一种油浸式试验变压器及油浸式试验变压器组件的制作方法

本实用新型涉及变压器技术领域，尤其涉及一种油浸式试验变压器及油浸式试验变压器组件。

背景技术：

随着电力系统的不断升级扩大，各种电力设备的需求也越来越多。而传统的电力变压器作为电力系统中的重要设备，其故障率较高。如果一台大型电力变压器在运行中出现故障，将导致一个地区大面积、长时间停电，造成重大的经济损失，更会给人们的生活带来不便。

为了及时发现变压器的事故隐患，避免突发事故，提高变压器运行的可靠性，开展试验变压器的研究具有十分重要的意义。

现有技术中变压器在电器设备和无线电路中常用作升降电压、匹配阻抗，安全隔离等，现有技术中，普通立式变压器的整体高度相对较高，使用过程中存在一定的局限，不能满足市场需求，若将变压器横置，变压器的高度可有效降低，但是不利于变压器线圈绕组的散热，其结构复杂、体积庞大，重量重，造价昂贵，通用性较差，不利于搬运。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种油浸式试验变压器及油浸式试验变压器组件，该变压器具有体积小、重量轻、结构紧凑、功能齐全、通用性强和使用方便等特点。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种油浸式试验变压器，包括油箱、铁芯和高压套管，所述油箱内装满绝缘油，所述铁芯完全浸没在所述绝缘油中，所述高压套管固定在所述油箱上，且所述高压套管设置有整流部件和输出引脚，所述输出引脚的上端从所述高压套管的上端伸出，且所述整流部件与所述输出引脚电连接。

所述铁芯上缠绕有低压绕组和高压绕组，所述低压绕组和高压绕组均完全浸没在所述绝缘油中，所述低压绕组的两端分别与外部电源正负极电连接，所述高压绕组的一端伸入所述高压套管内，且所述高压绕组的一端通过所述整流部件与所述输出引脚电连接，所述高压绕组的另一端接地，所述油箱接地。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的油浸式试验变压器，采用油浸式单框芯结构，可以实现低压绕组、高压绕组和铁芯均与空气隔离，低压绕组通过铁芯与高压绕组耦合，并通过高压绕组输出高电压。本实用新型的油浸式试验变压器体积小、重量轻、结构紧凑、功能齐全、通用性强和使用方便。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进：

进一步：所述高压绕组缠绕在所述低压绕组外周，且所述低压绕组与高压绕组共轴线设置。

上述进一步方案的有益效果是：通过将高压绕组缠绕在低压绕组外周，并将低压绕组与高压绕组共轴线设置，可以减少漏磁通，并增加了低压绕组与高压绕组之间的耦合，从而实现稳定的升压。

进一步：所述的油浸式试验变压器还包括测量绕组，所述测量绕组缠绕在所述低压绕组外周，且所述测量绕组位于所述低压绕组与所述高压绕组之间，所述测量绕组的两端与外部电压检测设备电连接。

上述进一步方案的有益效果是：设置测量绕组配合外部电压检测设备可以实时检测在测量绕组上产生的感应电压，从而可以实时检测变压器的电参数，便于调整低压绕组接入的电压，进而从高压绕组获取符合要求的高压输出。

进一步：所述油箱上表面设有高压输出端口、低压输入端口和测量输入端口，所述高压输出端口位于所述高压套管的下端口内，且所述高压绕组的一端穿过所述高压输出端口后伸入所述高压套管内，并与所述整流部件电连接，所述低压绕组的两端从所述低压输入端口伸出并与外部电源正负极电对应连接，所述测量绕组的两端从所述测量输入端口伸出并与外部测量设备电连接。

上述进一步方案的有益效果是：通过将高压输出端口设置在高压套管的下端口内，可以使得高压绕组的一端直接伸入高压套管内，避免高压绕组的一端与外部空气直接接触造成空气电离，影响变压器的安全使用，通过将低压输入端口和测量输入端口设置在所述油箱上表面，可以方便将低压绕组和测量绕组的两端引出，便于与外部连接。

进一步：所述高压套管的上端开口，且其上端开口处设有均压球，所述输出引脚的上端向上穿过所述均压球后伸出至所述高压套管外。

上述进一步方案的有益效果是：通过设置均压球，可以改善高压套管的上端的电场分布，避免个别部位或者个别点的场强过大而遭受较大的电压冲击，引起设备损坏，提高设备的稳定性和安全性。

进一步：所述的油浸式试验变压器，还包括短路杆，所述短路杆的下端穿过所述均压球并伸入所述高压套管内，且所述短路杆的下端与所述高压绕组的一端电连接。

上述进一步方案的有益效果是：通过插入短路杆，直至短路杆的下端与高压绕组的一端短接，从而使得高压绕组输出的交流电不经过整流部件进行整流，而直接输出交流电压，实现交直流的输出切换。

进一步：所述高压绕组为抽头线圈。

上述进一步方案的有益效果是：通过抽头线圈可以在不调节低压绕组的输入电压时，方便调节高压绕组的输出，非常方便。

进一步：所述整流部件为高压硅堆，所述高压绕组的一端和所述输出引脚的下端均埋设在所述高压硅堆内，且所述高压绕组的一端通过所述高压硅堆与所述输出引脚的下端之间电连接。

上述进一步方案的有益效果是：通过设置高压硅堆，可以对高压绕组输出的高压交流电压进行整流，并输出直流电压，耐压能力较强，适合较高电压的输出。

进一步：所述油箱上表面对称设置有两个提手。

上述进一步方案的有益效果是：通过设置提手方便用户移动或搬运整个变压器，提高操作效率，增强搬运的便捷性。

本实用新型还提供了一种油浸式试验变压器组件，包括多个所述的油浸式试验变压器，多个所述油浸式试验变压器顺次级联；

第一级所述油箱的外壳接地，第一级所述低压绕组两端与外部电源的正负极对应电连接，第一级所述测量绕组的两端与电压表的正负极对应电连接，上一级所述高压绕组的一端与下一级所述低压绕组的一端电连接，上一级所述高压绕组的另一端与对应的所述油箱外壳电连接，上一级所述高压绕组的抽头与下一级所述低压绕组的另一端电连接，下一级测量绕组的一端悬空设置，另一端与对应的所述油箱外壳电连接，最后一级所述高压绕组的一端悬空设置，另一端与对应的所述油箱外壳电连接，最后一级所述高压绕组的抽头对外输出电压。

本实用新型还提供了一种油浸式试验变压器组件，通过多个油浸式试验变压器顺次级联，大大提高了变压器的容量和输出电压，并且重量较轻，便于运输和安装，组装和拆卸比较方便。

附图说明

图1为本实用新型的油浸式试验变压器主视图；

图2为本实用新型的油浸式试验变压器剖视图；

图3为本实用新型一实施例的油浸式试验变压器电路示意图；

图4为本实用新型另一实施例的油浸式试验变压器电路示意图；

图5为本实用新型的一实施例的工频耐压试验电路示意图；

图6为本实用新型的一实施例的高压直流泄露试验电路示意图；

图7为本实用新型的油浸式试验变压器组件电路示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、油箱，2、铁芯，3、高压套管，4、绝缘油，5、整流部件，6、输出引脚，7、低压绕组，8、高压绕组，9、测量绕组，10、均压球，11、短路杆，12、提手，13、低压输入端口，14、测量输入端口，15、接地端。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1、图2、图3和图4所示，一种油浸式试验变压器，包括油箱1、铁芯2和高压套管3，所述油箱1内装满绝缘油4，所述铁芯2完全浸没在所述绝缘油4中，所述高压套管3固定在所述油箱1上，且所述高压套管3 设置有整流部件5和输出引脚6，所述输出引脚6的上端从所述高压套管3 的上端伸出，且所述整流部件5与所述输出引脚6电连接。

所述铁芯2上缠绕有低压绕组7和高压绕组8，所述低压绕组7和高压绕组8均完全浸没在所述绝缘油4中，所述低压绕组7的两端分别与外部电源正负极电连接，所述高压绕组8的一端伸入所述高压套管3内，且所述高压绕组8的一端通过所述整流部件与所述输出引脚电连接，所述高压绕组8 的另一端接地，所述油箱1通过所述接地端15接地。

本实用新型的油浸式试验变压器，采用油浸式单框芯结构，可以实现低压绕组、高压绕组和铁芯均与空气隔离，低压绕组通过铁芯与高压绕组耦合，并通过高压绕组输出高电压。本实用新型的油浸式试验变压器体积小、重量轻、结构紧凑、功能齐全、通用性强和使用方便。

优选地，所述高压绕组8缠绕在所述低压绕组7外周，且所述低压绕组 7与高压绕组8共轴线设置。在上述实施例中，通过将高压绕组8缠绕在低压绕组7外周，并将低压绕组7与高压绕组8共轴线设置，可以减少漏磁通，并增加了低压绕组7与高压绕组8之间的耦合，从而实现稳定的升压。

优选地，所述的油浸式试验变压器还包括测量绕组9，所述测量绕组9 缠绕在所述低压绕组7外周，且所述测量绕组9位于所述低压绕组7与所述高压绕组8之间，所述测量绕组9的两端与外部电压检测设备电连接。在上述实施例中，通过设置测量绕组9配合外部电压检测设备可以实时检测在测量绕组9上产生的感应电压，从而可以实时检测变压器的电参数，便于调整低压绕组7接入的电压，以便从高压绕组8获取符合要求的高压输出。

在上述实施例中，所述油箱1上表面设有高压输出端口(图中未示出)、低压输入端口13和测量输入端口14，所述高压输出端口位于所述高压套管 3的下端口内，且所述高压绕组8的一端穿过所述高压输出端口后伸入所述高压套管3内，并与所述整流部件5电连接，所述低压绕组7的两端从所述低压输入端口13伸出并与外部电源正负极电对应连接，所述测量绕组9的两端从所述测量输入端口14伸出并与外部测量设备电连接。通过将高压输出端口设置在高压套管3的下端口内，可以使得高压绕组8的一端直接伸入高压套管3内，避免高压绕组8的一端与外部空气直接接触造成空气电离，影响变压器的安全使用，通过将低压输入端口13和测量输入端口14设置在所述油箱1上表面，可以方便将低压绕组7和测量绕组9的两端引出，便于与外部连接。

优选地，所述高压套管3的上端开口，且其上端开口处设有均压球10，所述输出引脚6的上端向上穿过所述均压球10后伸出至所述高压套管3外。在上述实施例中，通过设置均压球10，可以改善高压套管3的上端的电场分布，避免个别部位或者说是点的场强过大而遭受较大的电压冲击，引起设备损坏，提高设备的稳定性和安全性。

更优选地，所述的油浸式试验变压器还包括短路杆11，所述短路杆11 的下端穿过所述均压球10并伸入所述高压套管3内，且所述短路杆11的下端与所述高压绕组8的一端电连接。在上述实施例中，通过插入短路杆11，直至短路杆11的下端与高压绕组8的一端短接，从而使得高压绕组8输出的交流电不经过整流部件进行整流，而直接输出交流电压，实现交直流的输出切换。

可选地，本实用新型的实施例中，所述高压绕组8为抽头线圈。通过抽头线圈可以在不调节低压绕组7的输入电压时，方便调节高压绕组8的输出，非常方便。

优选地，本实用新型的实施例中，所述整流部件5为高压硅堆，所述高压绕组8的一端和所述输出引脚6的下端均埋设在所述高压硅堆内，且所述高压绕组8的一端通过所述高压硅堆与所述输出引脚6的下端之间电连接。通过设置所述高压硅堆，起作用类似于整流二极管，可以对所述高压绕组8 输出的高压交流电压进行整流，并输出直流电压，耐压能力较强，适合较高电压的输出。

在上述实施例中，所述油箱1上表面对称设置有两个提手12。通过设置提手12方便用户移动或搬运整个变压器，提高操作效率，增强搬运的便捷性。

如图5所示，本实用新型还提供了一种工频耐压试验电路，包括电阻R1、阻容分压器FRC1、球间隙保护电阻RF、球间隙G以及所述的油浸式试验变压器，所述测量绕组9的两端与电压表PV的正负极对应电连接，所述高压绕组8的一端通过导线与所述电阻R1的一端电连接，所述电阻R1的另一端通过所述阻容分压器FRC1接地，所述球间隙保护电阻RF与球间隙G串联后并联在所述阻容分压器FRC两端，待测样品Cx并联在所述阻容分压器FRC 两端。

从所述油浸式试验变压器的输出电压经过限流电阻R1和阻容分压器 FRC1分压后加载在待测样品两端，通过调节所述油浸式试验变压器的输出电压，进而实现对待测样品进行耐压测试，另外，球间隙保护电阻RF与球间隙G串联形成的支路对待测样品两端的电压进行测量，同时球间隙保护电阻 RF对球间隙G进行保护作用。

工频耐压试验中限流电阻R1应根据试验变压器的额定容量来选择。如高压侧额定输出电流在100-300mA时，可取0.5-1Ω/V(试验电压)；高压侧额定输出电流为1A以上时，可取1Ω/V(试验电压)。常用水电阻作为限流电阻R1，管子长度可按150kV/m考虑，管子粗细应具有足够的热容量(水阻液配制方法：用蒸馏水加入适量硫酸铜配制成各种不同的阻值)。

球间隙保护电阻RF：当电压超过球间隙G整定值时(一般取试验电压的 110％-120％)，球间隙G放电，对待测样品Cx起到保护作用。球间隙保护电阻RF可按1Ω/V(试验电压)选取。

在工频耐压试验中，低电压侧测量电压(仪表电压)不是非常准确的，其原因是由于试验变压器存在着漏抗，在这个漏抗上必然存在着压降或容升，使待测样品Cx上的电压低于或高于低压侧测量电压表上反映出来的电压。工频耐压试验时，待测样品Cx上的电压高于试验变压器的输出电压，也就是所谓容升现象。感应耐压试验时，试验变压器的漏抗必然存在着压降。为了准确测量待测样品Cx上所施加的电压，因此常在高压侧接入FRC阻容分压器来测量电压(见图5)。

如图6所示，本实用新型实施例还提供了一种高压直流泄露试验电路，包括电阻R2、阻容分压器FRC2、电容C1、微安表μA和所述的油浸式试验变压器，所述测量绕组9的两端与电压表的正负极对应电连接，所述输出引脚6与所述电阻R2的一端电连接，所述电阻R2的另一端与地之间并联有所述阻容分压器FRC2和电容C1，所述微安表μA与待测样品串联后并联在所述电容C1的两端。

从所述油浸式试验变压器输出的电压经过限流电路R2和阻容分压器 FRC2风压后加载在待测样品两端，电容C1并联在待测样品两端，在加载电压的瞬间进行充电，并在充电完毕后断开油浸式试验变压器的输出电压，进行放电，微安表μA检测所述电容C1的充电电流或放电电流，以进行高压直流额泄露实验。

泄露试验中限流电阻R2选择在额定输出电压时，输出端短路电流不超过高压硅堆的最大整流。如高压硅堆的最大整流电流为100mA时用于60kV 的试验装置中，限流电阻按R1＝60/0.1＝600kΩ选择。限流电阻R2还应具有足够的容量和沿面放电距离。高压滤波电容C1一般选择在0.01-0.1μF，当被试品的电容量很大时，C1可省略不用。需要指出的是，在进行此试验之前，需要将所述短路杆11从所述高压套管3内抽出。

如图7所示，本实用新型实施例还提供了一种油浸式试验变压器组件，包括多个所述的油浸式试验变压器，多个所述油浸式试验变压器顺次级联。

具体地，第一级所述油箱1的外壳接地，第一级所述低压绕组7两端与外部电源的正负极对应电连接，第一级所述测量绕组9的两端与电压表的正负极对应电连接，上一级所述高压绕组8的一端与下一级所述低压绕组7的一端电连接，上一级所述高压绕组8的另一端与对应的所述油箱1外壳电连接，上一级所述高压绕组8的抽头与下一级所述低压绕组7的另一端电连接，下一级测量绕组9的一端悬空设置，另一端与对应的所述油箱1外壳电连接，最后一级所述高压绕组8的一端悬空设置，另一端与对应的所述油箱1外壳电连接，最后一级所述高压绕组8的抽头对外输出电压。图7中示出了由三个所述的油浸式试验变压器组成的油浸式试验变压器组件。

上述实施例中，通过多个油浸式试验变压器顺次级联，大大提高了变压器的容量和输出电压，并且重量较轻，便于运输和安装，组装和拆卸比较方便。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。