气道、次级线圈的外周通过屏蔽件全封闭以及输出用的次级套管的结构设计，使其在使用时既能承受交流电压又能承受直流电压，有效解决了现有技术中常见的气体绝缘变压器只能承受交流电压而不能承受直流电压从而使应用场合大受限制的技术问题，填补了既要耐受交流电压又要耐受直流电压应用场合所需变压器的空白。（2）本实用新型的气体绝缘变压器，其通过次级套管的结构设计，使其在输出侧仅需1根套管即可实现输出，较之现有技术中常见的多根输出套管的变压器，其体积小巧、安装方便、成本更低、性价比高。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的左视图；

图3为图1中省略次级套管上部结构后放大的半剖面结构示意图；

图4为图1中次级套管的俯视图；

图5为图4的A-A向剖视图；

图6为图5中B处放大的结构示意图；

图7为图5中C处放大的结构示意图；

图8为图1中次级套管的另一实施例的结构示意图。

上述附图中的附图标记如下：

气箱1，铁芯2，夹件3，

初级组件4，初级线圈4-1，初级线圈引出线4-2；

次级组件5，次级线圈5-1，次级线圈绝缘筒5-2，绝缘支撑件5-3，撑条5-4，屏蔽件5-5，次级线圈引出线5-6，绝缘子5-7，次级线圈引出线端子5-8；

第一气道6，法兰筒7，初级套管8；

次级套管9，第一端子板9-1，第二端子板9-2，盖板9-3，均压环9-4，绝缘外壳9-5，第一导电杆9-6，第二导电杆9-7，连接法兰9-8，绝缘垫圈9-9，第一接触子9-10，第二接触子9-11，第一导向环9-12，第一触指9-13，第二导向环9-14，绝缘套9-15，密封圈9-16，第二触指9-17。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

（实施例1）

见图1至图3，本实施例的气体绝缘变压器，其主要由气箱1、铁芯2、夹件3、初级组件4、次级组件5、法兰筒7、初级套管8、次级套管9以及SF6（六氟化硫）气体组成。

气箱1为整体呈圆柱形的中空密封箱体，气箱1满足压力容器标准，气箱1采用中空圆柱形结构，能较好地保证气箱1的密封性能。气箱1内设有与气箱1的内壁一体连接的用于固定安装夹件3的支座。气箱1的上端面设有连接用的开口；气箱1的壁体上密封固定设有充气阀（图中未示出）。

铁芯2与夹件3固定连接；夹件3与气箱1内壁上的支座固定连接。本实施例中，铁芯2与夹件3的固定连接方式以及夹件3与气箱1内壁上的支座间的固定连接方式均优选采用螺栓连接。

SF6气体充斥在气箱1内，SF6气体作为绝缘及冷却介质。

初级组件4包括初级线圈4-1和初级线圈引出线4-2；初级线圈4-1套装在铁芯2上，初级线圈4-1整体呈U型结构，初级线圈引出线4-2（进线和出线）从初级线圈4-1的同一侧引出后与固定设置在气箱1的壁体上的2只初级套管8电连接。使用时，初级线圈引出线4-2（进线和出线）通过密封固定安装在气箱1壁体上的2只初级套管8输入或输出电源。

次级组件5包括次级线圈5-1、次级线圈绝缘筒5-2、绝缘支撑件5-3、撑条5-4、屏蔽件5-5、次级线圈引出线5-6、绝缘子5-7和次级线圈引出线端子5-8。

次级线圈绝缘筒5-2套装在初级线圈4-1的外周，次级线圈绝缘筒5-2由其端部与绝缘支撑件5-3固定连接，绝缘支撑件5-3与夹件3固定连接，从而使得次级线圈绝缘筒5-2通过绝缘支撑件5-3固定安装在夹件3上；次级线圈绝缘筒5-2的内周壁与初级线圈4-1的外周之间设有留空间隔，该留空间隔的大小可依变压器使用时耐受直流电压等级的不同依设计相应确定；该留空间隔构成第一气道6，第一气道6与气箱1内部空间相通，第一气道6内充斥SF6气体。

撑条5-4固定设于次级线圈绝缘筒5-2的外周壁上，撑条5-4在次级线圈绝缘筒5-2的外周壁上设置的位置和数量根据需要确定。次级线圈5-1绕制在撑条5-4上，从而使得次级线圈5-1的内周壁与次级线圈绝缘筒5-2的外周壁之间构成第二个留空间隔，该第二个留空间隔构成第二气道，第二气道与气箱1内部空间相通，第二气道内充斥SF6气体；撑条5-4的高度也即第二气道的高度可依变压器使用时耐受直流电压等级的不同依设计相应确定。

屏蔽件5-5为金属材质的异形件，屏蔽件5-5采用模具整体成形，表面再抛光，喷漆；屏蔽件5-5包覆在次级线圈5-1的外周并使得次级线圈5-1全封闭；屏蔽件5-5能有效地提高线圈的交流和直流耐压水平；次级线圈引出线5-6（进线和出线）从次级线圈5-1的中部引出，穿过屏蔽件5-5上端中部后与2个次级线圈引出线端子5-8电连接。

法兰筒7密封固定设置在气箱1的上端面上；次级套管9固定设置在法兰筒7的上端面上。次级组件5的绝缘子5-7的下部密封固定设置在气箱1内的上部，绝缘子5-7的上部伸出于法兰筒7内；绝缘子5-7设有1个内导体；2个次级线圈引出线端子5-8固定设置在绝缘子5-7上且位于绝缘子5-7的上部；2个次级线圈引出线端子5-8中的1个通过绝缘子5-7的内导体与次级套管9电连接，2个次级线圈引出线端子5-8中的另1个与次级套管9电连接。使用时，2个次级线圈引出线端子5-8通过1只次级套管9输入或输出电源。

参见图4至图7，次级套管9主要由第一端子板9-1、第二端子板9-2、盖板9-3、均压环9-4、绝缘外壳9-5、第一导电杆9-6、第二导电杆9-7、连接法兰9-8、绝缘垫圈9-9、第一接触子9-10、第二接触子9-11、第一导向环9-12、第一触指9-13、第二导向环9-14、绝缘套9-15、密封圈9-16和第二触指9-17组成。

次级套管9的绝缘外壳9-5可采用玻璃钢筒体外裹硅橡胶材料结构或者瓷套管，本实施例中优选采用玻璃钢筒体外裹硅橡胶材料结构的外壳。绝缘外壳9-5的上、下端分别固定设有盖板9-3和连接法兰9-8，盖板9-3上设有安装用的通孔；连接法兰9-8为两端开口的筒体件。均压环9-4固定设置在盖板9-3上且位于盖板9-3的外周。

绝缘外壳9-5内设有第一导电杆9-6和中空的第二导电杆9-7，本实施例中，第一导电杆9-6优选采用圆柱体件；第二导电杆9-7优选采用中空的圆柱体件；第一导电杆9-6和第二导电杆9-7均为金属材质。第二导电杆9-7套在第一导电杆9-6的外部且二者轴心线相同；第二导电杆9-7的上端与盖板9-3一体连接，盖板9-3上设有与盖板9-3成一体的第二端子板9-2。第一导电杆9-6的上端从盖板9-3的通孔中伸出并与第一端子板9-1一体连接，第一端子板9-1与盖板9-3之间围绕第一导电杆9-6设有绝缘垫圈9-9，绝缘垫圈9-9的上、下端面上各嵌有密封圈9-16，从而保证第一端子板9-1与盖板9-3之间密封和绝缘。第一端子板9-1和第二端子板9-2用于变压器输出接线。第二导电杆9-7的下端连接有第二接触子9-11，第一导电杆9-6的下端向下伸出第二导电杆9-7，并在伸出端上连接有第一接触子9-10；第一接触子9-10处于第二接触子9-11内，两接触子同中心线并向下伸出于连接法兰9-8。第一接触子9-10的底部设有向四周扩展的平台9-10-1，第二接触子9-11的底部合在第一接触子9-10的平台9-10-1上，第二接触子9-11与第一接触子9-10相合面之间设有绝缘套9-15，使得第二接触子9-11与第一接触子9-10之间绝缘。第一触指9-13设有1～10个，各第一触指9-13固定在第一接触子9-10的内壁上或者固定在第一导电杆9-6的外壁上，本实施例中优选固定在第一接触子9-10的内壁上；第一导电杆9-6由各第一触指9-13与第一接触子9-10电连接；第二触指9-17设有1～10个，各第二触指9-17固定在第二接触子9-11的内壁上或者固定在第二导电杆9-7的外壁上，本实施例中优选固定在第二接触子9-11的内壁上；第二导电杆9-7由各第二触指9-17与第二接触子9-11电连接。

第一接触子9-10内位于各第一触指9-13的上方设有能通过第一导电杆9-6的第一导向环9-12；第二接触子9-11内位于各第二触指9-17的上方设有能通过第二导电杆9-7的第二导向环9-14。第一导向环9-12和第二导向环9-14的作用是对导电杆插入相应的接触子时起导向作用，方便导电杆的插接。

次级套管9由其连接法兰9-8与法兰筒7密封固定连接并设置在法兰筒7的上方；连接法兰9-8与法兰筒7内部相通；次级组件5的2个次级线圈引出线端子5-8中的1个通过绝缘子5-7的内导体与次级套管9的第一接触子9-10电连接；2个次级线圈引出线端子5-8中的另1个与第二接触子9-11电连接。绝缘外壳9-5的内腔空余空间S以及第一导电杆9-6与第二导电杆9-7之间的间隙D内均充斥SF6气体，SF6气体使得第一导电杆9-6与第二导电杆9-7间保持有效绝缘。

作为优选方式，本实施例的气体绝缘变压器，还设有二次保护组件（附图中未示出），二次保护组件包括密封固定设置在气箱1壁体上的气体温度计、气体密度计、突发压力继电器和端子盒。其中，气体温度计用于监测气箱1内的SF6气体温度；气体密度计用于监测气箱1内的SF6气体密度；突发压力继电器用于监测气箱1内的SF6的压力变化率；端子盒14用于汇集上述二次保护构件的输出信号端，以便于与控制室进行信号电连接。

（实施例2）

参见图8，本实施例中，其他方面与实施例1相同，不同之处在于：次级套管9的第一导电杆9-6和第二导电杆9-7在绝缘外壳9-5内平行设置，且第一导电杆9-6和第二导电杆9-7的下端均向下伸出于连接法兰9-8；第一导电杆9-6的下端通过第一导向环9-12后由各第一触指9-13与第一接触子9-10电连接；第二导电杆9-7的下端通过第二导向环9-14后由各第二触指9-17与第二接触子9-11电连接。相应地，省略实施例1中的绝缘套9-15；第二导电杆9-7可采用中空构件，也可采用实心构件。

以上实施例是对本实用新型的具体实施方式的说明，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变换和变化而得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应该归入本实用新型的专利保护范围。