芯密封组件、芯线圈组件以及密封方法与流程

本申请涉及用于电力分配的变压器，并且更具体地涉及用于在干式变压器中的部件之间进行密封的设备、组件和方法。

背景技术：

在电力分配期间使用变压器来增加或降低电压水平。为了在长距离上传输电力，可以使用变压器来升高电压和降低所传输的电力的电流。降低的电流水平使来自用于传输电力的电缆的电阻性功率损耗减小。当要消费电力时，可以采用变压器来降低电力的电压水平并且将电力的电流增加至由最终用户指定的水平。

可以采用的一种类型的变压器是干式可浸没变压器，如例如在美国专利第8,614,614号中所描述的，该专利的公开内容在此出于所有目的通过引用合并在本文中。这样的变压器可以在地下、城市中等使用，并且可以被设计为耐受恶劣环境，例如水暴露、湿度、污染等。用于可浸没和其他干式变压器的改进的设备、组件和方法是期望的。

技术实现要素：

在一些实施方式中，提供了一种干式变压器的芯线圈组件。该芯线圈组件包括线圈组件、芯组件以及可膨胀密封构件，所述线圈组件具有内线圈和外线圈，内线圈具有内表面、外表面、上表面和下表面，外线圈具有内表面、外表面，上表面和下表面；所述芯组件包括可透磁材料的芯柱和芯窗，所述芯柱和芯窗具有内侧表面；所述可膨胀密封构件包括可填充或可抽空的内腔，可膨胀密封构件设置在：

芯柱的一个或更多个内侧表面与内线圈的内表面之间，

内线圈的外表面与外线圈的内表面之间，以及

内线圈和外线圈的上表面和下表面与芯窗的内侧表面之间。

在一些实施方式中，提供了一种芯线圈组件。该芯线圈组件包括线圈组件、芯组件以及可膨胀密封构件，所述线圈组件包括多个线圈，多个线圈中的每一个具有外周表面；所述芯组件包括可透磁材料的至少一个芯柱和芯窗，芯窗具有内侧表面；所述可膨胀密封构件各自包括可填充或可抽空的内腔，该密封材料插入芯窗内的多个线圈的外周表面之间以及芯窗的内侧表面与多个线圈之间。

在一些实施方式中，提供了一种芯线圈组件。该芯线圈组件包括可透磁材料的芯组件、线圈组件以及可膨胀密封构件，所述芯组件具有带内侧表面的芯窗；所述线圈组件的一部分位于芯窗中，所述线圈组件包括端表面；所述可膨胀密封构件设置在芯窗的内侧表面与线圈组件的端表面之间，所述可膨胀密封构件包括内腔。

在另外的实施方式中，提供了一种密封芯线圈组件的方法。该方法包括提供具有芯窗的芯组件；提供线圈组件，该线圈组件的一部分位于所述芯窗中；在所述芯窗中的未被所述线圈组件占据的间隙中提供包括内腔的可膨胀密封构件；以及增加内腔的体积以扩大密封构件的外部尺寸以密封间隙。

根据由多个示例实施方式和实现方式说明的以下详细描述，本公开内容的其他方面、特征和优点会变得明显。本公开内容还能够具有其他和不同的实施方式，并且可以在各个方面中修改其若干细节。因此，附图和说明书被认为本质上是说明性的，而非限制性的。

附图说明

下面描述的附图仅用于说明目的而不一定按比例绘制。这些附图并不旨在以任何方式限制本发明的范围。在可能的情况下，遍及附图使用相同或相似的附图标记来表示相同或相似的部件。

图1示出了根据本文提供的一个或更多个实施方式的包括多个芯线圈组件的可浸没干式变压器的侧平面视图。

图2a示出了根据本文提供的一个或更多个实施方式的包括内线圈和外线圈的线圈组件的立体图。

图2b示出了根据本文提供的一个或更多个实施方式的线圈组件的内线圈的立体图。

图2c示出了根据本文提供的一个或更多个实施方式的线圈组件的外线圈的立体图。

图3a示出了根据本文提供的一个或更多个实施方式的芯组件的示例实施方式的侧平面视图。

图3b示出了根据本文提供的一个或更多个实施方式的包括芯组件和线圈组件的芯线圈组件的示例实施方式的截面部分侧视图。

图3c示出了根据本文提供的一个或更多个实施方式的芯线圈组件的示例实施方式的截面部分俯视图。

图4a示出了根据本文提供的一个或更多个实施方式的可膨胀密封构件的实施方式的截面侧视图。

图4b示出了根据本文提供的一个或更多个实施方式的沿着图4a的截面线4b-4b截取的可膨胀密封构件的实施方式的放大截面端视图。

图4c示出了根据本文提供的一个或更多个实施方式的具有侧端口的可膨胀密封构件的另一实施方式的截面侧视图。

图4d示出了根据本文提供的一个或更多个实施方式的沿着图4c的截面线4d-4d截取的可膨胀密封构件的实施方式的放大截面端视图。

图4e示出了根据本文提供的一个或更多个实施方式的包括延伸侧端口的可膨胀密封构件的实施方式的放大截面端视图。

图5a示出了根据本文提供的一个或更多个实施方式的具有耦接至其上的填充设备并且以非膨胀构型示出的可膨胀密封构件的实施方式的截面侧视图。

图5b示出了根据本文提供的一个或更多个实施方式的具有耦接至其上的填充设备并且以膨胀的且填充的构型示出的可膨胀密封构件的实施方式的截面侧视图。

图5c示出了根据本文提供的一个或更多个实施方式的具有解耦的填充设备并且以膨胀的、填充的和固化的构型示出的可膨胀密封构件的实施方式的截面侧视图。

图6示出了根据本文提供的一个或更多个实施方式的具有耦接至其上的抽空和填充设备并且以填充之前的收缩构型示出的可膨胀密封构件的实施方式的截面侧视图。

图7a示出了根据本文提供的一个或更多个实施方式的具有包括耦接至其上的真空泵的抽空设备并且以收缩构型示出的可膨胀密封构件的实施方式的截面侧视图。

图7b示出了根据本文提供的一个或更多个实施方式的以收缩构型(处于真空下)示出并且从真空泵解耦的可膨胀密封构件的实施方式的截面侧视图。

图7c示出了根据本文提供的一个或更多个实施方式的以膨胀构型(在真空释放时)示出并且从抽空设备解耦的可膨胀密封构件的实施方式的截面侧视图。

图7d示出了根据本文提供的一个或更多个实施方式的具有与其解耦的抽空设备的真空泵并且以收缩(非膨胀)构型示出的可膨胀密封构件的实施方式的截面侧视图，其中，真空泵的收缩和移除可以在远离膨胀密封构件用于密封的位置进行。

图7e示出了根据本文提供的一个或更多个实施方式的以膨胀构型示出并且具有被填充材料填充的腔的可膨胀密封构件的实施方式的截面侧视图。

图7f示出了根据本文提供的一个或更多个实施方式的以膨胀和填充构型示出的可膨胀密封构件的实施方式的截面侧视图。

图7g示出了根据在此提供的一个或更多个实施方式的以膨胀和堵塞构型示出的可膨胀密封构件的实施方式的截面侧视图。

图8a示出了根据本文提供的一个或更多个实施方式的被挤压并且之后端部堵塞的可膨胀密封构件的实施方式的截面侧视图。

图8b示出了根据本文提供的一个或更多个实施方式的图8a的可膨胀密封构件的侧平面视图。

图8c示出了根据本文提供的一个或更多个实施方式的沿着截面线8c-8c截取的图8a的可膨胀密封部件的放大截面端视图，并且示出了可在一个方向上优先收缩的非矩形截面形状。

图8d示出了根据本文提供的一个或更多个实施方式的示出在一个方向上优先收缩的图8a至图8c的可膨胀密封构件的放大截面端视图。

图9a示出了根据本文提供的一个或更多个实施方式的吹塑的可膨胀密封构件的实施方式的截面侧视图。

图9b示出了根据本文提供的一个或更多个实施方式的图9a的可膨胀密封构件的侧平面视图。

图9c示出了根据本文提供的一个或更多个实施方式的沿着图9a的截面线9c-9c截取的可膨胀密封构件的截面端视图，并且示出了可以在一个方向上优先收缩的另一非矩形形状。

图9d示出了根据本文提供的一个或更多个实施方式的图9a-9c的可膨胀密封构件的端视图。

图9e示出了根据本文提供的一个或更多个实施方式的示出在一个方向上优先收缩图的图9a至图9d的可膨胀密封构件的端视图。

图10示出了根据本文提供的一个或更多个实施方式的用于密封芯线圈组件的方法的流程图。

具体实施方式

如上所述，可以在地下和/或在可能使变压器暴露于水、湿度、污染物等的其他环境中使用可浸没干式变压器。这种变压器通常被连接以输送多相电力，例如2相或3相电力。通常的三相构造包括例如三角形和y字形连接的变压器组件。

根据本文描述的一个或更多个实施方式，提供了可浸没干式变压器、芯线圈组件以及对芯线圈组件进行密封的方法，从而提供改进的制造时间。在现有技术中，使用泡沫条元件在线圈组件的低压内线圈和高压外线圈的外部分与芯窗之间，以及也在低压内线圈与高压外线圈之间进行密封。这些泡沫条在安装期间被压缩，例如在泡沫条就位的情况下，将低压内线圈插入在芯柱上。当然，为了保持适当的密封，泡沫条的厚度比其密封的间隙略厚。这样，在芯线圈组件的组装方法期间，低电压内线圈在芯柱上的插入可能是相当困难的，并且可能花费相对大的力来完成。此外，可能难以在泡沫条元件组装期间使泡沫条元件保持就位，即，泡沫条元件倾向于沿低电压内线圈滑动。同样地，低压内线圈与高压外线圈之间的密封可以具有相同的问题：即在低压内线圈上插入高压外线圈需要较大的力以及在保持密封的情况下适当地定位的问题。在密封线圈组件上方和下方的芯窗时会遇到类似的问题。

因此，根据本公开内容的一个或更多个实施方式，提供了能够提高芯线圈组件和密封元件的组装简易性和/或芯窗的密封有效性的方法和设备。

在一些实施方式中，提供了一种干式变压器的芯线圈组件。在一些实施方式中，芯线圈组件包括可膨胀密封构件，该可膨胀密封构件包括可填充的或可抽空的或即可填充又可抽空的内腔。可填充或可抽空的密封构件密封芯窗，并且具体地，在芯柱的一个或更多个侧表面与低压内线圈的内侧表面之间、在低压内线圈的外表面与高压外线圈的内表面之间、以及在该线圈组件的顶部和底部与芯窗的内表面之间进行密封。

包括可填充或可抽空的内腔的可膨胀密封构件被构造成使得其可以具有小于其最初将填充的间隙的尺寸，并且然后可以膨胀以填充被密封的部件之间的间隙尺寸。在一些实施方式中，可膨胀密封构件的腔填充有材料(例如，压力下的硅树脂)以使该可膨胀密封构件膨胀以填充间隙。一旦填充，填充材料可以就位固化。在其他实施方式中，可以向可膨胀密封构件的腔施加真空，以使可膨胀密封构件的至少一些部分收缩/弯曲，从而产生小于间隙的尺寸。然后可以释放真空以允许可膨胀密封构件密封间隙。这之后还可以任选地用合适的材料填充腔。由于可膨胀密封构件的尺寸小于间隙的尺寸，所以不需要抵靠密封构件的力来组装各种单元(低压内线圈至芯柱、高压外线圈至低压内线圈以及线圈组件至芯窗)。可膨胀密封构件可以在组装方法过程中容易地定位并且精确定位。

此处参照本文中图1-图10描述了包括腔的可膨胀密封构件、密封设备、芯线圈组件以及包括可膨胀密封构件的干式变压器的这些和其他实施方式。

图1是根据本文提供的实施方式的干式变压器100的正视平面图。所示的干式变压器100是三相变压器，但是在其他实施方式中，可以使用具有不同数量的相的变压器(例如，单相或两相)。本文中使用的干式变压器是指包括以下高压线圈和低压线圈的变压器，所述高压线圈和低压线圈不浸没在包含在外壳内的油浴中。这种干式变压器100具有显著的优点，因为它们不利用可能逸出外壳并且造成污染或在极端事件期间可能点火的油。此外，线圈直接暴露于环境，使得可以通过空气或水的冷却(当浸没时)来运行冷却器。

作为示例，干式变压器100可以包括安装在上框架部分104u与下框架部分104l之间的芯组件102。可以提供绝缘片(未示出)以将芯组件102的前侧和后侧与上框架104u和下框架104l相应的前部和后部绝缘。芯组件102可以由磁性材料的多个叠片构成。示例磁性材料包括可透磁材料例如铁、钢、非晶钢或其他非晶透磁金属、硅钢合金、羰基铁、铁氧体陶瓷，并且更具体地，一种或多种上述材料的层压层等。在一些实施方式中，可以使用具有高钴含量的层压铁磁金属材料。可以使用其他合适的磁体金属和可透磁材料。

如图1和图3a至图3c所示，芯组件102可以包括多个互连件，这些互连件可以包括一个或更多个芯柱并且在所描绘的实施方式中包括竖直芯柱102l、102c和102r。竖直芯柱102l、102c和102r可以与顶部和底部芯腿102t、102b组装以形成芯组件102。构造可以包括芯组件102的各个部件之间的阶梯搭接。例如，芯组件102的构造可以如us4,200,854或us8,212,645中所示。可以使用芯组件102的其他搭接构造或者甚至缠绕的芯构造。在组装、栓固在一起以及涂漆时，如图所示芯组件102可以包括两个芯窗102w。

每个芯窗102w包括侧表面102s并且由该侧表面限定。在所描绘的实施方式中示出了两个芯窗102w。然而，应当认识到，这里所描述的方法和设备适用于仅具有一个芯窗并且包括两个芯柱的芯组件，其中，一个或两个线圈组件设置在其相应的芯柱上。此外，在所描绘的实施方式中，芯柱102l、102c、102r被示出为竖直定向的。然而，其他定向也是可能的。

在一些实施方式中，在干式变压器100内，每个芯柱102l、102c和102r可以由线圈组件(即线圈组件106、108、110)包围。图2a示出了示例芯组件。

图2a示出了示例线圈组件106的立体图。在此通过举例示出和描述了线圈组件106，并且线圈组件108、110可以与线圈组件106相同或基本上相同。如图2b至图2c最佳示出的，线圈组件106包括低压内线圈112和高压外线圈114，高压外线圈114在与低压内线圈112一起安装时，可以是同心的。低压内线圈112可以与芯组件102电隔离并且还与高压外线圈114电隔离。例如，低压内线圈112可以由诸如模制树脂的绝缘材料包围。同样，高压外线圈114也可以由诸如模制树脂的绝缘材料包围。示例绝缘材料可以包括任何合适的固体绝缘，例如环氧树脂、聚氨酯、聚酯、硅酮等。

再次参考图1a并且还参考图3a至图3b，线圈组件106、108、110和芯组件102可以由可膨胀密封构件116a-116n分开，其中各可膨胀密封构件中的至少一些，优选地全部包括腔。在题为“submersibledrytransformer”的us8,614,614中描述了现有技术的泡沫密封片，该专利申请us8,614,614的公开内容在此出于所有目的以引用方式并入本文。可膨胀密封构件116a-116n可以是包括腔440的任何合适的符合要求的绝缘材料，并且共同操作以密封芯组件102的芯窗102w的未被占用的平面，以防止在浸没时形成水回路。

在图3b至图3c中，可膨胀密封构件116c-116d、116g-116n示出为沿着窗102w的中心平面115对准。其他可膨胀密封元件116a-116b和116e-116f可以沿着同一中心平面115对准。这样的平面对准的可膨胀密封构件116a-116n防止(类似电短路那样作用的)水回路的形成。如图所示，可膨胀密封构件116h、116i、1161和116m被包括在低压内线圈112与高压外线圈114之间。可膨胀密封构件116g、116j、116k和116n被包括在低压内线圈112与芯柱102l、102c、102r的侧表面之间并且沿中心平面115对准。可膨胀密封构件116c和116d被包括在高压外线圈114之间并且可以沿中心平面115对准。同样地，可膨胀密封元件116a-116b和116e-116f被包括在芯窗120w的上表面和下表面与侧表面102s之间并且可以沿中心平面115对准。

因此，在一个实施方式中，提供了一种芯线圈组件200，该芯线圈组件200包括芯柱(例如，芯柱102l、102c、102r中的任一个)以及第一线圈(例如，内线圈212中的任一个)，该第一线圈容纳在相应的芯柱(例如，芯柱102l，102c，102r中的任一个)周围并且在它们之间形成间隙。芯线圈组件200还包括包含腔440的可膨胀密封构件(例如，可膨胀密封构件116g、116j、116k、116n中的任一个)，从而密封相应的芯柱与相应的第一线圈之间的间隙。

芯线圈组件200还可以包括围绕第一线圈(例如，内线圈212)并且在第一线圈与第二线圈之间提供另一间隙的第二线圈(例如，外线圈214)，以及包括腔440的另一可膨胀密封构件(例如，可膨胀密封构件116h、116i、1161、116m中的一个)，从而密封第一线圈与第二线圈之间的间隙。

在另一实施方式中，提供了芯线圈组件200(参照图3a至图3c)，该芯线圈组件200构造有线圈组件的密封端。该芯线圈组件200包括可透磁材料的芯组件102和线圈组件(例如，线圈组件106、108、110)，芯组件102具有带有内侧表面102s的一个或更多个芯窗102w，线圈组件在至少一个芯窗102w中，并且优选地在所有芯窗中，线圈组件包括端表面(例如，端表面244、246、248、250)。芯线圈组件200还包括设置在芯窗102w的内侧表面102s与线圈组件的端表面244、246、248、250之间的可膨胀密封构件(例如，可膨胀密封构件116a、116b、116e、116f)，该可膨胀密封构件包括内腔。

现在参照图1和图2a至图2b，变压器100的线圈组件106、108、110中的每一个可以设置有高压端子118，该高压端子118可以定位在相应的线圈组件106、108、110的顶前方。低压内线圈212(图2b)的低压端子219可以设置在线圈组件106、108、110的背侧上。例如，如图2a最佳示出的，高压端子118可以位于线圈壳体226的柱状前延伸部226e的顶前方，该线圈壳体226包括围绕相应的高压外线圈214的绝缘。低压端子219可以位于低压内线圈212的后部。然而，高压端子118和低压端子219可以位于其他位置。高压端子118向相应的线圈组件106、108、110的高压外线圈214提供电力连接。可以提供连接器(未示出，例如密封插接连接器)，以利于高压端子118到电缆(未示出)的密封连接。可以使用低压端子219进行y形连接(未示出)等。其他合适的密封电连接也是可能的。

如图1和图2a至图2c中最佳示出的，变压器100还可以包括线圈组件106、108、110的相应的高压外线圈114之间的三角形连接120a、120b和120c。例如，三角形连接120a，120b，120c可以包括屏蔽电缆。如图所示，可以将三角形连接120a、120b、120c中的每一个连接到线圈组件106、108、110中的每一个的高压外线圈114的上三角形端子122和下三角形端子124。电连接可以是密封连接。上三角形端子122和下三角形端子124可以从线圈壳体226的柱状前延伸部226e水平延伸(如图所示)。例如，在一些实施方式中，上三角形端子122和下三角形端子124可以从柱状前延伸部226e的正面226f向外延伸。

线圈组件106，108，110中的每一个的高压外线圈114可以包括接地端子128。例如，接地导体129(例如编织电缆)可以连接在高压外线圈114的相应的接地端子128与下框架104l之间。公共接地带130可附接至下框架104l且可提供接地。各线圈组件106、108、110中的每一个可以包括分接开关组件132。分接开关组件132允许对跨相应线圈组件106、108、110的电压进行调整，通常通过重新定位可移动桥元件调整大约额定电压值的+/-电压。

在先前提到的us8,614,614和us9,355,772中描述了关于根据本文提供的一个或更多个实施方式的可以使用的可浸没干式变压器100的常规构造的额外细节，专利申请us8,614,614和us9,355,772的全部内容在此出于所有目的通过引用并入本文。

根据本公开内容的广义实施方式，提供了一种干式变压器的芯线圈组件(例如，芯线圈组件106)。芯线圈组件108和110可以相同或基本上相同。芯线圈组件106具有：内线圈(例如，低压内线圈212)，内线圈具有内表面232和外表面234；以及外线圈214，外线圈214具有内表面236和外表面238。如还将在本文中进一步描述的，这些表面232、234、236、238中的每一个在待密封的位置处可以是圆柱形的。

芯线圈组件106还包括芯组件102，芯组件102包括由可透磁材料制成的芯柱102l和芯窗102w。芯柱102l和芯窗102w具有侧表面102s。侧表面102s限定了芯窗102w的内周边。

芯线圈组件106还包括可膨胀密封构件116a、116e、116g和116h，并且在存在多于一个线圈组件(例如，线圈组件106、108)时可以包括116c，其中，每个可膨胀密封构件116a、116e、116g、116h和116c包括可填充或可抽空的内腔440。图4a和图4b示出了可膨胀密封构件116g的第一代表示例。可膨胀密封构件116g可以由例如弹性体材料的符合要求的材料制成。合适的弹性体材料包括腈、碳氟化合物、乙丙二烯单体橡胶(epdm)、丁二烯橡胶、硅酮、氯丁橡胶、氟硅酮、氢化丁腈橡胶(hnbr)、热塑性弹性体(tpe)以及天然橡胶。可以使用其他合适的柔性材料。可膨胀密封构件116g可以被模制为任何合适的形状。例如，图4a和图4b中所示的可膨胀密封构件116g可以包括开口端441和封闭端442，并且可以是例如注射模制、转移模制或压缩模制的。可膨胀密封构件116g包括能够密封变压器组件100的部件之间的相应的间隙的合适的尺寸。

在可膨胀密封构件116g的情况下，待密封的间隙是芯柱102l与内线圈112之间的间隙，其中，该间隙沿着内线圈112的长度延伸。在构造成加压和膨胀的第一实施方式中，可膨胀密封构件116g包括厚度尺寸t，厚度尺寸t与在自由状态下最初要被密封的间隙的间隙尺寸相比略小。向腔440施加压力将使尺寸t膨胀并且因此膨胀以密封间隙。腔440的内部尺寸d和可膨胀密封构件116g的宽度w被选择成使得施加合适的压力可以引起尺寸t的膨胀。示出了矩形截面，但是也可以使用其他截面形状。例如，进行密封的表面中的一个或更多个可以被形成为非平面的，而是替代地可以通过沿着长度l包括圆柱形的弧形印章来致动。在一些实施方式中，侧壁可以是非平面的，以允许沿着芯窗102w的位置优先膨胀。腔440示出为圆形截面，然而，可以使用其他截面形状。

在图3b至图3c描绘的实施方式中，示出了芯线圈组件200。芯线圈组件200包括线圈组件(例如，106、108、110)，该线圈组件各自包括多个线圈(例如，内线圈112和外线圈114)，多个线圈中的每一个线圈具有外周表面(包括内线圈212的表面232、234、244和246，并且包括外线圈214的表面236、238、248和250)。芯线圈组件200还包括芯组件102(图3a)，芯组件102包括形成在其中的一个或更多个芯窗102w。芯窗102w可以包括全部由可透磁材料制成的两个芯柱(芯柱102l和芯柱102c限定了左芯窗102w的左侧和右侧，芯柱120c和102r限定了右芯窗102w的左侧和右侧)以及至少两个芯腿(例如，芯腿102t和102b限定了芯窗102w的顶侧和底侧)。芯窗102w包括限定其内周的内侧表面102s。

此外，芯线圈组件200包括可膨胀密封构件(例如，116a-116n)，每个可膨胀密封构件包括可填充或可抽空的内腔440，该可膨胀密封构件插入在芯窗102w内的多个线圈(例如，线圈212、214)的外周表面之间，以及芯窗102w的内侧表面102s与多个线圈(例如，线圈212、214)之间。

如图3b至图3c中最佳示出的，可以提供可膨胀密封构件116g并且在芯柱102l的内侧表面102s与内线圈112的内表面232之间密封。同样地，可以提供具有与可膨胀密封构件116g基本上相同构型的可膨胀密封构件116j和116k，以在芯窗102w的平面115中在芯柱102c的相应的侧表面102s与内线圈112的内表面232之间进行密封。可膨胀密封构件116n可以具有与可膨胀密封构件116g基本上相同的构型并且可以被提供以在芯窗102w的平面115中在芯柱102r的侧表面102s与内线圈112的内表面232之间进行密封。

类似地，可以具有与可膨胀密封构件116g基本上相同的构型的可膨胀密封构件116h、116i、1161和116m可以被提供，以在芯窗102w的平面115中在内线圈112的外表面234和外线圈114的内表面236之间密封。

在另一密封区域中，可以具有与可膨胀密封构件116g基本上相同的构型的可膨胀密封构件116c和可膨胀密封构件116d可以被提供，以在芯窗102w的平面115中在外线圈114的外表面238之间进行密封。

在内线圈112和外线圈114的上方和下方的附加密封区域中，可以提供可膨胀密封构件116a、116b和116e、116f，所述可膨胀密封构件116a、116b和116e、116f可以具有图4c至图4e所示的可膨胀密封构件116a的构型。可膨胀密封构件116a，116b，116e，116f被构造成在芯窗102w的平面115中在内线圈112的上表面244和下表面246以及外线圈114的上表面248和下表面250与形成芯窗102w的芯腿102t、102b的相应内侧表面102s之间进行密封。

在仅具有一个芯窗、由芯组件包围的初级芯柱、返回芯柱以及将初级芯柱和返回芯柱互连的顶部和底部芯腿的单相变压器的情况下，则密封另外的间隙。在单相变压器的情况中，密封芯窗平面内的所有以下间隙：1)内线圈212与外线圈214之间的间隙，2)内线圈112与初级芯柱之间的间隙，3)芯腿与线圈组件的顶部和底部之间的间隙，以及附加地4)外线圈214的外表面与返回柱的内侧表面之间的间隙。

可膨胀密封构件116a包括与先前描述的可膨胀密封构件116g相同的特征和构造中的一些。然而，在该实施方式中，在开口端441处的端口被消除并且被替换为封闭端442，并且在可膨胀密封构件116a的非密封侧上提供侧端口452。可膨胀密封构件116a的该实施方式可以是吹塑的。可以使用任何合适的可吹塑的符合要求的材料，例如tpe。在一些实施方式中，侧端口452可以从例如图4e中的可膨胀密封构件116a′的本体的非密封侧表面延伸，以允许容易地访问和连接。可选地，可膨胀密封构件116a可以通过以下操作来形成：挤压；并且然后切割至长度l；切割侧端口452；以及用密封剂或塞子填充相应的开口端441。

显然，两种类型的可膨胀密封构件116a、116g可采用具有长度l、宽度w和厚度t的可膨胀管的形式。该厚度t的模制尺寸或挤压尺寸可以被构造成小于待填充的间隙的间隙尺寸g。

图5a示出了包括待密封的芯线圈组件部件的密封组件500；芯线圈组件部件以间隔开的关系设置，限定尺寸g的间隙。待密封的芯线圈组件部件可以是所示的内线圈112和芯柱，例如芯组件102的芯柱102l。

此外，在一些实施方式中，待密封的芯线圈组件部件可以是间隔开以形成尺寸为g的间隙的内线圈112和外线圈114。在一些实施方式中，待密封的芯线圈组件部件可以是一个线圈组件108的外线圈114和另一线圈组件(例如，线圈组件106或110)的外线圈114，它们间隔开以形成尺寸为g的间隙。在另一实施方式中，待密封的芯线圈组件部件可以是内线圈112和外线圈114以及芯组件102，其中，内线圈112和外线圈114的顶表面244、248与顶表面244、248上方的顶部芯腿102t的侧表面102s间隔开，以形成尺寸为g的间隙。同样地，在另一实施方式中，待密封的芯线圈组件部件可以是芯组件102的内线圈112和外线圈114，其中，内线圈112和外线圈114的底表面246、250与在底表面246、250下方的芯组件102的底部芯腿102b的侧表面102s间隔开，以形成尺寸为g的间隙。

此外，密封组件500包括占据间隙的可膨胀密封构件116g，在所有实施方式中可膨胀密封构件116a包括内腔440。待填充的其他间隙由可膨胀的密封构件116a-116f和116h-116m填充。

另外，密封组件500可以包括膨胀器/收缩器设备554，该膨胀器/收缩器设备554包括端口连接器555，端口连接器555例如通过密封至端口而连接至腔440。端口连接器555可以是任何合适尺寸和形状的短节，以实现密封连接。例如，端口连接器555的外部形状可以包括其上的锥形锥度或其他合适的形状，使得强力插入端口中使在端口连接器555的外部周围的端口密封。可选地，膨胀器/收缩器设备554可以包括阀557和快速断开联接器558，使得泵556可以被移除并且与另一可膨胀的密封构件一起用于密封另一间隙。

密封组件500可以包括用于实现可膨胀密封构件的膨胀的可选部件。在一些实施方式中，提供了正压泵556(图5a)。在其他实施方式中，提供了真空泵660(参见图6a至图6b)。参照5a至图5c，正压泵556被构造成通过施加正压将填充材料562从填充材料供应设备564泵送到腔440中。填充材料供应设备564通过阀557与端口连接器555互连。

来自正压泵556的该正压操作，以将具有未膨胀(模制的)尺寸t1的厚度的可膨胀密封构件116g膨胀和弯曲至尺寸g的间隙中，并且从而密封该间隙，如图5b所示。然后，填充材料562可以被固化成合适的固体或半固体材料。例如，填充材料562可以是在压力下固化时保持对在被密封的芯线圈组件的表面的密封力的任何材料。例如，填充材料562可以是可固化的聚合物，例如可固化的硅树脂材料。例如，填充材料562可以是室温可固化的两部分硅树脂，例如可从德国慕尼黑的瓦克化学股份有限公司获得的rt等。在固化之后，可以移除端口连接器555，并且得到密封的芯线圈组件500s。

在另一种情况下，密封组件600、700可以包括真空泵660，如图6和图7a至图7g所示。真空泵660被构造成抽空和收缩可膨胀密封构件116g′的腔440，然后释放真空并且使可膨胀密封构件116g′膨胀到尺寸g的间隙中。因此，在该实施方式中，可膨胀密封构件116g′的初始(模制的)的尺寸t最初形成为大于间隙尺寸g。抽空将厚度t减小至小于尺寸g的值t1，使得可膨胀密封构件116g′可以容易地插入间隙中并且在其中调整位置。一旦适当地定位在芯窗102w的平面中，真空可以被释放，并且由于其固有的存储能量而使可膨胀密封构件116g′可以弯曲和膨胀，并且被密封至尺寸g的间隙。

如在图6中可以看到的，密封组件600可以包括膨胀器/收缩器设备654，该膨胀器/收缩器设备654包括被构造成抽空和收缩可膨胀密封构件116g'的腔440的真空泵660、阀657和端口连接器655。端口连接器655可以包括耦接至开口端的t形连接器。膨胀器/收缩器设备654还可以包括填充组件，该填充组件包括正压泵556、阀557和填充材料供应设备564。

在通过真空泵660的操作使腔440抽空并且将厚度t收缩至厚度t1时，阀657关闭。然后打开阀557并且操作正压泵556以提供填充材料(图6中未示出)以填充腔440，该腔440可以在压力下填充以允许更好的密封。快速断开联接器558可用于使真空泵660和正压泵556解耦，因此它们可用于在不同位置处的另一间隙填充操作。像之前一样，互连至端口连接器655的阀557、657二者都被构造成在填充材料流入腔440中之后处于关闭方位。然后填充材料可以就位固化。

图7示出了一个实施方式，其中，膨胀器/收缩器设备754包括端口连接器755、互连至真空泵660的一体阀757。在该实施方式中，在抽空膨胀器/收缩器设备754使得厚度t减小至小于间隙尺寸g的t1尺寸之后，可以去除/关闭真空，并且可膨胀密封构件116g′可以被允许膨胀以密封间隙。在例如图7b示出的一些实施方式中，可以通过使用快速断开联接器558来断开真空泵660。此后，可以打开阀757以使可膨胀密封构件116g′膨胀。

因此，很明显，根据一些实施方式，提供了密封组件(例如，密封组件500、600、700)。密封组件包括以限定间隙(例如，具有间隙尺寸g)的间隔关系设置的芯线圈组件部件(例如，一个或更多个线圈212、214和芯组件102)；占据间隙的可膨胀密封构件(例如，可膨胀密封构件116a-116n中的一个)，可膨胀密封构件包括腔440。密封组件(例如，密封组件500、600、700)还包括膨胀器/收缩器设备(例如，膨胀器/收缩器设备554、654、754)，该膨胀器/收缩器设备包括连接至腔440的端口连接器(例如，555、655、755)以及泵(例如，正压泵556)或真空设备(例如，真空泵660)二者之一：

泵被构造成将填充材料(例如，填充材料562)泵送至腔440中并且使可膨胀密封构件膨胀至间隙中，

真空设备被构造成将腔440抽空，此后释放真空以使可膨胀密封构件膨胀至间隙中。

如图7d中可见，在一些实施方式中，可膨胀密封构件116g′可以由在远离间隙的一般位置处的真空泵660抽空，阀757关闭并且快速断开联接器558断开，从而仅留下耦接的快速断开联接器558的一半558a。因此，可膨胀密封构件116g′现在是可移动的并且可以根据期望移动就位以密封间隙。

在一些实施方式中，腔440可以保持未填充。可选地，通过将填充工具759(例如，管)插入腔440并且从填充材料562的罐760填充，可以使腔440填充有填充材料562。填充工具759可以在填充开始时从腔440中撤出。在图7f中示出了填充和密封间隙的端部填充的可膨胀密封构件116g′。作为另一个选项，可膨胀密封构件116g′的端部可以插入有塞子762，塞子762包括符合要求的塞子构件或密封剂材料(例如硅树脂)的塞子。可以使用其他合适的插入技术。

针对可膨胀密封构件116a-116n和116g′，可以使用各种构造和制造方法。例如，可以使用除矩形之外的截面形状。

如图8a至图8d所示，示出了包括非矩形截面以及挤压和插入构型的可膨胀密封构件816的实施方式。可膨胀密封构件816可以用于竖直定向的可膨胀密封构件116a-116n和116g′中的任一个。如图所示，可膨胀密封构件816包括通过挤压符合要求的材料(例如，tpe)并且在其中安装端塞862而形成的挤压体816b。端塞862可以如上所述。可膨胀密封构件816包括凹陷侧，该凹陷侧允许可膨胀密封构件816在施加压力或真空时优先在厚度方向上膨胀和/或收缩。例如，在图8d中示出了收缩构造，其中，真空的施加使厚度收缩至小于t的t1尺寸。在一些实施方式中，端口连接器(例如，端口连接器755)可以包括细长构造而不是锥体以允许每个收缩。

如图9a至图9d所示，示出了包括非矩形截面和吹塑构型的可膨胀密封构件916的实施方式。可膨胀密封构件916可以用于竖直定向的可膨胀密封构件116a-116m和116g′中的任一个。如图所示，可膨胀密封构件916包括通过在模具中吹塑符合要求的材料(例如，tpe)以形成复合体916b及其中的端口而形成的吹塑体916b。其他截面形状也是可能的，但是较薄的侧壁允许优先的收缩方向，如图9e所示。

可以实现其他构型，其中，端口设置在可膨胀密封构件的非密封侧上。例如，可以在挤压体816b的非密封侧切割填充端口，并且另一端也可以被插入。在可膨胀密封构件916的替选中，例如图4c至图4e所示可以在一侧上吹塑端口。在一些实施方式中，可膨胀密封构件可以包括在这些密封端面上的密封剂，以帮助形成永久密封并且最小化可膨胀密封构件在间隙中的移动。可膨胀密封构件的其他合适的构型也是可能的，只要它们可以膨胀或收缩，或可以进行膨胀和收缩两者。

在广义方面，提供了一种芯线圈组件100。芯线圈组件100包括线圈组件，该线圈组件包括多个线圈(例如，可以是低压线圈的内线圈112和可以是高压外线圈的外线圈114)，多个线圈中的每一个具有外周表面(包括内表面、外表面、上表面和下表面)。芯线圈组件100还包括芯组件102，该芯组件102包括可透磁材料的至少一个芯柱和一个或更多个芯窗102w，芯窗102具有内侧表面。实际上，用于磁路的返回路径被使用，并且通常是另一芯柱。在所描述的实施方式中，包括三个芯柱(芯柱102l、102c、102r)。在单相变压器的情况中，仅两个芯柱可以被使用。

芯线圈组件100包括可膨胀密封构件(例如，与可膨胀的密封构件116a-116n和116g′类似)。各个可膨胀密封构件(例如，可膨胀密封构件116a-116n和116g′)中的至少一些，优选地每个可膨胀密封构件包括可填充或可抽空的腔440。可膨胀密封构件被插入在芯窗102w内的多个线圈的外周表面之间(例如，在内线圈112与外线圈114之间)，被插入在芯窗102w的内侧表面102s与多个线圈之间(例如，在内线圈112与外线圈114的端部与顶部和底部芯腿102t、102b之间)，以及被插入在内线圈112与芯柱(例如，芯柱102l、102c、102r)之间。

在一些实施方式中，提供了用于密封诸如干式变压器中的芯线圈组件200的部件之间的间隙的方法1000。方法1000包括，在1002中，提供具有芯窗(例如，芯窗102w以及在一些实施方式中，多个芯窗102w)的芯组件(例如，芯组件102)，并且在1004中，提供线圈组件(例如，线圈组件106、108和/或110)，线圈组件的一部分驻留在芯窗102w中。方法1000还包括在1006中在未被线圈组件占据的芯窗102w中的(尺寸为g的)间隙中提供包括内腔(例如，内腔440)的可膨胀密封构件(例如，实际上多个可膨胀密封构件116a-116n、116g′)。方法1000还包括，在1008中，增加内腔440的体积以使可膨胀密封构件的外部尺寸(t或t1)膨胀从而密封间隙。在一个实施方式中，通过在填充操作期间增加腔440中的压力来扩张尺寸(t)以填充尺寸g的间隙。在另一实施方式中，增加内腔440的体积以使可膨胀密封构件的外部尺寸(t1)膨胀包括：释放内腔440中的真空，从而使该尺寸膨胀以填充尺寸g的间隙。

虽然主要针对可浸没三相干式变压器来描述本公开内容，但将理解的是，所公开的可膨胀密封构件和组件也可以与其他类型的变压器(例如，单相变压器)或线圈组件一起使用。

前面的描述仅公开了示例实施方式。落入本公开内容范围内的上述设备、组件和方法的修改对于那些本领域的普通技术人员将是明显的。例如，尽管针对干式变压器示出了以上讨论的示例，但是可以针对其他设备实现根据本公开内容的其他实施方式。本公开内容并非旨在将本发明限于所公开的特定设备、组件和/或方法，相反，本发明旨在涵盖落入权利要求书的范围内的所有修改、等同物和替选方案。