四层螺旋式线圈结构的制作方法

本实用新型涉及变压器制造技术领域，具体涉及四层螺旋式线圈结构。

背景技术：

随着现代工业的不断发展，用电量持续增多，对供电系统的要求也越来越高，电量需求的增多使得产生供电半径增大，变压器容量需求增大等一系列问题。而变压器容量的增大，使变压器电流需求增大，也就是说变压器绕组的结构型式要有根本的改变。

目前，各变压器厂家对于电压等级为10.5kV及以下的低压线圈常采用为螺旋式或连续式的结构型式。螺旋式线圈结构简单，换位较少，但只适用于大容量产品(铁心直径大、匝数少)或电抗高度相对较高的产品，不利于降低产品主材成本；螺旋式线圈不适用时，通常采用连续式线圈，但连续式线圈的问题在于：绕制过程中换位数量多，而且每段段间均需放置垫块，绕制费时，采用换位导线绕制时，内外换位处还需配做或加垫换位处楔形垫块，数量多，费时，且成本较高。上述无论是螺旋式线圈还是连续式线圈，其低压引线结构都较为结构复杂，线圈都是采用上部引入、下部引出的方法引线，影响到下节油箱的内空尺寸，不利于控制产品的人工及材料成本。

技术实现要素：

为克服现有技术中所存在的上述不足，本实用新型提供了一种四层螺旋式线圈结构，该结构设计合理，具有绕制方便、省时，适用范围广，经济性好，结构可靠等优点。

本实用新型的技术方案：四层螺旋式线圈结构，包括绝缘筒，绝缘筒的外围设有由导线从绝缘筒的上端引入沿轴向螺旋绕制并经三次换向再从绝缘筒的上端引出所形成的四层线饼；所述四层线饼由内而外依次为第一层线饼、第二层线饼、第三层线饼和第四层线饼；所述第一层线饼和所述绝缘筒之间、第四层线饼外侧设有线饼支撑，分别为第一线饼支撑和第二线饼支撑，所述第一线饼支撑和第二线饼支撑均为一组沿周向均匀分布的支撑条，所述第二层线饼和所述第一层线饼之间，所述第三层线饼和所述第二层线饼，以及所述第四层线饼和所述第三层线饼之间，均设有油道支撑，依次分别为第一油道支撑、第二油道支撑、第三油道支撑、上述油道支撑均为一组沿周向均匀分布的支撑条；所述第一层线饼、第二层线饼、第三层线饼和第四层线饼的两端均各设有一个端圈；所述第一层线饼、第二层线饼、第三层线饼和第四层线饼的匝间垫有纸圈；所述导线的换向处设有层间过渡楔形垫块。

与现有技术相比，本实用新型的四层螺旋式线圈结构具有以下进步：

(1)结构合理，绕制方便：单根或多根轴向并饶，线圈绕制过程中不需要任何换位，线圈换层通过加垫一个楔形垫块即可实现，每只线圈共6个，简单方便；

(2)适用范围广：对线圈电抗高度无特别要求，线圈导线由于无需换位，导线规格取值可放宽；

(3)绕制省时：线饼各层匝间无油道，仅各层层间放置轴向油道支撑，放置方法为随每层第一匝绕制，共3层，省去饼式线圈段间垫块放置时间；

(4)制造成本低：线圈本身使用的楔形垫块数量大大减少，降低了配件加工成本；线圈绕制简单，降低了人工成本；低压线圈出头统一在线圈上部，低压引线走线简单，引线及导线夹使用量减少，同时减少了人工成本和材料成本；低压线圈出头统一在线圈上部，下节油箱可以设计为槽型结构，可减少变压器油的使用量；

(5)结构可靠：绝缘裕度高，局部放电仅为50pC；该结构的产品已通过突发短路试验验证，产品抗短路性能好，温升数据理想，优于标准要求。

作为优化，前述的四层螺旋式线圈结构中，所述绝缘筒、第一层线饼、第二层线饼、第三层线饼和第四层线饼外侧分别设有由长条形纸板围成的第一线饼支撑纸环、第一油道支撑纸环、第二油道支撑纸环、第三油道支撑纸环和第二线饼支撑纸环；所述支撑条粘接在所述的第一线饼支撑纸环、第一油道支撑纸环、第二油道支撑纸环、第三油道支撑纸环和第二线饼支撑纸环外侧。所述支撑条粘接于上述纸环，保证支撑条周向位置精度，防止在线饼缠绕过程中支撑条移位导致缠线不均。

作为优化，前述的四层螺旋式线圈结构中，所述支撑条为经预密化处理的成型件，其长度大于长条形纸板的高度；所述支撑条上端具有台阶面，所述台阶面高度等于长条形纸板的高度，台阶面深度等于纸板厚度。优选的，所述纸板高度为200mm，厚度为1mm；所述支撑条宽度为4mm，厚度为5mm；支撑条长度与绝缘筒高度相适配，使支撑厚度总体保持一致，可使导线沿轴线方向绕制圈数最多，防止导线脱圈，且不浪费存储空间。

作为优化，前述的四层螺旋式线圈结构中，所述第一层线饼、第二层线饼、第三层线饼和第四层线饼的首末四匝的匝间垫有两层垫纸圈，其余各匝间垫有一层纸圈，所述纸圈为环形结构，套设于各匝之间。首末四匝间各垫两层纸圈，用于头部绑扎，其余各匝垫一个纸圈，用于匝间绝缘。

作为优化，前述的四层螺旋式线圈结构中，所述导线为一根或多根呈并排状的漆包铜线。

作为优化，前述的四层螺旋式线圈结构中，所述油道支撑的支撑条数目为线饼支撑的支撑条数目的两倍。优选的，所述线饼支撑中，相邻两支撑条间的周向夹角为18°；所述油道支撑中，相邻两支撑条间周向夹角为9°。此时，油与线圈能够得到充分接触，散热效果较好。

附图说明

图1是本实用新型的四层螺旋式线圈结构的结构示意图；

图2是本实用新型的四层螺旋式线圈结构俯视状态的结构示意图；

图3是本实用新型的四层螺旋式线圈结构上部引入引出端及层间过渡的结构示意图；

图4是本实用新型的四层螺旋式线圈结构下部层间过渡的结构示意图；

图5是本实用新型的四层螺旋式线圈结构线饼的绕线原理图；

图6是本实用新型的四层螺旋式线圈结构的支撑条与纸板的安装图。

附图标记：

1-绝缘筒；2-支撑条；3-端圈；4-油道；5-引入端；6-引出端，7-层间过渡楔形垫块；8-纸板，81-第一线饼支撑、811-第一线饼支撑纸环，82-第一油道支撑、821-第一油道支撑纸环，83-第二油道支撑、831-第二油道支撑纸环，84-第三油道支撑、841-第三油道支撑纸环，85-第二线饼支撑、851-第二线饼支撑纸环；9-纸圈；10-导线，101-第一层线饼，102-第二层线饼，103-第三层线饼，104-第四层线饼。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式(实施例)对本实用新型作进一步的说明，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本实用新型，但并不作为对本实用新型限制的依据。

参见图1-6，本实用新型的四层螺旋式线圈结构，包括绝缘筒1，绝缘筒1的外围设有由导线10从绝缘筒1的上端引入沿轴向螺旋绕制并经3次换向再从绝缘筒1的上端引出所形成的4层线饼(参见图1-3，引入端5为导线10引入端，引出端6为导线10引出端)；所述4层线饼由内而外依次为第一层线饼101、第二层线饼102、第三层线饼103和第四层线饼104；所述第一层线饼101和所述绝缘筒1之间、第四层线饼104外侧设有线饼支撑，分别为第一线饼支撑81和第二线饼支撑85，所述第一线饼支撑81和第二线饼支撑85均为一组沿周向均匀分布的支撑条2，所述第二层线饼102和所述第一层线饼101之间，所述第三层线饼103和所述第二层线饼102，以及所述第四层线饼104和所述第三层线饼103之间，均设有油道支撑，依次分别为第一油道支撑82、第二油道支撑83、第三油道支撑84、上述油道支撑均为一组沿周向均匀分布的支撑条2；所述第一层线饼101、第二层线饼102、第三层线饼103和第四层线饼104的两端均各设有一个端圈3(用于线饼换向处压紧)；所述第一层线饼101、第二层线饼102、第三层线饼103和第四层线饼104的匝间垫有纸圈9；所述导线10的换向处设有层间过渡楔形垫块7。所述支撑条2起到支撑导线10缠绕的作用，支撑条2与支撑条2、支撑条2与导线10之间的间隙构成油道4。

作为优化：所述绝缘筒1、第一层线饼101、第二层线饼102、第三层线饼103和第四层线饼104外侧分别设有由长条形纸板8围成的第一线饼支撑纸环811、第一油道支撑纸环821、第二油道支撑纸环831、第三油道支撑纸环841和第二线饼支撑纸环851；所述支撑条2粘接在所述的第一线饼支撑纸环811、第一油道支撑纸环821、第二油道支撑纸环831、第三油道支撑纸环841和第二线饼支撑纸环851外侧。所述支撑条2粘接于上述纸环，保证支撑条2周向位置精度，防止在线饼缠绕过程中支撑条2移位导致缠线不均。

作为优化：所述支撑条2为经预密化处理的成型件，其长度大于长条形纸板8的高度；所述支撑条2上端具有台阶面，所述台阶面高度等于长条形纸板8的高度，台阶面深度等于纸板8厚度。优选的，纸板8高度为200mm，厚度为1mm；支撑条2宽度为4mm，厚度为5mm，长度与绝缘筒高度相适配，上述设计使支撑高度总体保持一致，可使导线10沿轴线方向绕制圈数最多，防止导线10脱圈，且不浪费存储空间。

作为优化：所述第一层线饼101、第二层线饼102、第三层线饼103和第四层线饼104的首末四匝的匝间垫有两层垫纸圈9，其余各匝间垫有一层纸圈9；所述纸圈9为环形结构，套设于各匝之间，便于安装和增加纸圈层数，首末四匝间各垫两层纸圈9，用于头部绑扎，其余各匝之间各垫一个纸圈9，用于匝间绝缘。

作为优化：所述导线10为一根或多根呈并排状的漆包铜线，便于绕制线饼和导线间绝缘(导线10为多根漆包铜线时，多根漆包铜线之间为匝内，无需垫纸圈9)。

作为优化：所述油道支撑的支撑条2数目为线饼支撑的支撑条2数目的两倍。优选的，线饼支撑中，支撑条2数目为20条，沿周向均匀分布，即支撑条2间周向夹角为18°；油道支撑中，支撑条2数目为40条，沿周向均匀分布，即支撑条2间周向夹角为9°，便于油与线圈充分接触，增强散热效果。

本实用新型结构经多台产品试用，各方面优点显著，具体有：

(1)经济性良好：SZ11-50000/110(阻抗17％、低压10.5kV线圈)采用此结构，人工、楔形垫块、铜排、变压器油等各方面综合成本，单台可累计降低10万元以上；

(2)结构简便，操作效率显著提高。

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