高阻抗变压器的出线结构以及高阻抗变压器的制作方法

本发明属于变压器制造技术领域，具体涉及一种高阻抗变压器的出线结构以及包含该出线结构的高阻抗变压器。

背景技术：

采用高阻抗变压器是大容量电力系统中降低变压器短路电流、提高抗短路能力的有效措施之一。目前，对于高压绕组内置式的高阻抗变压器来说，其绕组排列采用铁心－高压绕组－中压绕组－调压绕组－低压绕组的绝缘结构。由于高压绕组靠近铁心，高压绕组直径小，直流电阻小，损耗下降，同时体积小、重量下降，成本降低，因此这种结构的变压器在各电网公司得以广泛应用，例如被用于一些处于负荷中心的220kV电压等级的城网变电站。

然而，高压绕组内置式的高阻抗变压器因高压绕组(即高压线圈)排列于内侧，与铁心靠近，因此高压绕组只能采用端部出线。这样，对于220kV电压等级的端部引线的出线结构而言，必须充分考虑其与铁心、铁心夹件、压钉等的绝缘距离。因电压等级高，高压绕组的端部出线包扎绝缘较厚，考虑实际操作顺序的因素，通常采用分段包扎绝缘的工艺。通常来说，绝缘厚度变化的过渡段常常成为绝缘性能薄弱的环节。在工程实践中，容易出现因高压绕组端部的出线结构不合理而引发局部放电的现象。

对于生产企业来说，防止出现端部场强高引起的局部放电问题，同时保证高压绕组端部出线的绝缘包扎满足温升要求是极具挑战的课题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种结构合理、不易发生局部放电、可靠性高的高阻抗变压器的出线结构以及包含该出线结构的高阻抗变压器。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是该高阻抗变压器的出线结构包括包覆在高压绕组的端部引线外的绝缘保护层，所述绝缘保护层包括油流通道和绝缘层，其中，所述油流通道和绝缘层分别采用对接结构形成，所述油流通道的对接位置与绝缘层的对接位置互相错开。

优选的是，所述油流通道与绝缘层各采用两层以上，所述两层以上的油流通道和绝缘层在高压绕组的端部引线之外依次间隔设置，全部层的油流通道的对接位置与全部层的绝缘层的对接位置均互相错开，或者，部分层的油流通道的对接位置与部分层的绝缘层的对接位置互相错开。

优选的是，所述高压绕组的端部引线的保护段的下部外还套装有斜筒式角环，高压绕组的端部引线的保护段的上部通过导线夹进行夹持固定。

更优选的是，所述高压绕组的端部引线的保护段从下向上依次包括直径不同的三段，分别为直径依次增大的下段、过渡段和上段，所述斜筒式角环套装在高压绕组的端部引线的保护段的下段外，所述高压绕组的端部引线的保护段的上段由所述导线夹夹持。

优选的是，所述油流通道由瓦楞纸板与瓦楞纸板对接形成，或者，油流通道由瓦楞纸板与绝缘油道对接形成。

进一步优选的是，所述绝缘保护层包括内侧绝缘保护层和外侧绝缘保护层，所述内侧绝缘保护层和外侧绝缘保护层依次包覆在高压绕组的端部引线外，

内侧绝缘保护层包括从内向外依次设置的第一油流通道、第一绝缘层、第二油流通道和第二绝缘层；

外侧绝缘保护层包括第三油流通道和第三绝缘层，所述第三油流通道包覆在第二绝缘层外，第三绝缘层包覆在第三油流通道外。

更优选的是，所述第一油流通道和第一绝缘层采用整包结构，第一油流通道和第一绝缘层的长度相等，且该两者的长度与高压绕组的端部引线的保护段的下段的长度相等；

所述第二油流通道和第二绝缘层均采用对接结构，第二油流通道和第二绝缘层的对接位置错开；

所述第三油流通道和第三绝缘层均采用对接结构，第三油流通道和第三绝缘层的对接位置错开。

更优选的是，所述第二油流通道、第二绝缘层、第三油流通道和第三绝缘层的长度均与高压绕组的端部引线的保护段的长度相等；

所述第一油流通道由第一瓦楞纸板构成，所述第一瓦楞纸板采用整包结构，第一绝缘层由材料为硫酸盐纸浆的绝缘成型件构成，所述绝缘成型件采用整包结构；

所述第二油流通道由第二瓦楞纸板和第一绝缘油道对接构成，所述第二瓦楞纸板与第一绝缘油道的对接位置设于高压绕组的端部引线的保护段的下段与过渡段的接合位置；所述第二绝缘层由第一纸板和第一对接纸板对接构成，所述第一纸板的长度小于第二瓦楞纸板的长度；

第三油流通道由第三瓦楞纸板和第三对接瓦楞纸板对接构成，所述第三瓦楞纸板与第三对接瓦楞纸板的对接位置和第一纸板与第一对接纸板的对接位置齐平；所述第三绝缘层由第二纸板和第二对接纸板对接构成，所述第二纸板的长度小于第三瓦楞纸板的长度。

进一步优选的是，该出线结构还包括有整包绝缘保护层，所述整包绝缘保护层设于绝缘保护层外，整包绝缘保护层包括第四油流通道和第四绝缘层，

所述第四油流通道和第四绝缘层采用整包结构，所述第四油流通道和第四绝缘层的长度均与高压绕组的端部引线的保护段的长度相等。

更优选的是，所述第四油流通道由第四瓦楞纸板构成，所述第四瓦楞纸板采用整包结构；

所述第四绝缘层由第三纸板构成，所述第三纸板采用整包结构。

优选的是，所述端部引线从高压绕组的根部起包扎有不同厚度的绝缘皱纹纸，从而使所述端部引线的保护段从下向上依次形成直径不同的下段、过渡段和上段。

本发明还提供一种高阻抗变压器，其包括高压绕组，所述高压绕组的出线结构采用上述的出线结构。

本发明高阻抗变压器的出线结构具体是指高压绕组的出线结构，该出线结构具体可分两道工序完成，将高压绕组的端部引线从其根部开始分段包扎绝缘皱纹纸，通过在绝缘皱纹纸上外包四层瓦楞纸板、一层绝缘成型件、三层纸板，即可形成高压绕组的端部引线的保护段。在上述两道工序中，通过将所包的同一层纸板对接和同一油流通道(可由瓦楞纸板形成)对接的位置进行错开，从而增大了爬电距离，为高压绕组的端部引线的保护段的绝缘厚度发生变化的各个段提供了可靠防护。同时，对于通过瓦楞纸板与绝缘油道对接而形成的通畅的油流通道，可加强散热。而将端部引线的根部至压板之间的油隙分割放置具有多层结构的端圈及角环，通过控制端部引线引出的角度和斜筒式角环可保证其与夹件尖角的距离，并在其上部通过导线夹能够进行可靠夹持。

本发明高阻抗变压器的出线结构可操作行强，易于实现，能有效防止出现因端部场强高引起的局部放电问题，同时能够保证端部出线的绝缘包扎满足温升要求。

具体来说，该出线结构具有以下有益效果：

(1)该出线结构的结构合理，此结构通过由两道工序完成，工艺顺序合理，可操作行强，易于实现。

(2)该出线结构通过在端部引线上包扎多层纸板、瓦楞纸板、角环和绝缘成型件，可以有效保证端部引线的绝缘厚度满足要求。

(3)通过采用纸板、油流通道(瓦楞纸板)对接位置错开的结构，可有效防止端部引线的绝缘厚度发生变化的过渡段因爬电距离不够而出现局部放电现象。

(4)由于瓦楞纸板之间、瓦楞纸板与绝缘油道之间采用对接方式形成油流通道，通过油流可带走热量，即能够形成散热油路，因而能够有效解决端部引线的温升问题。

(5)该出线结构中采用斜筒式角环，对离夹件尖角较近的端部引线部位能够提供有效防护。

附图说明

图1为本发明实施例1中高阻抗变压器的出线结构的结构示意图；

图2是图1中的A-A视图；

图3是图1中的B-B视图。

图中：1-第一瓦楞纸板；2-第二瓦楞纸板；3-第三瓦楞纸板；4-绝缘成型件；5-第一纸板；6-第二纸板；7-斜筒式角环；8-第一绝缘油道；9-第三对接瓦楞纸板；10-第四瓦楞纸板；11-第一对接纸板；12-第二对接纸板；13-第三纸板；14-端部引线；15-压板；16-角环；17-高压绕组；18-夹件；19-导线夹。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种高阻抗变压器的出线结构，包括包覆在高压绕组的端部引线外的绝缘保护层，所述绝缘保护层包括油流通道和绝缘层，其中，所述油流通道和绝缘层分别采用对接结构形成，所述油流通道的对接位置与绝缘层的对接位置互相错开。

优选的，所述油流通道与绝缘层各采用两层以上，所述两层以上的油流通道和绝缘层在高压绕组的端部引线之外依次间隔设置，全部层的油流通道的对接位置与全部层的绝缘层的对接位置均互相错开，或者，部分层的油流通道的对接位置与部分层的绝缘层的对接位置互相错开。

本发明还提供一种包括上述出线结构的高阻抗变压器。

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1：

本实施例提供一种220kV电压等级用的高阻抗变压器，在该高阻抗变压器中，其出线结构采用图1-3所示的出线结构。

本实施例中，图1中公开的高阻抗变压器的出线结构具体为高压绕组的端部引线的出线结构。该高阻抗变压器的出线结构包括包覆在高压绕组的端部引线外的绝缘保护层，所述绝缘保护层包括油流通道和绝缘层，所述油流通道和绝缘层分别采用对接结构形成，所述油流通道的对接位置与绝缘层的对接位置互相错开。

参见图1，本实施例中，所述高压绕组的端部引线的保护段具体是指高压绕组的端部引线14外包覆有绝缘保护层的这一部分。高压绕组的端部引线的保护段的位置具体是指端部引线14从其根部到端部引线被导线夹19夹持之间的这一部分。

优选的，端部引线14上整包有绝缘皱纹纸，所述绝缘皱纹纸直接包扎在端部引线14上，而所述绝缘保护层设于绝缘皱纹纸外。

端部引线14从高压绕组17中引出，折弯成型后，其折弯后的倾斜角度为α，α的取值范围为23°-29°。

本实施例中，由于高压绕组的导线规格不同，同时为方便操作，端部引线14从高压绕组的根部起就包扎有不同厚度的绝缘皱纹纸，通过将端部引线从下向上包绝缘皱纹纸后，对于端部引线的保护段而言，就形成了直径各异的三段，即直径依次增大的下段、过渡段和上段。其中，下段的直径为d1，长度为L4；上段的直径为d2；过渡段的形状为圆台形，其上圆的直径为d1，下圆的直径为d2，长度为L1。优选的，L4的取值范围为300-400mm，L1的取值范围为40-70mm，d1的取值范围为35-50mm，d2的取值范围为45-60mm。

本实施例中，端部引线14从高压绕组17中引出后，再从设于压板15上的角环中穿过，然后再由高阻抗变压器中夹件18上设置的导线夹19对其进行可靠地夹持固定。本实施例中，优选压板15上固定的角环采用斜筒式角环(当然也可采用直筒式角环)7，以便于增强出线结构的绝缘性能，同时为了减小该出线结构的整体尺寸。

其中，斜筒式角环7套装在高压绕组的端部引线的保护段的下段外。在操作空间足够的条件下，优选斜筒式角环7尽可能使绝缘保护层中的油流通道、绝缘层的对接位置罩于其中。

在高压绕组17与压板15之间还可设置有用于分割油隙的端圈以及与端圈相适配的各层角环16。优选所述端圈采用多层结构，而各层角环间的油隙与绝缘保护层中的各个油流通道连通，以共同构成散热油路。本实施例中，端圈可采用5层或6层。

优选的，油流通道可由瓦楞纸板与瓦楞纸板对接形成，或者，油流通道由瓦楞纸板与绝缘油道对接形成。即，油流通道可由瓦楞纸板制成。当然，油流通道也可由带有油隙空间的其他绝缘件替代。

本实施例中，所述绝缘保护层包括内侧绝缘保护层和外侧绝缘保护层，所述内侧绝缘保护层和外侧绝缘保护层依次包覆在高压绕组的端部引线上，从而构成高压绕组的端部引线的保护段。

如图1、2所示，内侧绝缘保护层包括从内向外依次设置的第一油流通道和第一绝缘层、第二油流通道和第二绝缘层。

所述第一油流通道和第一绝缘层采用整包结构，第一油流通道和第一绝缘层的长度相等，且该两者的长度均与高压绕组的端部引线的保护段的下段的长度相等，即第一油流通道和第一绝缘层的长度均为L4。

具体的，本实施例中，第一油流通道由第一瓦楞纸板1构成，第一瓦楞纸板1采用整包结构，即第一瓦楞纸板1的长度与高压绕组的端部引线的保护段的下段的长度相等；第一绝缘层由绝缘成型件4构成，绝缘成型件4采用整包结构，即绝缘成型件4的长度与高压绕组的端部引线的保护段的下段的长度相等。优选的，绝缘成型件4的材料优选采用硫酸盐纸浆。优选绝缘成型件4与角环16(具体为靠近高压绕组的一层角环)搭接固定。

其中，所述第二油流通道和第二绝缘层均采用对接结构，且第二油流通道和第二绝缘层的对接位置错开。本实施例中，第二油流通道的长度和第二绝缘层的长度相等，且两者的长度与高压绕组的端部引线的保护段的总长度相等。

具体的，本实施例中，所述第二油流通道由第二瓦楞纸板2和第一绝缘油道8(第一绝缘油道也可为瓦楞纸板或具有油隙的其他绝缘件所代替)对接构成，所述第二瓦楞纸板与第一绝缘油道的对接位置设于高压绕组的端部引线的保护段的下段与过渡段的接合位置，即第二瓦楞纸板2的长度与高压绕组的端部引线的保护段的下段的长度相等，其长度为L4；所述第二绝缘层由第一纸板5和第一对接纸板11对接构成，该对接位置优选处于斜筒式角环7的内部，具体的对接位置可设于尺寸L2的下侧尺寸界线处。因而，第一纸板5的长度小于第二瓦楞纸板2的长度。本实施例中，第一纸板5和第一对接纸板11均采用常用的绝缘纸板制成。

外侧绝缘保护层包括第三油流通道和第三绝缘层，所述第三油流通道包覆在第二绝缘层外，第三绝缘层包覆在第三油流通道外。第三油流通道和第三绝缘层的长度均与高压绕组的端部引线的保护段的总长度相等。

所述第三油流通道和第三绝缘层均采用对接结构，且第三油流通道和第三绝缘层的对接位置错开，错开长度为(L3-L2)。第三油流通道包覆在第二绝缘层外，第三绝缘层包覆在第三油流通道外。

具体的，本实施例中，第三油流通道由第三瓦楞纸板3和第三对接瓦楞纸板9对接构成，具体的对接位置设于尺寸L2的下侧尺寸界线处，优选第三瓦楞纸板3全部处于斜筒式角环7的内部，即优选其对接位置处于斜筒式角环7的内部；所述第三绝缘层由第二纸板6和第二对接纸板12对接构成，其对接位置处于斜筒式角环7的内部，具体的对接位置在尺寸L3的下侧尺寸界线处，由于尺寸L2及L3的上侧尺寸界限处与尺寸L4的上侧尺寸界限处齐平，且L3大于L2，可见第二纸板6的长度小于第三瓦楞纸板3的长度。第二纸板6和第二对接纸板12均采用常用的绝缘纸板制成。

如图1所示，尺寸L2的下侧尺寸界线为第三瓦楞纸板3与第三对接瓦楞纸板9的对接位置，L3下侧尺寸界线为第二纸板6与第二对接纸板12的对接位置。优选L2的取值范围为40-60mm，L3的取值范围90-110mm。

优选的，该出线结构还包括有整包绝缘保护层，所述整包绝缘保护层包覆在绝缘保护层的外部，本实施例中，整包绝缘保护层具体设于外侧绝缘保护层外。整包绝缘保护层包括第四油流通道和第四绝缘层。

其中，所述第四油流通道和第四绝缘层均采用整包结构，所述第四油流通道和第四绝缘层的长度均与高压绕组的端部引线的保护段的总长度相等。

具体的，本实施例中，所述第四油流通道由第四瓦楞纸板10构成，第四瓦楞纸板10采用整包结构，即第四瓦楞纸板10的长度与端部引线的保护段的总长度相等；所述第四绝缘层由第三纸板13构成，第三纸板13采用整包结构，即第三纸板13的长度与高压绕组的端部引线的保护段的总长度相等。

本实施例中，该出线结构采用两道工序制成，即套装工序和引线工序。

如图1、2所示，在套装工序中，端部引线14从高压绕组17中引出后，先将其折弯成型，控制其倾斜角度为α，并将端部引线14包绝缘皱纹纸至其直径为d1，然后在端部引线14上依次包扎第一瓦楞纸板1和绝缘成型件4，绝缘成型件4的长度为L4，接着装配高压绕组17与压板15之间用于分割油隙的端圈及与其相应的角环16，并将绝缘成型件4与最靠近高压绕组的角环16固定在一起，然后在绝缘成型件4上继续按顺序包扎第二瓦楞纸板2、第一纸板5、第三瓦楞纸板3和第二纸板6。其中第一瓦楞纸板1、第二瓦楞纸板2与绝缘成型件4的长度相同，第一纸板5和第三瓦楞纸板3的长度相对于前三者降低L2，第二纸板6的长度相对于前三者降低L3。本工序包扎完成后，该出线结构的截面如图2中A-A视图所示。在套装工序中，包扎完上述零件，将端部引线14套入压板15上的斜筒式角环7中。

然后进行引线工序。在引线工序中，先在端部引线14上包绝缘皱纹纸使其上段的直径从d1过渡到d2，其中过渡段的长度为L1。将端部引线14包绝缘皱纹纸至d2后，在端部引线14的外侧放置第一绝缘油道8与第二瓦楞纸板2对接，将第一对接纸板11与第一纸板5对接，将第三对接瓦楞纸板9与第三瓦楞纸板3对接，将第二对接纸板12与第二纸板6对接。由此可形成不同层次的对接位置，从而可将油流通道的对接位置与绝缘层的对接位置互相错开。然后在外侧再包覆整张的第四瓦楞纸板10和整张的第三纸板13，下部包至端部引线14的弯折位置附近，以形成所述整包绝缘保护层。其中，斜筒式角环7的内径和长度根据实际情况选择适宜尺寸，以方便装配和满足绝缘性能要求为原则。完成上述操作后，该出线结构的截面如图3中B-B视图所示。最后，用导线夹19将包扎完成后的端部引线14固定。即形成了本实施例中的高阻抗变压器的出线结构。

实施例2：

本实施例中的高阻抗变压器的出线结构与实施例1中的出线结构的不同在于：本实施例中，绝缘保护层中的内侧绝缘保护层的结构不同。

本实施例中，内侧绝缘保护层内侧绝缘保护层只包括从内向外依次设置的第一油流通道和第一绝缘层，而不具有第二油流通道和第二绝缘层，且第一油流通道沿其径向尺寸相对于实施例1中的尺寸而言可适当增大。

本实施例中出线结构的其他结构均与实施例1中的出线结构相同，这里不再赘述。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。