高压变压器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及高压变压器，其包括具有至少两个芯柱的变压器芯，这些芯柱轴向平 行并且在每个情况中在它们上布置中空圆柱线圈，其在每个情况中具有至少一个电绕组。
【背景技术】
[0002] 大体上已知在高压变压器的情况中（例如，在从6kV、10kV、30kV、60kV、110kV以及 更多的标称电压范围中)，对于相邻线圈的互相隔离采取措施以便避免电击穿。简单的可能 性在于对应地增加电压携带部件之间的距离；然而，高压变压器的安装尺寸由于此也不利 地增加。这特别适用于干式变压器，其中隔离仅由空气介质给出。
[0003] 为了能够减少相邻线圈之间的距离并且因此减少变压器的安装尺寸，在相邻线圈 之间布置所谓的中间屏障，这在现有技术中是常见的。这些基本上是隔离材料板，其布置在 线圈之间并且凭借沿其表面的对应延长的放电路径而使得相对于彼此在对应更短的距离 处布置谈论中的线圈成为可能。
[0004] 在该连接中与例如线圈的连接(例如，与三角形引线）的空间相关冲突可由于屏障 壁的宽度(其对于隔离是必需的）而出现，这被证明是不利的。例如此等连接然后以复杂的 方式围绕屏障引导。
[0005] 从该现有技术出发，由本发明解决的问题是提供高压变压器，其避免在相邻线圈 之间布置的独立屏障结构。
[0006] 该问题由起初提到的那类高压变压器解决。所述高压变压器的特征在于至少在相 邻布置的线圈的互相面向表面的部分区域中，线圈的相应表面区域具有相应的电隔离屏障 结构，其在外部上径向集成。
【发明内容】
[0007] 本发明的基本概念在于使屏障直接在相邻线圈的隔离关键表面区域中集成。这些 事实上是相邻线圈的那些表面区域，其特别地面朝彼此，其中在所述表面区域内，在相应最 小互相距离的情况中也存在最高击穿风险。相应屏障结构通常包括线圈的整个轴向长度， 但也可以根据要求略微缩短或延长。根据变压器芯的类型，出现不同的互相面向表面区域。 例如在E型芯上布置三个线圈的该情况中，对于中央线圈出现在外部上径向布置并且互相 相对的两个屏障结构，其中在每个情况中，两个外部线圈需要在外部上径向布置的一个屏 障结构。
[0008] 在三角形变压器芯的情况中，将产生在每个情况中相对于彼此偏离60°的两个屏 障结构，其应方便地由广泛的屏障结构实现。
[0009] 对应地，在具有2柱芯的单相变压器的情况中，两个线圈中的每个将在相邻线圈 的区域中提供有屏障结构。
[0010] 根据依照本发明的高压变压器的优选配置，配置屏障结构使得在操作期间在相邻 线圈的电绕组之间出现的电压差被维持而没有在线圈之间布置的额外屏障壁。
[0011] 集成的屏障结构有利地减少线圈之间占优势的场强度加载使得任何额外的中间 屏障不再是必需的。屏障结构可以描绘为例如到线圈的径向外表面的透镜状附连。理想地， 采用与本领域内技术人员已知的冷却管道的相似方式，屏障结构已经在其制造过程期间在 线圈中集成，这些冷却管道未布置在线圈表面上，而布置在径向相邻的线圈段之间。
[0012] 凭借到相应线圈的表面内的对应机械固定集成，谈论中的变压器的机械稳定性因 为已经摈除布置在线圈之间的一个或多个屏障板的机械不稳定构造而有利地增加。在根据 本发明的变压器的情况中同样有利，线圈的所有连接因此可以被引导而没有几何缺陷。
[0013] 根据依照本发明的变压器的另外的优选配置，屏障结构包括板条，其轴向伸展并 且支承径向相对地布置的屏障壁。这样的概念以简单的制造过程和高机械稳定性为特征。 通过示例，玻璃纤维复合材料使其自身适合作为板条的合适的稳定材料。
[0014] 根据依照本发明的高压变压器的另一个变化的实施例，屏障壁至少部分由带状材 料缠绕。带状材料(例如在线圈的缠绕过程结束后被加热并且然后形成弯曲结构的树脂灌 注的玻璃纤维增强纤维束）在高压变压器的缠绕线圈的情况中已知用于隔离和稳定化目 的。根据本发明，因此在一个变化形式中提供它以也用这样的材料来固定径向外屏障结构 或甚至从其处部分缠绕它。有利地，由此实现高机械稳定性和良好的隔离能力两者。
[0015] 根据本发明的另一个变化形式，屏障壁至少部分由预先制造的圆柱元件(例如，隔 离半壳）组成。例如此等圆柱元件或壳元件可以在线圈的缠绕过程期间采用简单的方式集 成并且也已经证明在例如冷却管道集成中是成功的。
[0016] 根据本发明的另一个变化形式，至少在区域中，提供板条和屏障壁的多个径向相 邻层。由于此，例如，屏障结构的机械稳定性和其隔离能力因此有利地增加。
[0017] 根据本发明的另一个变化形式，至少一个线圈的屏障结构在其整个圆周上形成。 绕360°伸展的屏障结构特别地以更简单的制造为特征，其中在另一方面，需要略微增加的 安装空间。如果所述安装空间在相应变压器的情况中可获得，线圈的制造可以有利地这样 简化并且它另外对于留意屏障结构相对于变压器芯的取向不再是必需的。
[0018] 根据高压变压器的变化形式，至少一个线圈的屏障结构不在其整个圆周上形成， 其中屏障结构的横截面采用梯状方式在其两个外端处标记。这是从生产技术方面可以特别 简单地实现的变化形式，例如凭借具有壳元件(其径向叠加）的多个板条，其中两个外阶梯 由相应外板条的相应侧壁形成。
[0019] 根据依照本发明的变压器的另一个配置，至少一个线圈的屏障结构不在其整个圆 周上形成，其中其两个外端处的屏障结构的横截面采用平坦方式转变成线圈的表面。该变 化形式使自身特别适合于至少部分缠绕的屏障壁的情况，其中相应的隔离带（18,20,22， 52,72)然后在相应外板条的上边缘与相应线圈的表面之间近似无关地伸展。通过避免阶 梯，形成尽可能紧凑的表面结构。
[0020] 根据另一个变化形式，腔(其充当冷却管道）形成通过屏障结构中的至少一个，所 述腔在屏障结构的整个轴向长度上延伸。屏障结构特别地与布置在径向相邻的线圈段之间 (例如，在散射通道中）的冷却管道的结构非常相似。在该连接中，有利地使用烟囱效应。
[0021] 根据本