一种干式变压器及其专用高压线圈的制作方法

本发明涉及变压器线圈技术领域，尤其涉及一种干式变压器及其专用高压线圈。

背景技术：

干式变压器是指不浸渍在绝缘油中，依靠自然空气或强迫空气冷却的一种变压器，广泛用于局部照明、高层建筑和机场等场所。干式变压器的局部放电是引起绝缘老化并导致绝缘击穿的主要原因。短时间的放电不仅会造成整个通道的介质受损，而且放电的电解作用使得绝缘加速氧化，并腐蚀绝缘，从而降低变压器的寿命。

如申请号为：201310340729.9的中国专利公开了一种带填料高压线圈的绕制方法，该方法主要通过在绕制工序中，通过保证排线间距的均匀性，进而来保证介电强度和局放水平，如对线圈进行内绝缘处理，所述内绝缘处理具体为：首先在线圈内侧绕层规格为玻璃丝布带，使得相邻玻璃丝布带匝间不接触；然后在玻璃丝布带上放置一层网格布，网格布的接口在出线面板处，接口两端面之间的间隔5mm；最后在网格布上绕一层用于固定网格布的玻璃丝布带。但该方法中的高压线圈内部填充有填料，对变压器在工作过程中的散热增加了一定的负担。

又如申请号为：201520654028.7的中国专利公开了一种散热式节能干式变压器线圈，包括有低压线圈、脱模纸、第一气道、气道条、环氧树脂、第二气道和高压线圈。在低压线圈中设置有第一气道，所述的第一气道与低压线圈之间设置有脱模纸，在第一气道内竖直设置有气道条，在高压线圈中设置有第二气道，所述的第二气道与高压线圈之间设置有脱模纸，在第二气道内竖直设置有气道条，所说的第二气道内的气道条之间间隔距离与第一气道内气道条之间间隔距离相同，且第二气道内的气道条与第一气道内的气道条呈交错设置，该变压器线圈主要通过气道条来散热，但是该气道条的分布较密集会影响线圈之间的感应性能，另外气道条的大小一定，不会根据变压器工作温度进行调整，会导致能源的浪费，不符合可持续发展的宗旨。

技术实现要素：

为克服现有技术中存在的高压线圈结构复杂，电场分布不均匀，局放大，容易造成线圈内部击穿烧毁且变压器散热性能不佳等问题，本发明提供了一种干式变压器及其专用高压线圈。

具体技术方案如下：一种干式变压器专用高压线圈，包括扁裸铜线和包绕在扁裸铜线上的两层聚酯薄膜，所述外层聚酯薄膜上包绕有聚酯无纺布，所述聚酯无纺布上表面层压有绝缘胶皮，所述绝缘胶皮包括第一绝缘胶皮和第二绝缘胶皮，所述第一绝缘胶皮和第二绝缘胶皮一体成型，所述第一绝缘胶皮与第二绝缘胶皮呈阶梯型设置。

在此基础上，所述第一绝缘胶皮的宽度等于扁裸铜线竖向截面的长度。

在此基础上，所述第二绝缘胶皮的宽度大于第一绝缘胶皮的宽度。

在此基础上，所述第二绝缘胶皮表面均匀设置有多个压槽，各个所述压槽之间的距离为第二绝缘胶皮的五分之一。

本发明还提供了一种干式变压器，包括底座、铁芯以及包覆于铁芯上的同轴绕组，所述同轴绕组为中空型绝缘绕组，所述绕组包括低压线圈、冷却气道和高压线圈，所述低压线圈设置在内圈，所述高压线圈设置在外圈，所述冷却气道设置在低压线圈和高压线圈之间。

在此基础上，所述冷却气道与高压线圈和低压线圈的两个相邻面均开设有至少4个散热凹槽，所述散热凹槽的高度小于冷却气道的高度。

在此基础上，所述散热凹槽表面设置有活动开口，所述活动开口包括滑槽、玻璃板和高度调节装置，所述滑槽固定设置在冷却气道外表面，所述玻璃板与滑槽活动连接，所述高度调节装置设置在玻璃板的下端。

在此基础上，所述高度调节装置包括两个套管和平衡装置，所述平衡装置设置在两个套管的上方，所述两个套管分别为第一套管和第二套管，所述第一套管和第二套管平行设置在冷却气道的外表面，所述第二套管设置在玻璃板的下端，所述第一套管不与玻璃板接触，所述平衡装置的两端分别活动设置在第一套管和第二套管内部。

在此基础上，所述第一套管内部设置有水银，所述第二套管底部设置有弹簧，所述第二套管内壁两侧均匀设置有卡口。

在此基础上，所述平衡装置包括弧形杆和卡球，所述卡球包括活动卡球和固定卡球，所述活动卡球和固定卡球分别设置在弧形杆的两端，所述固定卡球设置在第一套管内部，所述活动卡球设置在第二套管内部，所述弧形杆的左侧设置有支撑杆，所述支撑杆与玻璃板下端相抵，所述卡球为半球形，所述卡球的直径大于卡口的宽度，所述卡球的半径小于卡口的宽度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明所提供的一种干式变压器专用高压线圈，包括扁裸铜线和包绕在扁裸铜线上的两层聚酯薄膜，所述外层聚酯薄膜上包绕有聚酯无纺布，所述聚酯无纺布上表面层压有绝缘胶皮，该高压线圈的结构在工作时线圈内部不会产生较大的气泡放电，因此局部放电量低，不会造成线圈内部击穿烧毁，提高了变压器工作的可靠性。

2、本发明所提供的一种干式变压器专用高压线圈还包括绝缘胶皮，该绝缘胶皮包括第一绝缘胶皮和第二绝缘胶皮，所述第一绝缘胶皮与第二绝缘胶皮呈阶梯型设置。在绕制工序中，可以通过第二绝缘胶皮保证排线间距的均匀性，从而进一步保证介电强度和局放水平，提高了干式变压器的使用寿命。

3、本发明中的第二绝缘胶皮表面均匀设置有多个压槽，各个所述压槽之间的距离为第二绝缘胶皮的五分之一，压槽的设置可以根据不同型号的高压线圈和生产需要进行调整线圈绕制时的间距，适用范围广泛，且大大提高了生产效率。

4、本发明所提供的一种干式变压器，包括底座、铁芯以及包覆于铁芯上的同轴绕组，所述绕组包括低压线圈、冷却气道和高压线圈，所述低压线圈设置在内圈，所述高压线圈设置在外圈，所述冷却气道设置在低压线圈和高压线圈之间。本发明在低压线圈和高压线圈之间增设有冷却气道，大大增加了线圈与外部的热交换面积，加快了线圈的散热速度。

5、本发明中的冷却气道与高压线圈和低压线圈的两个相邻面均开设有至少4个散热凹槽，且该散热凹槽表面设置有活动开口，所述活动开口包括滑槽、玻璃板和高度调节装置，该高度调节装置可以根据变压器内部线圈的温度进行高度调节，进而调节活动开口的开度，进行针对性散热，散热效果小，且节约了能源。

附图说明

图1是本发明一种干式变压器专用高压线圈的横截面示意图；

图2是本发明一种干式变压器的线圈结构示意图；

图3是本发明一种干式变压器的冷却气道的展开示意图；

图4是本发明一种干式变压器的高度调节装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明披露了一种干式变压器专用高压线圈，如图1所示，包括扁裸铜线1和包绕在扁裸铜线1上的两层聚酯薄膜2，所述外层聚酯薄膜2上包绕有聚酯无纺布3，该高压线圈6的结构在工作时线圈内部不会产生较大的气泡放电，因此局部放电量低，不会造成线圈内部击穿烧毁，提高了变压器工作的可靠性。优选地，聚酯无纺布3上表面层压有绝缘胶皮，即该绝缘胶皮设置有半面，所述绝缘胶皮包括第一绝缘胶皮41和第二绝缘胶皮42，所述第一绝缘胶皮41和第二绝缘胶皮42一体成型，所述第一绝缘胶皮41与第二绝缘胶皮42呈阶梯型设置，优选地，所述第一绝缘胶皮41的宽度等于扁裸铜线1竖向截面的长度，所述第二绝缘胶皮42的宽度大于第一绝缘胶皮41的宽度。在绕制工序中，由于绝缘胶皮设置在扁裸铜线1的最外部，且只设置有半面，不仅不会放置铜线的绕制，而且可以根据第二绝缘胶皮42的宽度对绕线间距进行定位，保证排线间距的均匀性，从而进一步保证介电强度和局放水平，提高了干式变压器的使用寿命，绕线完毕后，可以将绝缘胶皮撕掉亦可将其留在聚酯无纺布3表面。进一步优选地，所述第二绝缘胶皮42表面均匀设置有多个压槽421，本发明中各个所述压槽421之间的距离为第二绝缘胶皮42的五分之一，在实际生产过程中可对压槽421的间距进行进一步的优化，以适用于各类变压器。压槽421的设置可以根据不同型号的高压线圈6和生产需要进行调整线圈绕制时的间距，即第二绝缘胶皮42可以根据压槽421的间距进行撕拉第二绝缘胶皮42，进而缩短第二绝缘胶皮42的宽度，适用范围广泛，且大大提高了生产效率。

本发明还披露了一种包括上述高压线圈6的干式变压器，包括底座、铁芯8以及包覆于铁芯8上的同轴绕组，如图2所示，所述同轴绕组为中空型绝缘绕组，所述绕组包括低压线圈5、冷却气道7和高压线圈6，所述低压线圈5设置在内圈，所述高压线圈6设置在外圈，所述冷却气道7设置在低压线圈5和高压线圈6之间。本发明在低压线圈5和高压线圈6之间增设有冷却气道7，大大增加了线圈与外部的热交换面积，加快了线圈的散热速度。

如图3所示，本发明中的冷却气道7与高压线圈6和低压线圈5的两个相邻面均开设有至少4个散热凹槽71，即环形冷却气道7的两个面上均设置有散热凹槽71，两个面上的散热凹槽71均匀间隔，且两个面上的散热凹槽71错开设置，以提高散热效率。所述散热凹槽71的高度小于冷却气道7的高度。所述散热凹槽71表面设置有活动开口，所述活动开口包括滑槽72、玻璃板73和高度调节装置74，所述滑槽72固定设置在冷却气道7外表面，即滑槽72设置在冷却气道7的内部。所述玻璃板73与滑槽72活动连接，即通过玻璃板73来调整活动开口的开度，高度调节装置74设置在玻璃板73的下端。该高度调节装置74可以根据变压器内部线圈的温度进行高度调节，进而调节活动开口的开度，进行针对性散热，散热效果小，且节约了能源。如图4所示，其中高度调节装置74包括两个套管和平衡装置，所述平衡装置设置在两个套管的上方，所述两个套管分别为第一套管741和第二套管742，所述第一套管741和第二套管742平行设置在冷却气道7的外表面，所述第二套管742设置在玻璃板73的下端，所述第一套管741不与玻璃板73接触，所述平衡装置的两端分别活动设置在第一套管741和第二套管742内部。优选地，第一套管741内部设置有水银7411，该溶液随温度变化明显，但是也可替换为其他位置。所述第二套管742底部设置有弹簧7421，所述第二套管742内壁两侧均匀设置有卡口7422。平衡装置包括弧形杆743和卡球，所述卡球包括活动卡球744和固定卡球745，所述活动卡球744和固定卡球745分别设置在弧形杆743的两端，所述固定卡球745设置在第一套管741内部，所述活动卡球744设置在第二套管742内部，所述弧形杆743的左侧设置有支撑杆746，所述支撑杆746与玻璃板73下端相抵，所述卡球为半球形，所述卡球的直径大于卡口7422的宽度，所述卡球的半径小于卡口7422的宽度。

工作过程：

当干式变压器未工作时，温度常温，此时活动开口关闭；当干式变压器中线圈的温度逐渐升高时，第二套管742内的水银7411感受到温度的变化，并且随着温度的变化膨胀，体积变大，进而提升固定卡球745和弧形杆743。由于弧形杆743一体成型，因此弧形杆743的一端抬升后，则另一端下降，即活动卡球744在弧形杆743的作用下，活动卡球744本体进行旋转，由于活动卡球744的半径小于第二套管742卡口7422的宽度，因此在玻璃板73重力的作用下，活动卡球744和弧形杆743向下移动，带动支撑杆746和玻璃板73向下移动，从而加大了活动开口的开度，当下降到一定程度时，在第二套管742内部弹簧7421的作用下，停止下降，并且通过卡口7422固定位置；同理，在干式变压器逐渐停止工作时，温度逐渐下降，水银7411的体积逐渐恢复到正常，固定卡球745的浮力变小，带动活动卡球744的本体进行旋转，玻璃板73在弹簧7421的作用下，上升，进而减小活动开口的开度。

实施例1：

一种干式变压器专用高压线圈，包括扁裸铜线1和包绕在扁裸铜线1上的两层聚酯薄膜2，所述外层聚酯薄膜2上包绕有聚酯无纺布3，所述聚酯无纺布3上表面层压有绝缘胶皮，所述绝缘胶皮包括第一绝缘胶皮41和第二绝缘胶皮42，所述第一绝缘胶皮41和第二绝缘胶皮42一体成型，所述第一绝缘胶皮41与第二绝缘胶皮42呈阶梯型设置。所述第一绝缘胶皮41的宽度等于扁裸铜线1竖向截面的长度。所述第二绝缘胶皮42的宽度大于第一绝缘胶皮41的宽度。所述第二绝缘胶皮42表面均匀设置有多个压槽421，各个所述压槽421之间的距离为第二绝缘胶皮42的五分之一。

本实施例在绕制工序中，可以通过第二绝缘胶皮42保证排线间距的均匀性，从而进一步保证介电强度和局放水平。在工作过程中，该高压线圈6的结构内部不会产生较大的气泡放电，因此局部放电量低，提高了变压器工作的可靠性。另外压槽421的设置可以根据不同型号的高压线圈6和生产需要进行调整线圈绕只是的间距，适用范围广泛，且大大提高了生产效率。

实施例2：

在实施例1的基础上，本发明还提供了一种干式变压器，包括底座、铁芯8以及包覆于铁芯8上的同轴绕组，所述同轴绕组为中空型绝缘绕组，所述绕组包括低压线圈5、冷却气道7和高压线圈6，所述低压线圈5设置在内圈，所述高压线圈6设置在外圈，所述冷却气道7设置在低压线圈5和高压线圈6之间。

本实施例在低压线圈5和高压线圈6之间增设有冷却气道7，大大增加了线圈与外部的热交换面积，加快了线圈的散热速度。

实施例3：

在实施例2的基础上，所述冷却气道7与高压线圈6和低压线圈5的两个相邻面均开设有至少4个散热凹槽71，所述散热凹槽71的高度小于冷却气道7的高度。所述散热凹槽71表面设置有活动开口，所述活动开口包括滑槽72、玻璃板73和高度调节装置74，所述滑槽72固定设置在冷却气道7外表面，所述玻璃板73与滑槽72活动连接，所述高度调节装置74设置在玻璃板73的下端。所述高度调节装置74包括两个套管和平衡装置，所述平衡装置设置在两个套管的上方，所述两个套管分别为第一套管741和第二套管742，所述第一套管741和第二套管742平行设置在冷却气道7的外表面，所述第二套管742设置在玻璃板73的下端，所述第一套管741不与玻璃板73接触，所述平衡装置的两端分别活动设置在第一套管741和第二套管742内部。第一套管741内部设置有水银7411，所述第二套管742底部设置有弹簧7421，所述第二套管742内壁两侧均匀设置有卡口7422。所述平衡装置包括弧形杆743和卡球，所述卡球包括活动卡球744和固定卡球745，所述活动卡球744和固定卡球745分别设置在弧形杆743的两端，所述固定卡球745设置在第一套管741内部，所述活动卡球744设置在第二套管742内部，所述弧形杆743的左侧设置有支撑杆746，所述支撑杆746与玻璃板73下端相抵，所述卡球为半球形，所述卡球的直径大于卡口7422的宽度，所述卡球的半径小于卡口7422的宽度。

本实施例在实施例2的基础上，增设有散热凹槽71和活动开口，该结构可以根据变压器内部线圈的温度进行活动开口开度调节，进行针对性散热，散热效果小，且节约了能源，符合可持续发展的宗旨。

上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。