一种油浸式电力电压器的制造方法

文档序号:10571253
一种油浸式电力电压器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种油浸式电力电压器,包括有上端开口的箱体,固定密封连接在箱体上端的盖体,固定安装在箱体内底部的铁芯以及固定安装在铁芯上的绕组组件;所述绕组组件包括有陶瓷基体以及一体成型在陶瓷基体内的3组高压绕组线圈和3组低压绕组线圈,所述陶瓷基体由3D打印方法制得,在陶瓷基体烧结成型后,往线圈通道内注入铜水进行绕组线圈的成型。本发明省去了绕制线圈和人工对陶瓷基体进行塑形的过程,且加工精度更有保证,适于工业化批量生产。
【专利说明】
一种油浸式电力电压器
技术领域
[0001]
本发明属于配电变压器结构领域,具体涉及一种散热良好的油浸式电力电压器结构。
【背景技术】
[0002]
专利号为201010169512.2的中国发明专利公开了一种全封闭陶瓷烧结式干式变压器线圈及其制作方法,包括导体和绝缘体,其特殊之处在于:所述导体为裸导体,绝缘体为陶瓷;该全封闭陶瓷烧结式干式变压器线圈的制作方法,采用如下工艺步骤:(一)绕制线圈:在裸导体外表面涂釉后绕成线圈;(二)密封线圈:线圈的匝间、层间、段间以及线圈四周均用陶瓷泥完全包封;并将陶泥或瓷泥把线圈包紧压实成坯体,涂釉;(三)烧制成一体:通过烧结或烘烤成为陶或瓷,并与裸导体形成一个整体。总之,本发明的有益效果是:绝缘耐热等级高,高温时不产生有害气体,防潮隔水性好,即使把线圈放水中也能运行,且使用寿命长。一一但该方案存在的主要问题是线圈绕制麻烦,且步骤(二)需要完全依靠人工操作,费时费力且质量难以保证,不利于工业化批量生产。
[0003]专利申请号为201510047881.7的中国专利申请公开了一种3D打印电磁线圈的方法,通过计算机辅助设计软件设计出所需的线圈立体模具文件;通过3D打印机打印出实体模具;注入常温下成液态的金属或金属合金,形成导电线圈;然后将金属连接器嵌入模具的入口与出口处,以提供与外部电路的接口,最后使用环氧树脂密封线圈的入口与出口处。本发明可以精确有效地设计电磁线圈的结构,而不会受到体积的限制。同时本发明构造的每一步骤都易于流水化生产,从而极大地减少了构造电磁线圈所需要的时间。一一但该方案存在的问题是采用液态金属成本高,可选择材料少,且电阻较大,功率较大时发热严重,不适用于变电类的变压器使用。

【发明内容】

[0004]
本发明所要解决的技术问题是:针对现有技术存在的不足,提供一种结构设计合理新颖,散热效果好,制造加工方便的油浸式电力电压器结构。
[0005]为实现本发明之目的,采用以下技术方案予以实现:一种油浸式电力电压器,包括有上端开口的箱体,固定密封连接在箱体上端的盖体,固定安装在箱体内底部的铁芯以及固定安装在铁芯上的绕组组件;
所述的铁芯包括有3个纵向设置的芯柱以及连接在各个芯柱上下端部的水平设置的铁轭;所述铁芯上位于下端的铁轭下部连接有底座,底座与箱体内底部连接;
所述绕组组件包括有陶瓷基体以及一体成型在陶瓷基体内的3组高压绕组线圈和3组低压绕组线圈,陶瓷基体上沿纵向成型有3个与芯柱配合的通口,低压绕组线圈成型于通口的外周,高压绕组线圈处于低压绕组线圈的外周;各个高压绕组线圈的一端通过高压绕组连接线相连接,各个低压绕组线圈的一端通过低压绕组连接线相连接,低压绕组连接线上连接有中性线;各个高压绕组线圈的另一端分别为高压绕组引出线,各个低压绕组线圈的另一端分别为低压绕组引出线,所述盖体上分别固定连接有3个高压绝缘套管和3个低压绝缘套管,各个高压绕组引出线从高压绝缘套管穿过,各个低压绕组引出线从低压绝缘套管穿过;
所述陶瓷基体内成型有用以成型所述高压绕组线圈、低压绕组线圈、高压绕组连接线以及低压绕组连接线的线圈通道,所述陶瓷基体上还成型有用以成型所述高压绕组引出线、低压绕组引出线以及中性线的引出线成型管;所述陶瓷基体内至少在位于高压绕组线圈和低压绕组线圈之间的位置还成型有3组冷却管道;
所述陶瓷基体由3D打印方法制得,依次包括以下步骤:
1)配制包括低温粘结剂、中温粘结剂和陶瓷粉的打印材料颗粒;将陶瓷粉、低温粘结剂、中温粘结剂按照重量比为:92:7:1的比例均匀混合后预制成颗粒;所述陶瓷粉为氧化铝瓷,所述低温粘结剂为聚乙烯蜡,所述中温粘结剂为无机硅酸盐;所述颗粒包括大颗粒和小颗粒,大颗粒为200目,小颗粒为500目,大颗粒和小颗粒的重量比为2:7;
2)使用基于热溶解积层法的3D打印设备将所述打印材料制成坯体;对坯体外壁以及坯体内的线圈通道和引出线成型管进行浸釉;
3)对上步坯体进行中温烧结,烧结温度为500°C,通过所述颗粒之间形成的蒸发空隙,蒸发坯体中的低温粘结剂,得到一次烧结件;
4)对所述一次烧结件进行高温烧结,烧结温度为130(TC,得到陶瓷基体;
在陶瓷基体烧结成型后,进行绕组线圈的成型:
1)保持窑温在1200°C,通过引出线成型管向线圈通道内充入氮气,接着从引出线成型管往线圈通道内注入熔融的铜水,至铜水灌满至所有引出线成型管的外端部;
2)绕组线圈成型后进行降温,第I个小时降温速度控制在每分钟5°C,接下去2小时每分钟降温3°C,接下时间每分钟降温1°C,至200°C以下后,每分钟降温3°C,至窑温低于80°C时出窑;
所述陶瓷基体的侧面分别成型有与各组冷却管道相连通的进油口和出油口,且进油口靠近陶瓷基体的下端,出油口靠近陶瓷基体的上端;
所述箱体的底部固定连接有水平设置的支架,所述箱体的侧面连接有纵向设置的整体呈U型的多个散热内管,所述箱体的侧面在所述散热内管外侧还连接有纵向设置的整体呈U型的多个散热外管,所述的多个散热外管与所述的多个散热内管错开设置;所述箱体靠近进油口一侧下部焊接有联通罩,所述联通罩与所述箱体的侧壁之间共同形成一个密闭空间;所述的散热外管上端与箱体内连通、下端与所述联通罩相连通;所述的散热内管上端与箱体内连通、下端与所述联通罩相连通;
箱体外位于支架上安装有3个油栗,油栗的出液口通过进油管道与进油口相连,油栗的进液口通过吸油管道与联通罩连通;所述进油管道穿过箱体且与箱体密封连接;所述支架上位于所述的散热外管和散热内管下方水平安装有4个向上吹风的散热风扇;
所述箱体内充有变压器油,盖体上方安装有油枕,变压器油的液面位于油枕的内顶部。
[0006]作为优选:所述的油栗包括有离心栗壳,转动安装在离心栗壳内的叶轮,固定连接在离心栗壳一端的活塞栗壳,滑动安装在活塞栗壳内的活塞件,以及固定连接在离心栗壳另一端的用以驱动叶轮和活塞件的电机; 所述电机上连接有一个连接架,所述离心栗壳外壁一体成型有连接头,所述连接头与连接架之间通过螺钉连接;所述离心栗壳的侧壁成型有出液口;
所述电机的输出轴上连接有一个驱动转盘,驱动转盘靠近但不接触离心栗壳的一端,驱动转盘上固定连接有多个以圆周阵列布置的驱动磁铁;
所述叶轮包括有叶轮基板,叶轮基板上固定连接有与驱动磁铁位置相对应的多个的从动磁铁,叶轮基板上位于相邻两个从动磁铁之间的位置成型有叶片,各个叶片之间远离叶轮基板的一端一体成型有一个环形的驱动圈,驱动圈上远离叶片的一端成型有3个沿螺旋线方向设置的的驱动斜面,各个驱动斜面的顶部位置安装有缓冲磁铁a;
所述活塞件包括有活塞体,活塞体靠近叶轮的一端通过3-4个连接柱连接有一个与活塞体同轴的滑动杆,滑动杆的端部连接有一个棘轮组件,棘轮组件上连接有一个活塞联动件;所述活塞联动件包括有外联动圈、与棘轮组件固定连接的内连接圈,以及一体连接外联动圈和内连接圈的连接筋;所述外联动圈上成型有与驱动斜面相配合的3个从动斜面,从动斜面的根部位置安装有与缓冲磁铁a磁场方向反向设置的缓冲磁铁b;
所述棘轮组件包括有通过轴承转动连接的内圈和外圈,外圈内壁成型有棘齿,内圈上安装有与棘齿配合的棘爪;所述滑动杆与内圈固定连接,所述活塞联动件与外圈连接;活塞联动件随驱动圈转动时棘轮组件处于转动状态,活塞联动件与驱动圈相对滑动时棘轮组件处于锁止状态;
所述活塞栗壳内固定安装有一个活塞定位架,活塞定位架包括有内圈体和多边形结构的外圈体,内圈体和外圈体之间通过3-5个连接筋条连为一体;非圆柱形的所述滑动杆与内圈体滑动连接;
所述活塞栗壳的端部连接有一个单向阀,所述活塞体上远离滑动杆的一端成型有弹簧容纳口,弹簧容纳口与单向阀之间安装有一个弹簧;
所述单向阀的中间成型有外窄内宽的锥形孔a,单向阀上位于锥形孔a的外端成型有一个定位圈a,单向阀上位于锥形孔a的内端安装有一个阀片止挡架a ;所述锥形孔a内安装有一个阀片a;阀片a为永磁铁,定位圈a上粘贴有与阀片a相吸合的铁片;
所述活塞体的中间成型有一个外窄内宽的锥形孔b,活塞体上位于锥形孔b的外端成型有一个定位圈b,活塞体上位于锥形孔b的内端安装有一个阀片止挡架b ;所述锥形孔b内安装有一个阀片b ;阀片b为永磁铁,定位圈b上粘贴有铁片与阀片b相吸合的铁片。
[0007]本发明还公开另一种油浸式电力电压器,包括有上端开口的箱体,固定密封连接在箱体上端的盖体,固定安装在箱体内底部的铁芯以及固定安装在铁芯上的绕组组件;所述的铁芯包括有3个纵向设置的芯柱以及连接在各个芯柱上下端部的水平设置的铁轭;所述铁芯上位于下端的铁轭下部连接有底座,底座与箱体内底部连接;
所述箱体的底部固定连接有水平设置的支架,所述箱体的侧面连接有纵向设置的整体呈U型的多个散热内管,所述箱体的侧面在所述散热内管外侧还连接有纵向设置的整体呈U型的多个散热外管,所述的多个散热外管与所述的多个散热内管错开设置;所述箱体靠近进油口一侧下部焊接有联通罩,所述联通罩与所述箱体的侧壁之间共同形成一个密闭空间;所述的散热外管上端与箱体内连通、下端与所述联通罩相连通;所述的散热内管上端与箱体内连通、下端与所述联通罩相连通;
箱体外位于支架上安装有3个油栗,油栗的出液口通过进油管道与进油口相连,油栗的进液口通过吸油管道与联通罩连通;所述进油管道穿过箱体且与箱体密封连接;所述支架上位于所述的散热外管和散热内管下方水平安装有4个向上吹风的散热风扇;
所述箱体内充有变压器油,盖体上方安装有油枕,变压器油的液面位于油枕的内顶部;所述的油栗包括有离心栗壳,转动安装在离心栗壳内的叶轮,固定连接在离心栗壳一端的活塞栗壳,滑动安装在活塞栗壳内的活塞件,以及固定连接在离心栗壳另一端的用以驱动叶轮和活塞件的电机;
所述电机上连接有一个连接架,所述离心栗壳外壁一体成型有连接头,所述连接头与连接架之间通过螺钉连接;所述离心栗壳的侧壁成型有出液口;
所述电机的输出轴上连接有一个驱动转盘,驱动转盘靠近但不接触离心栗壳的一端,驱动转盘上固定连接有多个以圆周阵列布置的驱动磁铁;
所述叶轮包括有叶轮基板,叶轮基板上固定连接有与驱动磁铁位置相对应的多个的从动磁铁,叶轮基板上位于相邻两个从动磁铁之间的位置成型有叶片,各个叶片之间远离叶轮基板的一端一体成型有一个环形的驱动圈,驱动圈上远离叶片的一端成型有3个沿螺旋线方向设置的的驱动斜面,各个驱动斜面的顶部位置安装有缓冲磁铁a;
所述活塞件包括有活塞体,活塞体靠近叶轮的一端通过3-4个连接柱连接有一个与活塞体同轴的滑动杆,滑动杆的端部连接有一个棘轮组件,棘轮组件上连接有一个活塞联动件;所述活塞联动件包括有外联动圈、与棘轮组件固定连接的内连接圈,以及一体连接外联动圈和内连接圈的连接筋;所述外联动圈上成型有与驱动斜面相配合的3个从动斜面,从动斜面的根部位置安装有与缓冲磁铁a磁场方向反向设置的缓冲磁铁b;
所述棘轮组件包括有通过轴承转动连接的内圈和外圈,外圈内壁成型有棘齿,内圈上安装有与棘齿配合的棘爪;所述滑动杆与内圈固定连接,所述活塞联动件与外圈连接;活塞联动件随驱动圈转动时棘轮组件处于转动状态,活塞联动件与驱动圈相对滑动时棘轮组件处于锁止状态;
所述活塞栗壳内固定安装有一个活塞定位架,活塞定位架包括有内圈体和多边形结构的外圈体,内圈体和外圈体之间通过3-5个连接筋条连为一体;非圆柱形的所述滑动杆与内圈体滑动连接;
所述活塞栗壳的端部连接有一个单向阀,所述活塞体上远离滑动杆的一端成型有弹簧容纳口,弹簧容纳口与单向阀之间安装有一个弹簧;
所述单向阀的中间成型有外窄内宽的锥形孔a,单向阀上位于锥形孔a的外端成型有一个定位圈a,单向阀上位于锥形孔a的内端安装有一个阀片止挡架a ;所述锥形孔a内安装有一个阀片a;阀片a为永磁铁,定位圈a上粘贴有与阀片a相吸合的铁片;
所述活塞体的中间成型有一个外窄内宽的锥形孔b,活塞体上位于锥形孔b的外端成型有一个定位圈b,活塞体上位于锥形孔b的内端安装有一个阀片止挡架b ;所述锥形孔b内安装有一个阀片b ;阀片b为永磁铁,定位圈b上粘贴有铁片与阀片b相吸合的铁片。
[0008]与现有技术相比较,本发明的有益效果是:本发明的陶瓷基体通过3d打印的方式成型,并在陶瓷基体烧结完成的同时直接往线圈通道内注入铜水直接形成绕组线圈,绕组线圈与陶瓷基体同时降温至变为固态的绕组线圈。与201010169512.2号专利相比,省去了绕制线圈和人工对陶瓷基体进行塑形的过程,且加工精度更有保证,适于工业化批量生产。与201510047881.7号专利相比,本发明采用了新的工艺使3d打印制造的绕组组件能够具有更广泛的应用领域、另外,本发明采用了新型结构的油栗驱动变压器油对变压器进行冷却,在变压器温度较低时变压器油换热量少,油栗采用活塞栗的工作方式驱动变压器油缓慢流动即可满足散热需求(在所需流速较小时,离心栗的工作方式较活塞栗费电);在变压器温度较高时变压器油换热量大,油栗采用离心栗的工作方式,整体上节约了电能。
【附图说明】
[0009]图1是本发明的结构示意图。
[0010]图2是本发明的剖视结构示意图。
[0011 ]图3是本发明的箱体结构示意图。
[0012]图4是铁芯及绕组组件的结构示意图。
[0013]图5是绕组组件的结构示意图。
[0014]图6是绕组组件的剖视结构示意图。
[0015]图7是图6的A部结构放大图。
[0016]图8是陶瓷基体引出线成型管部分的结构示意图。
[0017]图9、图10是油栗的结构示意图。
[0018]图11是油栗的内部结构示意图。
[0019]图12是油栗的分解结构示意图。
[0020]图13是叶轮及活塞联动件的结构示意图。
[0021]图14是活塞联动件的结构示意图。
[0022I图15是活塞件的结构示意图。
[0023]图16是单向阀的结构示意图。
[0024]1、箱体;1、支架;11、散热外管;12、散热内管;13、联通罩;2、盖体;31、高压绝缘套管;32、低压绝缘套管;4、油枕;5、绕组组件;50、陶瓷基体;51、高压绕组引出线;52、低压绕组引出线;53、进油口;54、出油口;55、高压绕组线圈;551、高压绕组连接线;56、低压绕组线圈;561、低压绕组连接线;57、冷却管道;58、中性线;59、引出线成型管;6、铁芯;61、底座;7、散热风扇;8、油栗;80、棘轮组件;81、电机;811、驱动转盘;812、连接架;813、驱动磁铁;82、离心栗壳;821、出液口; 822、连接头;83、活塞栗壳;84、单向阀;8401、锥形孔a; 8402、定位圈a; 841、阀片a; 842、阀片止挡架a ; 85、叶轮;851、叶轮基板;852、从动磁铁;853、叶片;854、驱动圈;855、驱动斜面;856、缓冲磁铁a; 86、活塞联动件;861、外联动圈;862、从动斜面;863、内连接圈;864、连接筋;865、缓冲磁铁b; 87、活塞定位架;88、活塞件;881、活塞体;8811、弹簧容纳口; 8812、锥形孔b; 8813、定位圈b; 882、阀片b; 883、阀片止挡架b; 884、连接柱;885、滑动杆;89;弹簧。
【具体实施方式】
[0025]
实施例1
根据图1至图8所示,本实施例为一种油浸式电力电压器,包括有上端开口的箱体I,固定密封连接在箱体上端的盖体2,固定安装在箱体内底部的铁芯6以及固定安装在铁芯上的绕组组件5。
[0026]所述的铁芯包括有3个纵向设置的芯柱以及连接在各个芯柱上下端部的水平设置的铁轭;所述铁芯上位于下端的铁轭下部连接有底座61,底座与箱体内底部连接。
[0027]所述绕组组件包括有陶瓷基体50以及一体成型在陶瓷基体内的3组高压绕组线圈55和3组低压绕组线圈56,陶瓷基体上沿纵向成型有3个与芯柱配合的通口,低压绕组线圈成型于通口的外周,高压绕组线圈处于低压绕组线圈的外周;各个高压绕组线圈的一端通过高压绕组连接线551相连接,各个低压绕组线圈的一端通过低压绕组连接线561相连接,低压绕组连接线上连接有中性线58;各个高压绕组线圈的另一端分别为高压绕组引出线51,各个低压绕组线圈的另一端分别为低压绕组引出线52,所述盖体上分别固定连接有3个高压绝缘套管31和3个低压绝缘套管32,各个高压绕组引出线从高压绝缘套管穿过,各个低压绕组引出线从低压绝缘套管穿过。
[0028]所述陶瓷基体内成型有用以成型所述高压绕组线圈、低压绕组线圈、高压绕组连接线以及低压绕组连接线的线圈通道,所述陶瓷基体上还成型有用以成型所述高压绕组引出线、低压绕组引出线以及中性线的引出线成型管59;所述陶瓷基体内至少在位于高压绕组线圈和低压绕组线圈之间的位置还成型有3组冷却管道57。
[0029]所述的引出线成型管在高压绕组引出线、低压绕组引出线、中性线成型之后使用破拆工具将其打碎拆除。
[0030]所述陶瓷基体由3D打印方法制得,依次包括以下步骤:
1)配制包括低温粘结剂、中温粘结剂和陶瓷粉的打印材料颗粒;将陶瓷粉、低温粘结剂、中温粘结剂按照重量比为:92:7:1的比例均匀混合后预制成颗粒;所述陶瓷粉为氧化铝瓷,所述低温粘结剂为聚乙烯蜡,所述中温粘结剂为无机硅酸盐;所述颗粒包括大颗粒和小颗粒,大颗粒为200目,小颗粒为500目,大颗粒和小颗粒的重量比为2:7;
2)使用基于热溶解积层法的3D打印设备将所述打印材料制成坯体;对坯体外壁以及坯体内的线圈通道和引出线成型管进行浸釉;
3)对上步坯体进行中温烧结,烧结温度为500°C,通过所述颗粒之间形成的蒸发空隙,蒸发坯体中的低温粘结剂,得到一次烧结件;
4)对所述一次烧结件进行高温烧结,烧结温度为130(TC,得到陶瓷基体。
[0031]上述陶瓷基体的制作方法采用了最优的参数,使得陶瓷基体的体积相比坯体缩减程度最小,小颗粒为大颗粒的3.5倍左右,这样在确保低温粘结剂能够顺利升华的前提下,最大限度地确保陶瓷基体的硬度和致密性。
[0032]在陶瓷基体烧结成型后,进行绕组线圈(包括所述高压绕组线圈和低压绕组线圈)的成型:
1)保持窑温在1200°C,通过引出线成型管向线圈通道内充入氮气,接着从引出线成型管往线圈通道内注入熔融的铜水,至铜水灌满至所有引出线成型管的外端部;
2)绕组线圈成型后进行降温,第I个小时降温速度控制在每分钟5°C,接下去2小时每分钟降温3°C,接下时间每分钟降温1°C,至200°C以下后,每分钟降温3°C,至窑温低于80°C时出窑。
[0033]所述氮气用于隔绝氧气,避免铜水氧化对导电性能造成影响。所述绕组线圈在陶瓷基体烧结成型后随即进行,无需额外对陶瓷基体进行预热,节约能源;且铜水与陶瓷基体同时降温冷却,且冷却速度经过试验,采用了最佳的参数,避免了陶瓷基体与铜水热膨胀系数不同而导致陶瓷基体受到过大应力甚至破损。
[0034]所述陶瓷基体的侧面分别成型有与各组冷却管道相连通的进油口53和出油口 54,且进油口靠近陶瓷基体的下端,出油口靠近陶瓷基体的上端。
[0035]所述箱体的底部固定连接有水平设置的支架10,所述箱体的侧面连接有纵向设置的整体呈U型的多个散热内管12,所述箱体的侧面在所述散热内管外侧还连接有纵向设置的整体呈U型的多个散热外管11,所述的多个散热外管与所述的多个散热内管错开设置;所述箱体靠近进油口一侧下部焊接有联通罩13,所述联通罩与所述箱体的侧壁之间共同形成一个密闭空间;所述的散热外管上端与箱体内连通、下端与所述联通罩相连通;所述的散热内管上端与箱体内连通、下端与所述联通罩相连通。
[0036]箱体外位于支架上安装有3个油栗8,油栗的出液口通过进油管道与进油口相连,油栗的进液口通过吸油管道与联通罩连通;所述进油管道穿过箱体且与箱体密封连接;所述支架上位于所述的散热外管和散热内管下方水平安装有4个向上吹风的散热风扇7。
[0037]所述箱体内充有变压器油,盖体上方安装有油枕4,变压器油的液面位于油枕的内顶部。
[0038]所述陶瓷基体内的冷却管道能够利用变压器油及时地将绕组线圈产生的热量带走,确保变压器在较低温度下稳定运行。
[0039]由于陶瓷基体内部的冷却管路相对陶瓷基体外部的温度更高,故在所述箱体内下部焊接联通罩,用于将经过散热内管和散热外管冷却后的变压器油收集到一起,供油栗输送到陶瓷基体内的冷却管路中;所述的散热内管与散热外管错开设置,这样散热风扇的风向上吹动时能够与散热内管、散热外管的外壁面充分接触,优化散热效果,此外,设置于外侧的U型散热外管具有更长的油回路,能够较好的降低其内油温,大大降低了流至联通罩的油温,这样低温的变压器油进入陶瓷基体内的冷却管道后能更加有效地对陶瓷基体进行冷却。
[0040]实施例2
本实施例在实施例1的基础上,对所述油栗作出进一步改进,具体地:结合图9至图16所示,所述的油栗8包括有离心栗壳82,转动安装在离心栗壳内的叶轮85,固定连接在离心栗壳一端的活塞栗壳83,滑动安装在活塞栗壳内的活塞件88,以及固定连接在离心栗壳另一端的用以驱动叶轮和活塞件的电机81。
[0041 ]所述电机上连接有一个连接架812,所述离心栗壳外壁一体成型有连接头822,所述连接头与连接架之间通过螺钉连接;所述离心栗壳的侧壁成型有出液口 821。
[0042]所述电机的输出轴上连接有一个驱动转盘811,驱动转盘靠近但不接触离心栗壳的一端,驱动转盘上固定连接有多个以圆周阵列布置的驱动磁铁813。
[0043]所述叶轮包括有叶轮基板851,叶轮基板上固定连接有与驱动磁铁位置相对应的多个的从动磁铁852,叶轮基板上位于相邻两个从动磁铁之间的位置成型有叶片853,各个叶片之间远离叶轮基板的一端一体成型有一个环形的驱动圈854,驱动圈上远离叶片的一端成型有3个沿螺旋线方向设置的的驱动斜面855,各个驱动斜面的顶部位置安装有缓冲磁铁a856。
[0044I 所述活塞件包括有活塞体881,活塞体靠近叶轮的一端通过3-4个连接柱884连接有一个与活塞体同轴的滑动杆885,滑动杆的端部连接有一个棘轮组件80,棘轮组件上连接有一个活塞联动件86;所述活塞联动件包括有外联动圈861、与棘轮组件固定连接的内连接圈863,以及一体连接外联动圈和内连接圈的连接筋864;所述外联动圈上成型有与驱动斜面相配合的3个从动斜面862,从动斜面的根部位置安装有与缓冲磁铁a磁场方向反向设置的缓冲磁铁b865。
[0045]所述棘轮组件包括有通过轴承转动连接的内圈和外圈,外圈内壁成型有棘齿,内圈上安装有与棘齿配合的棘爪;所述滑动杆与内圈固定连接,所述活塞联动件与外圈连接;活塞联动件随驱动圈转动时棘轮组件处于转动状态,活塞联动件与驱动圈相对滑动时棘轮组件处于锁止状态。
[0046]所述活塞栗壳83内固定安装有一个活塞定位架87,活塞定位架包括有内圈体和多边形结构的外圈体,内圈体和外圈体之间通过3-5个连接筋条连为一体;非圆柱形的所述滑动杆与内圈体滑动连接。
[0047]所述活塞栗壳的端部连接有一个单向阀84,所述活塞体上远离滑动杆的一端成型有弹簧容纳口,弹簧容纳口与单向阀之间安装有一个弹簧89。
[0048]所述单向阀的中间成型有外窄内宽的锥形孔a8401,单向阀上位于锥形孔a的外端成型有一个定位圈a8402,单向阀上位于锥形孔a的内端安装有一个阀片止挡架a842;所述锥形孔a内安装有一个阀片a841;阀片a为永磁铁,定位圈a上粘贴有与阀片a相吸合的铁片。
[0049]所述活塞体的中间成型有一个外窄内宽的锥形孔b8812,活塞体上位于锥形孔b的外端成型有一个定位圈b8813,活塞体上位于锥形孔b的内端安装有一个阀片止挡架b883;所述锥形孔b内安装有一个阀片b882;阀片b为永磁铁,定位圈b上粘贴有铁片与阀片b相吸合的铁片。
[0050]所述陶瓷基体或者箱体上安装有温度传感器,温度传感器和油栗与一个控制电路板连接,控制电路板根据温度传感器的信号控制油栗的工作方式。
[0051 ]油栗具有两种工作方式,当温度高于切换温度值时,油栗以离心栗方式工作,当温度低于切换温度值时,油栗以活塞栗方式工作。
[0052]下面对油栗的工作方式进行说明:
如图11所示,当电机逆时针转动时,为活塞栗工作方式,驱动转盘转动带动驱动磁铁转动,驱动磁铁驱动安装有从动磁铁的叶轮逆时针转动,驱动圈上的驱动斜面相对活塞联动件上的从动斜面滑动,此时棘轮组件不转动,从而驱动活塞联动件连同活塞件向下运动,此时阀片b与定位圈b脱离,变压器油向上流动;当驱动斜面与从动斜面脱离时,活塞件在弹簧作用下向上复位,此时阀片b与定位圈b抵住,阀片a打开,变压器油进入阀片a和阀片b之间的空间。
[0053]所述缓冲磁铁a和缓冲磁铁b通过磁场斥力,使驱动斜面和从动斜面从脱离到重新贴合的过程中不会产生撞击,利于保证油栗的使用寿命。
[0054]当电机顺时针转动时,为离心栗的工作方式,此时从动斜面与驱动斜面始终贴合,叶轮带动活塞联动件一同旋转,此时棘轮组件处于相对转动状态,阀片a和阀片b均分别与定位圈a、定位圈b—直处于脱离状态,使离心栗能够持续正常工作。
[0055]当变压器温度较低时,变压器油不需要快速流动,此时若使用离心栗的工作方式,较为费电,采用活塞栗工作方式,在达到预期降温效果的前提下,可节能20%以上。
[0056]实施例3 根据图1、图2、图9至图16所示,本实施例为一种油浸式电力电压器,包括有上端开口的箱体I,固定密封连接在箱体上端的盖体2,固定安装在箱体内底部的铁芯6以及固定安装在铁芯上的绕组组件5。
[0057]所述的铁芯包括有3个纵向设置的芯柱以及连接在各个芯柱上下端部的水平设置的铁轭;所述铁芯上位于下端的铁轭下部连接有底座61,底座与箱体内底部连接。
[0058]所述箱体的底部固定连接有水平设置的支架10,所述箱体的侧面连接有纵向设置的整体呈U型的多个散热内管12,所述箱体的侧面在所述散热内管外侧还连接有纵向设置的整体呈U型的多个散热外管11,所述的多个散热外管与所述的多个散热内管错开设置;所述箱体靠近进油口一侧下部焊接有联通罩13,所述联通罩与所述箱体的侧壁之间共同形成一个密闭空间;所述的散热外管上端与箱体内连通、下端与所述联通罩相连通;所述的散热内管上端与箱体内连通、下端与所述联通罩相连通。
[0059]箱体外位于支架上安装有3个油栗8,油栗的出液口通过进油管道与进油口相连,油栗的进液口通过吸油管道与联通罩连通;所述进油管道穿过箱体且与箱体密封连接;所述支架上位于所述的散热外管和散热内管下方水平安装有4个向上吹风的散热风扇7。
[0060]所述箱体内充有变压器油,盖体上方安装有油枕4,变压器油的液面位于油枕的内顶部。
[0061]所述的油栗8包括有离心栗壳82,转动安装在离心栗壳内的叶轮85,固定连接在离心栗壳一端的活塞栗壳83,滑动安装在活塞栗壳内的活塞件88,以及固定连接在离心栗壳另一端的用以驱动叶轮和活塞件的电机81。
[0062]所述电机上连接有一个连接架812,所述离心栗壳外壁一体成型有连接头822,所述连接头与连接架之间通过螺钉连接;所述离心栗壳的侧壁成型有出液口 821。
[0063]所述电机的输出轴上连接有一个驱动转盘811,驱动转盘靠近但不接触离心栗壳的一端,驱动转盘上固定连接有多个以圆周阵列布置的驱动磁铁813。
[0064]所述叶轮包括有叶轮基板851,叶轮基板上固定连接有与驱动磁铁位置相对应的多个的从动磁铁852,叶轮基板上位于相邻两个从动磁铁之间的位置成型有叶片853,各个叶片之间远离叶轮基板的一端一体成型有一个环形的驱动圈854,驱动圈上远离叶片的一端成型有3个沿螺旋线方向设置的的驱动斜面855,各个驱动斜面的顶部位置安装有缓冲磁铁a856。
[0065]所述活塞件包括有活塞体881,活塞体靠近叶轮的一端通过3-4个连接柱884连接有一个与活塞体同轴的滑动杆885,滑动杆的端部连接有一个棘轮组件80,棘轮组件上连接有一个活塞联动件86;所述活塞联动件包括有外联动圈861、与棘轮组件固定连接的内连接圈863,以及一体连接外联动圈和内连接圈的连接筋864;所述外联动圈上成型有与驱动斜面相配合的3个从动斜面862,从动斜面的根部位置安装有与缓冲磁铁a磁场方向反向设置的缓冲磁铁b865。
[0066]所述棘轮组件包括有通过轴承转动连接的内圈和外圈,外圈内壁成型有棘齿,内圈上安装有与棘齿配合的棘爪;所述滑动杆与内圈固定连接,所述活塞联动件与外圈连接;活塞联动件随驱动圈转动时棘轮组件处于转动状态,活塞联动件与驱动圈相对滑动时棘轮组件处于锁止状态。
[0067]所述活塞栗壳83内固定安装有一个活塞定位架87,活塞定位架包括有内圈体和多边形结构的外圈体,内圈体和外圈体之间通过3-5个连接筋条连为一体;非圆柱形的所述滑动杆与内圈体滑动连接。
[0068]所述活塞栗壳的端部连接有一个单向阀84,所述活塞体上远离滑动杆的一端成型有弹簧容纳口,弹簧容纳口与单向阀之间安装有一个弹簧89。
[0069]所述单向阀的中间成型有外窄内宽的锥形孔a8401,单向阀上位于锥形孔a的外端成型有一个定位圈a8402,单向阀上位于锥形孔a的内端安装有一个阀片止挡架a842;所述锥形孔a内安装有一个阀片a841;阀片a为永磁铁,定位圈a上粘贴有与阀片a相吸合的铁片。
[0070]所述活塞体的中间成型有一个外窄内宽的锥形孔b8812,活塞体上位于锥形孔b的外端成型有一个定位圈b8813,活塞体上位于锥形孔b的内端安装有一个阀片止挡架b883;所述锥形孔b内安装有一个阀片b882;阀片b为永磁铁,定位圈b上粘贴有铁片与阀片b相吸合的铁片。
[0071]所述箱体上安装有温度传感器,温度传感器和油栗与一个控制电路板连接,控制电路板根据温度传感器的信号控制油栗的工作方式。
[0072]油栗具有两种工作方式,当温度高于切换温度值时,油栗以离心栗方式工作,当温度低于切换温度值时,油栗以活塞栗方式工作。
[0073]下面对油栗的工作方式进行说明:
如图11所示,当电机逆时针转动时,为活塞栗工作方式,驱动转盘转动带动驱动磁铁转动,驱动磁铁驱动安装有从动磁铁的叶轮逆时针转动,驱动圈上的驱动斜面相对活塞联动件上的从动斜面滑动,此时棘轮组件不转动,从而驱动活塞联动件连同活塞件向下运动,此时阀片b与定位圈b脱离,变压器油向上流动;当驱动斜面与从动斜面脱离时,活塞件在弹簧作用下向上复位,此时阀片b与定位圈b抵住,阀片a打开,变压器油进入阀片a和阀片b之间的空间。
[0074]所述缓冲磁铁a和缓冲磁铁b通过磁场斥力,使驱动斜面和从动斜面从脱离到重新贴合的过程中不会产生撞击,利于保证油栗的使用寿命。
[0075]当电机顺时针转动时,为离心栗的工作方式,此时从动斜面与驱动斜面始终贴合,叶轮带动活塞联动件一同旋转,此时棘轮组件处于相对转动状态,阀片a和阀片b均分别与定位圈a、定位圈b—直处于脱离状态,使离心栗能够持续正常工作。
[0076]当变压器温度较低时,变压器油不需要快速流动,此时若使用离心栗的工作方式,较为费电,采用活塞栗工作方式,在达到预期降温效果的前提下,可节能10%以上。
【主权项】
1.一种油浸式电力电压器,其特征在于:包括有上端开口的箱体,固定密封连接在箱体上端的盖体,固定安装在箱体内底部的铁芯以及固定安装在铁芯上的绕组组件; 所述的铁芯包括有3个纵向设置的芯柱以及连接在各个芯柱上下端部的水平设置的铁轭;所述铁芯上位于下端的铁轭下部连接有底座,底座与箱体内底部连接; 所述箱体的底部固定连接有水平设置的支架,所述箱体的侧面连接有纵向设置的整体呈U型的多个散热内管,所述箱体的侧面在所述散热内管外侧还连接有纵向设置的整体呈U型的多个散热外管,所述的多个散热外管与所述的多个散热内管错开设置;所述箱体靠近进油口一侧下部焊接有联通罩,所述联通罩与所述箱体的侧壁之间共同形成一个密闭空间;所述的散热外管上端与箱体内连通、下端与所述联通罩相连通;所述的散热内管上端与箱体内连通、下端与所述联通罩相连通; 箱体外位于支架上安装有3个油栗,油栗的出液口通过进油管道与进油口相连,油栗的进液口通过吸油管道与联通罩连通;所述进油管道穿过箱体且与箱体密封连接;所述支架上位于所述的散热外管和散热内管下方水平安装有4个向上吹风的散热风扇; 所述箱体内充有变压器油,盖体上方安装有油枕,变压器油的液面位于油枕的内顶部;所述的油栗包括有离心栗壳,转动安装在离心栗壳内的叶轮,固定连接在离心栗壳一端的活塞栗壳,滑动安装在活塞栗壳内的活塞件,以及固定连接在离心栗壳另一端的用以驱动叶轮和活塞件的电机; 所述电机上连接有一个连接架,所述离心栗壳外壁一体成型有连接头,所述连接头与连接架之间通过螺钉连接;所述离心栗壳的侧壁成型有出液口; 所述电机的输出轴上连接有一个驱动转盘,驱动转盘靠近但不接触离心栗壳的一端,驱动转盘上固定连接有多个以圆周阵列布置的驱动磁铁; 所述叶轮包括有叶轮基板,叶轮基板上固定连接有与驱动磁铁位置相对应的多个的从动磁铁,叶轮基板上位于相邻两个从动磁铁之间的位置成型有叶片,各个叶片之间远离叶轮基板的一端一体成型有一个环形的驱动圈,驱动圈上远离叶片的一端成型有3个沿螺旋线方向设置的的驱动斜面,各个驱动斜面的顶部位置安装有缓冲磁铁a; 所述活塞件包括有活塞体,活塞体靠近叶轮的一端通过3-4个连接柱连接有一个与活塞体同轴的滑动杆,滑动杆的端部连接有一个棘轮组件,棘轮组件上连接有一个活塞联动件;所述活塞联动件包括有外联动圈、与棘轮组件固定连接的内连接圈,以及一体连接外联动圈和内连接圈的连接筋;所述外联动圈上成型有与驱动斜面相配合的3个从动斜面,从动斜面的根部位置安装有与缓冲磁铁a磁场方向反向设置的缓冲磁铁b; 所述棘轮组件包括有通过轴承转动连接的内圈和外圈,外圈内壁成型有棘齿,内圈上安装有与棘齿配合的棘爪;所述滑动杆与内圈固定连接,所述活塞联动件与外圈连接;活塞联动件随驱动圈转动时棘轮组件处于转动状态,活塞联动件与驱动圈相对滑动时棘轮组件处于锁止状态; 所述活塞栗壳内固定安装有一个活塞定位架,活塞定位架包括有内圈体和多边形结构的外圈体,内圈体和外圈体之间通过3-5个连接筋条连为一体;非圆柱形的所述滑动杆与内圈体滑动连接; 所述活塞栗壳的端部连接有一个单向阀,所述活塞体上远离滑动杆的一端成型有弹簧容纳口,弹簧容纳口与单向阀之间安装有一个弹簧; 所述单向阀的中间成型有外窄内宽的锥形孔a,单向阀上位于锥形孔a的外端成型有一个定位圈a,单向阀上位于锥形孔a的内端安装有一个阀片止挡架a ;所述锥形孔a内安装有一个阀片a;阀片a为永磁铁,定位圈a上粘贴有与阀片a相吸合的铁片; 所述活塞体的中间成型有一个外窄内宽的锥形孔b,活塞体上位于锥形孔b的外端成型有一个定位圈b,活塞体上位于锥形孔b的内端安装有一个阀片止挡架b ;所述锥形孔b内安装有一个阀片b ;阀片b为永磁铁,定位圈b上粘贴有铁片与阀片b相吸合的铁片。2.—种油浸式电力电压器,其特征在于:包括有上端开口的箱体,固定密封连接在箱体上端的盖体,固定安装在箱体内底部的铁芯以及固定安装在铁芯上的绕组组件; 所述的铁芯包括有3个纵向设置的芯柱以及连接在各个芯柱上下端部的水平设置的铁轭;所述铁芯上位于下端的铁轭下部连接有底座,底座与箱体内底部连接; 所述绕组组件包括有陶瓷基体以及一体成型在陶瓷基体内的3组高压绕组线圈和3组低压绕组线圈,陶瓷基体上沿纵向成型有3个与芯柱配合的通口,低压绕组线圈成型于通口的外周,高压绕组线圈处于低压绕组线圈的外周;各个高压绕组线圈的一端通过高压绕组连接线相连接,各个低压绕组线圈的一端通过低压绕组连接线相连接,低压绕组连接线上连接有中性线;各个高压绕组线圈的另一端分别为高压绕组引出线,各个低压绕组线圈的另一端分别为低压绕组引出线,所述盖体上分别固定连接有3个高压绝缘套管和3个低压绝缘套管,各个高压绕组引出线从高压绝缘套管穿过,各个低压绕组引出线从低压绝缘套管穿过; 所述陶瓷基体内成型有用以成型所述高压绕组线圈、低压绕组线圈、高压绕组连接线以及低压绕组连接线的线圈通道,所述陶瓷基体上还成型有用以成型所述高压绕组引出线、低压绕组引出线以及中性线的引出线成型管;所述陶瓷基体内至少在位于高压绕组线圈和低压绕组线圈之间的位置还成型有3组冷却管道; 所述陶瓷基体由3D打印方法制得,依次包括以下步骤: 1)配制包括低温粘结剂、中温粘结剂和陶瓷粉的打印材料颗粒;将陶瓷粉、低温粘结剂、中温粘结剂按照重量比为:92:7:1的比例均匀混合后预制成颗粒;所述陶瓷粉为氧化铝瓷,所述低温粘结剂为聚乙烯蜡,所述中温粘结剂为无机硅酸盐;所述颗粒包括大颗粒和小颗粒,大颗粒为200目,小颗粒为500目,大颗粒和小颗粒的重量比为2:7; 2)使用基于热溶解积层法的3D打印设备将所述打印材料制成坯体;对坯体外壁以及坯体内的线圈通道和引出线成型管进行浸釉; 3)对上步坯体进行中温烧结,烧结温度为500°C,通过所述颗粒之间形成的蒸发空隙,蒸发坯体中的低温粘结剂,得到一次烧结件; 4)对所述一次烧结件进行高温烧结,烧结温度为130(TC,得到陶瓷基体; 在陶瓷基体烧结成型后,进行绕组线圈的成型: 1)保持窑温在1200°C,通过引出线成型管向线圈通道内充入氮气,接着从引出线成型管往线圈通道内注入熔融的铜水,至铜水灌满至所有引出线成型管的外端部; 2)绕组线圈成型后进行降温,第I个小时降温速度控制在每分钟5°C,接下去2小时每分钟降温3°C,接下时间每分钟降温1°C,至200°C以下后,每分钟降温3°C,至窑温低于80°C时出窑; 所述陶瓷基体的侧面分别成型有与各组冷却管道相连通的进油口和出油口,且进油口靠近陶瓷基体的下端,出油口靠近陶瓷基体的上端; 所述箱体的底部固定连接有水平设置的支架,所述箱体的侧面连接有纵向设置的整体呈U型的多个散热内管,所述箱体的侧面在所述散热内管外侧还连接有纵向设置的整体呈U型的多个散热外管,所述的多个散热外管与所述的多个散热内管错开设置;所述箱体靠近进油口一侧下部焊接有联通罩,所述联通罩与所述箱体的侧壁之间共同形成一个密闭空间;所述的散热外管上端与箱体内连通、下端与所述联通罩相连通;所述的散热内管上端与箱体内连通、下端与所述联通罩相连通; 箱体外位于支架上安装有3个油栗,油栗的出液口通过进油管道与进油口相连,油栗的进液口通过吸油管道与联通罩连通;所述进油管道穿过箱体且与箱体密封连接;所述支架上位于所述的散热外管和散热内管下方水平安装有4个向上吹风的散热风扇; 所述箱体内充有变压器油,盖体上方安装有油枕,变压器油的液面位于油枕的内顶部。3.如权利要求2所述的一种油浸式电力电压器,其特征在于:所述的油栗包括有离心栗壳,转动安装在离心栗壳内的叶轮,固定连接在离心栗壳一端的活塞栗壳,滑动安装在活塞栗壳内的活塞件,以及固定连接在离心栗壳另一端的用以驱动叶轮和活塞件的电机; 所述电机上连接有一个连接架,所述离心栗壳外壁一体成型有连接头,所述连接头与连接架之间通过螺钉连接;所述离心栗壳的侧壁成型有出液口; 所述电机的输出轴上连接有一个驱动转盘,驱动转盘靠近但不接触离心栗壳的一端,驱动转盘上固定连接有多个以圆周阵列布置的驱动磁铁; 所述叶轮包括有叶轮基板,叶轮基板上固定连接有与驱动磁铁位置相对应的多个的从动磁铁,叶轮基板上位于相邻两个从动磁铁之间的位置成型有叶片,各个叶片之间远离叶轮基板的一端一体成型有一个环形的驱动圈,驱动圈上远离叶片的一端成型有3个沿螺旋线方向设置的的驱动斜面,各个驱动斜面的顶部位置安装有缓冲磁铁a; 所述活塞件包括有活塞体,活塞体靠近叶轮的一端通过3-4个连接柱连接有一个与活塞体同轴的滑动杆,滑动杆的端部连接有一个棘轮组件,棘轮组件上连接有一个活塞联动件;所述活塞联动件包括有外联动圈、与棘轮组件固定连接的内连接圈,以及一体连接外联动圈和内连接圈的连接筋;所述外联动圈上成型有与驱动斜面相配合的3个从动斜面,从动斜面的根部位置安装有与缓冲磁铁a磁场方向反向设置的缓冲磁铁b; 所述棘轮组件包括有通过轴承转动连接的内圈和外圈,外圈内壁成型有棘齿,内圈上安装有与棘齿配合的棘爪;所述滑动杆与内圈固定连接,所述活塞联动件与外圈连接;活塞联动件随驱动圈转动时棘轮组件处于转动状态,活塞联动件与驱动圈相对滑动时棘轮组件处于锁止状态; 所述活塞栗壳内固定安装有一个活塞定位架,活塞定位架包括有内圈体和多边形结构的外圈体,内圈体和外圈体之间通过3-5个连接筋条连为一体;非圆柱形的所述滑动杆与内圈体滑动连接; 所述活塞栗壳的端部连接有一个单向阀,所述活塞体上远离滑动杆的一端成型有弹簧容纳口,弹簧容纳口与单向阀之间安装有一个弹簧; 所述单向阀的中间成型有外窄内宽的锥形孔a,单向阀上位于锥形孔a的外端成型有一个定位圈a,单向阀上位于锥形孔a的内端安装有一个阀片止挡架a ;所述锥形孔a内安装有一个阀片a;阀片a为永磁铁,定位圈a上粘贴有与阀片a相吸合的铁片; 所述活塞体的中间成型有一个外窄内宽的锥形孔b,活塞体上位于锥形孔b的外端成型有一个定位圈b,活塞体上位于锥形孔b的内端安装有一个阀片止挡架b ;所述锥形孔b内安装有一个阀片b ;阀片b为永磁铁,定位圈b上粘贴有铁片与阀片b相吸合的铁片。
【文档编号】F04B17/03GK105931811SQ201610512716
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月27日
【发明人】杨林娣
【申请人】杨林娣
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