专利名称：具有屏蔽钳的变压器的制作方法
技术领域：
本发明涉及变压器钳的屏蔽。特别地，本发明涉及用于变压器的电屏蔽设置以及包括该设置的变压器。
背景技术：
变压器可广泛地用于低、中和高压应用。典型地，在干式变压器中，对钳绝缘的高压由固体绝缘(例如铸型的)所环绕的高压与裸露的或通过一些膜而绝缘的钳表面之间的气隙形成。线圈的支承块也放置在钳和线圈之间。钳典型地包括连杆、球、螺母以及焊接钢并且包括若干尖锐的金属边缘。
碳钢钳可在干式变压器中使用。这些钳可具有U外形或可具有弯曲板的形式。在一些情况下，钳显示出抛光的边缘来避免尖锐的边缘，从而导致大约1_3_ (对于油和干式变压器)的等效半径。面向绕组的钳侧可以是裸露的或通过一些膜而绝缘。
发明内容
提高变压器的介电强度可视为本发明的目的。该目的由根据独立权利要求的电屏蔽设置和包括该设置的变压器实现。另外的实施例从从属的权利要求中显而易见。根据本发明的一个实施例，用于变压器的电屏蔽设置被提供成具有在轭处附连的并且使变压器的轭稳定的钳，以及电屏蔽装置。该电屏蔽装置设置在钳处且在轭与变压器的绕组之间。该电屏蔽装置适合于对钳屏蔽绕组电场。换句话说，盖可放置在钳上且面向绕组，并且该盖可充当静电屏或保护屏以便对钳自身的尖锐边缘和与钳有关的所有其他金属边缘进行屏蔽，因此使得关于钳的变压器的电场平滑。该屏蔽盖保持为裸露的，未被任何绝缘膜所遮盖。根据本发明的另一个实施例，该屏蔽该可以是绝缘的。钳适合于使变压器的轭与变压器的线圈保持在一起或机械固定或稳定。电屏蔽装置可遮盖钳和/或可具有遮盖钳的桶或槽状形式。轭适合于连接至少两个柱。可提供超出一个轭。绕组可设置在该至少两个柱中的至少一个的周围。上文提到的电屏蔽装置设置能适用于具有70kV以上的电压水平的干式变压器，其有效地对干式变压器的钳屏蔽干式变压器的绕组产生的电场。从而，具有设计为具有70kV及以上电压水平的HV盘绕组的HV绕组的干式变压器可与具有较低电压水平的干式变压器一样紧凑地建造。在HV绕组与钳之间的临界区域中可存在更高的场强度并且与具有70kV以下电压水平的干式变压器相比在HV盘绕组和钳边缘处可存在尤其更高的场峰，从而需要更高的介电强度。此需要的更高的介电强度可由电屏蔽装置提供，其可使到地的电场均匀使得防止由于电场到钳边缘通过电屏蔽装置放电而引起的钳过热或失去其需要的机械强度。电屏蔽装置可包括从由钢和铝组成的组选择的材料以及大体上具有稳定机械性能的任何传导材料。
根据冲击电压试验，与没有电屏蔽装置的钳相比，电屏蔽装置可使击穿电压增加并且可导致变压器线圈的绕组与钳之间的屏蔽提高25%。钳可具有形成圆形钳的圆形边缘，其可具有对钳屏蔽由变压器的绕组或多个绕组产生的电场的电屏蔽装置的功能。根据本发明的另一个实施例，提供圆形钳而没有电屏蔽
>J-U ρ α装直。根据本发明的另一个实施例，电屏蔽装置包括圆形边缘。这样的具有圆形边缘的电屏蔽装置可通过避免钳边缘处的场峰或放电而关于变压器钳平滑变压器绕组的电场，从而防止钳过热或失去其需要的机械强度。根据本发明的另一个实施例，电屏蔽装置的形式可以是在槽状电屏蔽装置的边缘处的具有圆形边缘的槽状。根据本发明的另一个实施例，该设置的圆形边缘包括位于钳的纵向侧且面向变压器绕组的第一圆形边 缘。通过在钳的纵向侧提供第一圆形边缘使得该第一圆形边缘面向变压器的绕组，通过基本上避免将会可能出现的电场峰(如果电屏蔽装置在钳的纵向侧的(尖锐)边缘将不是圆形的话)而可以有效地对钳屏蔽绕组中产生的电场。从而，钳在其纵向侧或在钳使变压器的轭稳定的侧的机械强度可得到保证并且不会因为使钳过热(由于从电场到电屏蔽装置的(尖锐)边缘的放电引起)而失去。根据本发明的另一个实施例，该设置的圆形边缘进一步包括在钳的横向侧的电屏蔽装置的第一端处和第二端处的第二圆形边缘。在钳的横向侧的电屏蔽装置的第一端处和第二端处的该第二圆形边缘在涉及由于电场引起的可能放电的钳的最临界区域为钳提供对绕组电场的有效屏蔽。如上文描述的，电场峰可由第二圆形边缘避免，如果在钳的横向侧的电屏蔽装置的(尖锐)边缘将不是圆形的话则将会可能出现该电场峰。从而，可防止钳在其横向侧由于电场到电屏蔽装置的(尖锐)边缘的放电而引起的过热和机械稳定性丧失。根据本发明的另一个实施例，第一或第二圆形边缘具有5_45mm的半径，特别地30mm。通过提供5至45mm半径的第一或第二圆形边缘，电屏蔽装置的屏蔽性能与不同半径或Omm半径的第一或第二圆形边缘相比有提高。特别地，对于第一和/或第二圆形边缘，30mm半径对钳提供绕组电场的有效屏蔽(由于避免了在电屏蔽装置和/或钳的可能边缘处的场峰和电场的有效平滑)。根据本发明的另一个实施例，第一圆形边缘在变压器轭处的第一区域和不在轭处的第二区域具有不同的半径。从而，根据芯堆叠，在变压器轭处的第一区域，可提供较小的半径，特别地IOmm半径，并且在不在轭处的第二区域可提供较大的半径，特别地30mm半径，从而对于钳确保充分的最佳绕组电场屏蔽同时实现特别在轭处的第一区域中电屏蔽装置的方便安装(其中更大的半径可能导致难以安装电屏蔽装置)以及材料节省。根据本发明的另一个实施例，电屏蔽装置通过连接到钳而接地。通过将屏蔽装置连接到钳的这样的屏蔽装置接地可提供没有电场的钳。电屏蔽装置受到绕组电场而不是钳受到该影响。电屏蔽装置与钳的连接可以是螺纹连接，例如电屏蔽装置可具有与钳中的孔匹配的螺纹销或螺纹孔，使得电屏蔽装置可拧到钳上。根据本发明的另一个实施例，电屏蔽装置焊接到钳。通过使电屏蔽装置焊接到钳，可提供电屏蔽装置到钳的高效且方便的安装，因为螺纹连接孔对于将电屏蔽装置固定到钳可不是必需的。此外，可提供没有用于紧固电屏蔽装置的凹槽或通孔的电屏蔽装置，从而允许更好的屏蔽性能，因为通孔和凹槽可具有尖锐的边缘，其可引起或协助从绕组的电场到电屏蔽装置的放电。从而，因为凹槽或通孔的可能尖锐边缘不必是圆形的，可提供更便宜的电屏蔽装置。根据本发明的另一个实施例，第一圆形边缘具有由第一圆形边缘的半径限定的对应球的圆周的1/8的长度或换句话说，第一圆形边缘可具有1/8球长度。这样的具有1/8球长度的第一圆形边缘可提供高效电屏蔽装置、电屏蔽装置的方便和廉价制造以及到钳的方便和廉价安装，并且可能够制造紧凑、节省空间的变压器。根据本发明的另一个实施例，该设置进一步包括用于放置变压器的支承块插件和按压螺栓的孔。这些孔可以是凹槽，其收容例如 上文提到的按压螺栓等匹配的对等物。通过在电屏蔽装置中提供用于放置变压器的支承块插件和按压螺栓的孔，可实现更方便、更高效的电屏蔽装置制造以及电屏蔽装置到钳的更方便、更高效安装，因为例如不需要另外的孔用于将电屏蔽装置安装到钳。例如由于孔处的可能尖锐边缘，这样的另外的孔可影响并且特别使电屏蔽装置的屏蔽功能减弱。根据本发明的另一个实施例，电屏蔽装置在钳的边缘上突出。从而，电屏蔽装置可适合于对钳屏蔽变压器绕组中产生的电场。根据本发明的另一个实施例提供变压器，该变压器包括上文提到的实施例中的一个的设置、至少两个柱、设置在该至少两个柱中的至少一个周围的绕组以及连接该至少两个柱的第一轭。这样的具有电屏蔽设置的变压器可有效地对变压器的钳屏蔽由变压器绕组产生的电场。从而，例如具有设计为具有70kV及以上电压水平的HV盘绕组的HV绕组的干式变压器可与具有较低电压水平的干式变压器一样紧凑地建造。在HV绕组与钳之间的临界区域中可存在更高的场强度并且与具有70kV以下电压水平的干式变压器相比，在HV盘绕组和钳边缘处可存在尤其更高的场峰，从而需要更高的介电强度。此需要的更高的介电强度可由电屏蔽装置提供，其可使到地的电场均匀使得防止由于电场到钳边缘通过电屏蔽装置放电而引起钳过热或失去其需要的机械强度。与没有上文以及下文提到的电屏蔽装置的变压器相比，下列实施例可全部具有上文提到的优势。根据本发明的另一个实施例，变压器是干式变压器。根据本发明的另一个实施例，变压器是干式配电变压器。根据本发明的另一个实施例，变压器在72. 5kV电压水平能适用。根据本发明的另一个实施例，变压器在72. 5kV电压水平以上的水平能适用。根据本发明的另一个实施例，变压器在72. 5kV电压水平以下的水平能适用。根据本发明的另一个实施例，变压器的电屏蔽装置设置在变压器的所有钳上。换句话说，变压器可包括底部的两个钳和顶部的两个钳，其中电屏蔽装置设置在这四个钳中的每个处。根据本发明的另一个实施例，变压器适合于对变压器钳电屏蔽高压绕组。根据本发明的另一个实施例，变压器适合于对变压器钳电屏蔽高压和低压绕组。根据本发明的另一个实施例，变压器适合于对变压器钳电屏蔽低压绕组。根据本发明的另一个实施例，变压器的电屏蔽装置适合于对变压器钳电屏蔽高压绕组。
根据本发明的另一个实施例，变压器的电屏蔽装置适合于对变压器钳电屏蔽高压和低压绕组。根据本发明的另一个实施例，变压器的电屏蔽装置适合于对变压器钳电屏蔽低压绕组。根据本发明的另一个实施例，变压器包括三个柱，其每个包括第一柱端和第二柱端。第一轭在第一柱端连接这三个柱。变压器进一步包括第二轭，其在第二柱端连接这三个柱。变压器的电屏蔽设置包括在第一轭处附连以用于稳定第一轭的第一钳、在第二轭处附连以用于稳定第二轭的第二钳、设置在第一钳处且在第一轭与三个绕组(这些绕组中的每个设置在三个柱中的每个周围)之间的第一电屏蔽装置以及设置在第二钳处且在第二轭与三个绕组之间的第二电屏蔽装置。根据本发明的另一个实施例，上文提到的绕组可以是高压绕组或低压绕组。
本发明的这些和其他方面将参照在下文描述的实施例而变得明显并且参照在下文描述的实施例解释。
本发明的主旨将在下列正文中参照在附图中图示的示范性实施例更详细地说明。图I示意地示出根据本发明的一个实施例具有电屏蔽设置的变压器的横截面图。图2示意地示出根据本发明的另一个实施例的电屏蔽设置。图3示意地示出根据本发明的另一个实施例具有电屏蔽设置的变压器的底部的透视图。图4示意地示出图3的变压器的顶部的透视图。在图中使用的标号和它们的含义采用总结形式列在标号列表中。原则上，在图中相同的部件提供有相同的标号。
具体实施例方式图I示意地示出变压器101的电屏蔽设置的横截面图，该变压器101包括在轭109、124、126处附连并且使变压器101的轭109、124、126稳定的钳102、130、132，以及设置在钳102、130、132处且在变压器101的轭109、124、126与绕组103之间的电屏蔽装置100、140、142。电屏蔽装置100、140、142适合于对钳102、130、132屏蔽绕组103的电场。钳102、130、132适合于使变压器101的轭109、124、126保持在一起或机械固定。轭109、124、126连接变压器101的至少两个柱113。电屏蔽100、140、142可包括圆形边缘105、106。电屏蔽装置100、140、142可在钳102、130、132的边缘104上突出。变压器101包括上文提到的设置和至少两个柱113，特别地三个柱113，其每个包括第一柱端120和第二柱端122。绕组103设置在该至少两个柱113中的至少一个的周围，特别地，绕组103设置在三个柱113处。第一轭109、124在第一柱端120连接这三个柱113。第二轭109、126在第二柱端122连接这三个柱113。电屏蔽设置包括在第一轭109、124处附连以用于稳定第一轭109、124的第一钳102、130，以及在第二轭109、124处附连以用于稳定第二轭109、126的第二钳102、132。第一电屏蔽装置100、140设置在第一钳102、130处且在第一轭109、126与三个绕组103之间，绕组103中的每个设置在三个柱113中的每个周围。第二电屏蔽装置100、142设置在第二钳102、132处且在第二轭109、126与三个绕组103之间。第一圆形边缘105设置在钳102、130、132的纵向侧150且面向变压器101的绕组103，其中绕组103可以是高压或低压绕组。该纵向侧150可以是水平的，并且平行于轭109、124、126柱113的连接侧并垂直于柱113，如在图I中指示的。第一圆形边缘105可设置在钳102、130、132的边缘104，其可以是与钳102、130、132有关的金属边缘104。电屏蔽装置100、140、142可充当静电屏蔽，用于对钳102、130、132自身的尖锐边缘104以及与钳102、130、132有关的所有其他金属边缘104屏蔽，从而平滑变压器101的电场。该设置的第二圆形边缘106在钳102、130、132的横向侧152设置在电屏蔽装置100,140,142的第一端107和第二端108处。该横向侧152可以是水平的，垂直于纵向侧150并且垂直于与柱113平行的垂直侧。第一或第二圆形边缘105、106可具有10_45mm的半径，特别地30mm。第一圆形边缘105在变压器101的轭109、124、126处的第一区域110处具有与在第二区域111 (不在轭109、124、126处)处不同的直径。电屏蔽装置100、140、142可通过连接到钳102、130、132 (例如通过焊接到钳102)而接地。第一圆形边缘105可具有由第一圆形边缘105的半径限定的球的圆周的1/8长度，或换句话说，第一圆形边缘可具有1/8球长度。变压器101可以是干式变压器101。电屏蔽装置100、140、142设置在变压器101的所有钳102上，其中变压器101适合于对钳102、130、132电屏蔽绕组103，其可以是高压绕组103或低压绕组103，或两者都是。变压器101在72. 5kV水平能适用但也可在72. 5kV以下或以上的水平能适用。图2示意地示出具有钳102和电屏蔽装置100的电屏蔽设置的横截面图。该电屏蔽装置100包括圆形边缘105，其面向变压器101的绕组103，其中钳102附连到变压器101的轭109。电屏蔽装置100适合于对钳102屏蔽绕组103的电场。钳102适合于使变压器101的轭109保持在一起或机械固定或稳定。变压器的轭109设置在钳102。电屏蔽装置100可具有与图I的电屏蔽装置100相同的功能。可分别在变压器的轭区域处提供位于钳102的边缘处的且在轭109与钳102之间的第一圆形边缘105，其面向轭109、具有RlO=IOmm的半径。第二圆形边缘106设置在电屏蔽装置100的第一端107处并且具有R30=30mm的半径。图2的设置进一步包括孔201，用于将变压器的支承块插件202和按压螺栓204放置在这些孔内部，由此使支承块203和电屏蔽装置100紧固到钳102。图3示意地示出具有图I的钳和屏蔽设置的部分的变压器的底部部分的透视图。描绘变压器的绕组103、钳102和轭109。隔离器301在钳102的顶部上设置在绕组与电屏蔽装置100之间。电屏蔽装置100包括圆形边缘105，其面向变压器101的绕组103，其中钳102附连到变压器101。钳102的边缘处的第一圆形边缘105面向变压器的绕组103并且可具有10-45mm的半径。提供电屏蔽装置100的第一端107处的第二圆形边缘106并且其可具有大约30mm的半径。图4示意地示出图3的变压器的顶部部分，其具有采用圆形电屏蔽装置100使绕组103与钳102隔离的两个隔离器301。尽管本发明已经在附图和前述说明中详细地图示和描述，这样的图示和描述视为说明性的或示范性的而不是限制性的；本发明不限于公开的实施例。公开的实施例的其他变化形式可以被本领域内技术人员所理解和影响并且从对附图、公开和附上的权利要求的学习而实践要求权利的本发明。
在权利要求中，单词“包括”不排除其他要素或步骤，并且不定冠词“一”不排除多数。单个电屏蔽设置或单个变压器和单个钳或单个电屏蔽装置可实现权利要求中列举的若干项的功能。某些措施在互相不同的从属权利要求中列举的少数事实不指示这些措施的组合不可以有利地使用。权利要求中的任何标号不应该解释为限制范围。
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权利要求
1.一种用于变压器(101)的电屏蔽设置，所述设置包括 钳(102，130，132)，其在轭(109，124，126)处附连并且使所述变压器(101)的轭(109，124，126)稳定；以及 电屏蔽装置(100，140，142)，其设置在所述钳(102，130，132)处且在所述轭(109，124，126)与所述变压器(101)的绕组(103)之间； 其中所述电屏蔽装置(100，140，142)适合于对所述钳(102，130，132)屏蔽所述绕组(103)的电场。
2.如权利要求I所述的设置， 其中所述电屏蔽装置(100，140，142)包括圆形边缘(105，106)。
3.如权利要求2所述的设置，其中所述圆形边缘(105，106)包括 在所述钳(102，130，132)的纵向侧(150)且面向所述变压器(101)的绕组(103)的第一圆形边缘(105)。
4.如权利要求2或3所述的设置，其中所述圆形边缘(105，106)进一步包括 在所述钳(102，130，132)的横向侧(152)的所述电屏蔽装置(100，140，142)的第一端(107)和第二端(108)处的第二圆形边缘(106)。
5.如权利要求3或4所述的设置 其中所述第一或第二圆形边缘(105，106)具有5至45mm的半径，特别地具有30mm的半径。
6.如权利要求3-5中任一项所述的设置， 其中所述第一圆形边缘(105)在所述变压器(101)的轭(109，124，126)处的第一区域(110)处具有与不在所述轭(109，124，126)处的第二区域(111)处不同的半径。
7.如权利要求1-6中任一项所述的设置， 其中所述电屏蔽装置(100，140，142)通过连接到所述钳(102，130，132)而接地。
8.如权利要求7所述的设置， 其中所述电屏蔽装置(100，140，142)焊接到所述钳(102，130，132)。
9.如权利要求3-8中任一项所述的设置， 其中所述第一圆形边缘(105)具有由所述第一圆形边缘(105)的半径限定的对应球的圆周的1/8。
10.如权利要求1-9中任一项所述的设置，其进一步包括 孔(201)，用于放置所述变压器(101)的支承块插件(202 )和按压螺栓(204 )。
11.如权利要求1-10中任一项所述的设置， 其中所述电屏蔽装置(100，140，142)在所述钳(102，130，132)的边缘(104)上突出。
12.—种变压器(101)，包括 如权利要求1-12中任一项所述的设置；以及 至少两个柱(113)； 绕组(103)，其设置在所述至少两个柱(113)中的至少一个周围； 以及第一轭(109，124)，其连接所述至少两个柱(113)。
13.如权利要求12所述的变压器(101)，其中所述变压器(101)是在72. 5kV电压水平能适用的干式变压器(101)。
14.如权利要求12或13所述的变压器(101)， 其中所述变压器(101)适合于对所述钳(102)电屏蔽高压绕组(103)。
15.如权利要求12-14中任一项所述的变压器(101)，其包括 三个柱(113)，其每个包括第一柱端(120)和第二柱端(122); 其中所述第一轭(109，124)在所述第一柱端(120)处连接所述三个柱(113)； 第二轭(109，126)在所述第二柱端(122)处连接所述三个柱(113);以及 其中所述电屏蔽设置包括 在所述第一轭(109，124)处附连以用于稳定所述第一轭(109，124)的第一钳(102，130)； 在所述第二轭(109，124)处附连以用于稳定所述第二轭(109，126)的第二钳(102，132)； 第一电屏蔽装置(100，140)，其设置在所述第一钳(102，130)处且在所述第一轭(109，124)与所述三个绕组(103)之间，所述绕组(103)中的每个设置在所述三个柱(113)中的每个周围； 第二电屏蔽装置(100,142)，其设置在所述第二钳(102，132)处且在所述第二轭(109，126)与所述三个绕组(103)之间。
全文摘要
本发明涉及变压器的钳的屏蔽，并且特别涉及用于变压器的电屏蔽设置和具有该设置的变压器。提供用于变压器(101)的电屏蔽设置，其具有在轭(109，124，126)处附连并且使变压器(101)的轭(109，124，126)稳定的钳(102，130，132)。该设置包括电屏蔽装置(100，140，142)，其设置在钳(102，130，132)处且在轭(109，124，126)与变压器(101)的绕组(103)之间并且具有槽状形式。该电屏蔽装置(100，140，142)可具有圆形盖的形式并且适合于对钳(102，130，132)屏蔽绕组(103)的电场。
文档编号H01F27/36GK102959651SQ201180032275
公开日2013年3月6日 申请日期2011年6月21日 优先权日2010年6月28日
发明者C.罗伊, R.穆里洛, J.特珀, J.斯马吉克, J.莱托萨弗莱塔, A.乌森, M.T.维伦, M.萨姆普龙 申请人:Abb 技术有限公司