绝缘厚度可变的高压线圈用导线和高压线圈的制作方法

1.本实用新型涉及变压器制造领域，具体涉及绝缘厚度可变的高压线圈用导线和高压线圈。


背景技术：

2.变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的转换装置，是电力系统变电部分的核心部件，主要由铁心以及围绕在铁心上的低压线圈和高压线圈构成。目前，大型变压器的高压线圈中，各线段承受的冲击电压梯度各不相同。为了保证绝缘强度，一般是在端部电压较高的线段采用厚绝缘的导线，其余电压较低的线段采用薄绝缘的导线；两种绝缘厚度的导线分开采购线盘，在线圈绕制时再将两种绝缘厚度的导线在过渡段焊接在一起(参见图1和图2)。这样就会存在以下问题：(1)两种规格的导线分别采购，每种导线需要预留一定的工艺长度，从而会产生材料的浪费；(2)在线圈绕制时，两种规格的导线之间需要相互焊接联接，容易出现焊接不牢固的质量隐患，降低了可靠性，尤其是导线并绕根数较多的时候，例如大型变压器导线采用换位导线(参见图3)时，导线内部根数众多，用焊接的方法很难行得通；(3)两种导线之间通过焊接连接，焊接工艺复杂，费时费力，影响了生产效率。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种绝缘厚度可变的高压线圈用导线，用以克服现有技术中存在的上述问题。本实用新型的绝缘厚度可变的高压线圈用导线将厚绝缘导线与薄绝缘导线连接整合在一起，在高压线圈绕制时，导线可以从头绕到尾，中间无需焊接，避免了焊接带来的质量隐患，提高了生产效率，而且减少了材料浪费，节约了制造成本。对应的，本实用新型还提供了一种采用上述绝缘厚度可变的高压线圈用导线绕制而成的高压线圈。
4.对于导线而言，本实用新型的技术方案为：绝缘厚度可变的高压线圈用导线，包括依次连接的厚绝缘导线、过渡绝缘导线和薄绝缘导线；所述厚绝缘导线包括第一金属线芯和包覆于第一金属线芯外的厚绝缘层；所述过渡绝缘导线包括第二金属线芯和包覆于第二金属线芯外的过渡绝缘层；所述薄绝缘导线包括第三金属线芯和包覆于第三金属线芯外的薄绝缘层；所述第一金属线芯、第二金属线芯和第三金属线芯一体成型；所述过渡绝缘层呈锥形，其小端与薄绝缘层的厚度相同并连为一体，大端与厚绝缘层的厚度相同并连为一体。
5.与现有技术相比，本实用新型的绝缘厚度可变的高压线圈用导线通过将厚绝缘导线与薄绝缘导线连接整合在一起，在高压线圈绕制时，导线可以从头绕到尾，中间无需焊接，避免了焊接带来的质量隐患，保障了产品质量，增强了可靠性；而且只采用一种导线绕制，绕制工艺简洁，提高了线圈绕制效率，减少了绕制时间；此外，薄绝缘层与厚绝缘层通过锥形的过渡绝缘层连接，从而使得线圈绕制时，绝缘层可以从低压冲击梯度区域向高压冲击梯度区域可靠过渡，提高了材料的利用率，减少了材料浪费，节约了制造成本。
6.作为优化，前述的绝缘厚度可变的高压线圈用导线中，所述第一金属线芯、第二金属线芯和第三金属线芯为换位线芯，所述换位线芯由多根漆包扁线组成。将换位线芯应用
于变压器高压线圈中时，可以大幅降低负载损耗，降低线圈的热点温升，提升线圈的机械强度，使得高压线圈的结构更加紧凑，而且线圈绕制时减少了人工换位，绕制工艺更加简洁，缩短了高压线圈的加工时间。进一步的，所述漆包扁线可以为铜线或铝线。铜线和铝线均具有较好的导电性。进一步的，所述漆包扁线可以为铜线。相比于铝线，铜线具有电阻率低、强度高、能耗低、电压损失低等优点。
7.作为优化，前述的绝缘厚度可变的高压线圈用导线中，所述厚绝缘层、过渡绝缘层和薄绝缘层均采用绝缘纸制作而成。绝缘纸是电绝缘用纸的总称，具有良好的绝缘性能和机械强度。
8.作为优化，前述的绝缘厚度可变的高压线圈用导线中，所述厚绝缘层的厚度h1为0.825mm，所述薄绝缘层的厚度h2为0.675mm。此时，可以满足高压线圈不同电压冲击梯度的绝缘需求。
9.对于高压线圈而言，本实用新型的技术方案为：高压线圈，它由导线绕制而成；所述导线包括依次连接的厚绝缘导线、过渡绝缘导线和薄绝缘导线；所述厚绝缘导线包括第一金属线芯和包覆于第一金属线芯外的厚绝缘层；所述过渡绝缘导线包括第二金属线芯和包覆于第二金属线芯外的过渡绝缘层；所述薄绝缘导线包括第三金属线芯和包覆于第三金属线芯外的薄绝缘层；所述第一金属线芯、第二金属线芯和第三金属线芯一体成型；所述过渡绝缘层呈锥形，其小端与薄绝缘层的厚度相同并连为一体，大端与厚绝缘层的厚度相同并连为一体。
10.与现有技术相比，本实用新型的高压线圈只采用一种导线绕制，绕制工艺简洁，提高了线圈绕制效率，减少了绕制时间；该导线将厚绝缘导线与薄绝缘导线连接整合在一起，在高压线圈绕制时，导线可以从头绕到尾，中间无需焊接，避免了焊接带来的质量隐患，保障了产品质量，增强了可靠性；而且导线的薄绝缘层与厚绝缘层通过锥形的过渡绝缘层连接，从而使得线圈绕制时，绝缘层可以从低压冲击梯度区域向高压冲击梯度区域可靠过渡，提高了材料的利用率，减少了材料浪费，节约了制造成本。
11.作为优化，前述的高压线圈中，所述第一金属线芯、第二金属线芯和第三金属线芯为换位线芯，所述换位线芯由多根漆包扁线组成；所述漆包扁线为铜线或铝线；所述厚绝缘层、过渡绝缘层和薄绝缘层均采用绝缘纸制作而成；所述厚绝缘层的厚度h1为0.825mm，所述薄绝缘层的厚度h2为0.675mm。
附图说明
12.图1是现有技术中的高压线圈的线段排列图；
13.图2是图1中的两种绝缘导线在过渡段焊接连接的示意图；
14.图3是换位导线的截面图；
15.图4是本实用新型的高压线圈的线段排列图；
16.图5是本实用新型的绝缘厚度可变的高压线圈用导线的示意图；
17.图6是本实用新型中的厚绝缘导线的截面图；
18.图7是本实用新型中的薄绝缘导线的截面图。
19.附图中的标记为：1-厚绝缘导线，101-第一金属线芯，102-厚绝缘层；2-过渡绝缘导线，201-第二金属线芯，202-过渡绝缘层；3-薄绝缘导线，301-第三金属线芯，302-薄绝缘
层。
具体实施方式
20.下面结合附图和实施例对本技术作进一步的说明，但并不作为对本技术限制的依据。
21.参见图5至图7，本实用新型的绝缘厚度可变的高压线圈用导线，包括依次连接的厚绝缘导线1、过渡绝缘导线2和薄绝缘导线3；所述厚绝缘导线1包括第一金属线芯101和包覆于第一金属线芯101外的厚绝缘层102；所述过渡绝缘导线2包括第二金属线芯201和包覆于第二金属线芯201外的过渡绝缘层202；所述薄绝缘导线3包括第三金属线芯301和包覆于第三金属线芯301外的薄绝缘层302；所述第一金属线芯101、第二金属线芯201和第三金属线芯301为同一根金属线芯；所述过渡绝缘层202呈锥形，其小端与薄绝缘层302的厚度相同并与薄绝缘层302连为一体，大端与厚绝缘层102的厚度相同并与厚绝缘层102连为一体。
22.在大型变压器的高压线圈中，各线段承受的冲击电压梯度不同，可分为低压冲击梯度区域和高压冲击梯度区域，在高压冲击梯度区域处采用厚绝缘层102，在低压冲击梯度区域处采用薄绝缘层302；低压冲击梯度区域和高压冲击梯度区域之间有电压提升的过渡部分，该部分采用薄绝缘层302有安全隐患，采用厚绝缘层102则浪费材料，通过锥形的过渡绝缘层202连接厚、薄绝缘层，使得两绝缘层可以平滑过渡，保证绝缘强度和产品质量。
23.实施例：
24.本实施例中，所述第一金属线芯101、第二金属线芯201和第三金属线芯301为换位线芯，所述换位线芯由一定根数的漆包扁线组合成宽面相互接触的两列，并按要求在两列漆包扁线的上面和下面沿窄面作同一转向的换位。将换位线芯应用于变压器高压线圈中时，可以大幅降低负载损耗，降低线圈的热点温升，提升线圈的机械强度，使得高压线圈的结构更加紧凑，而且线圈绕制时减少了人工换位，绕制工艺更加简洁，缩短了高压线圈的加工时间。进一步的，所述漆包扁线为铜线。铜线具有较好的导电性，而且其电阻率低、强度高、能耗低、电压损失低。
25.本实施例中，所述厚绝缘层102、过渡绝缘层202和薄绝缘层302均采用绝缘纸制作而成。绝缘纸是电绝缘用纸的总称，具有良好的绝缘性能和机械强度。
26.本实施例中，所述厚绝缘层102的厚度h1为0.825mm，所述薄绝缘层302的厚度h2为0.675mm。此时，可以满足高压线圈不同电压冲击梯度的绝缘需求。
27.作为本实施例的绝缘厚度可变的高压线圈用导线的一个具体应用：参见图4，高压线圈，它由导线绕制而成；所述导线为前述的本实用新型的绝缘厚度可变的高压线圈用导线。
28.导线设计时，先准确计算好厚绝缘导线1和薄绝缘导线3的长度，导线制作时，先在金属线芯外包厚绝缘层102，再包薄绝缘层302，在厚、薄绝缘层的过渡处做好清晰的标记。考虑到线圈绕制过程中产生的导线长度误差，本实用新型在高压线圈的厚绝缘线段与薄绝缘线段之间设计了一个过渡段(图4中的f段)，此段设计成不满段，可以根据导线的厚度增减绝缘纸垫条来调节辐向尺寸，一般为保证绝缘强度，过渡段以厚绝缘和薄绝缘各一半进行设计。
29.上述对本技术中涉及的实用新型的一般性描述和对其具体实施方式的描述不应
理解为是对该实用新型技术方案构成的限制。本领域所属技术人员根据本技术的公开，可以在不违背所涉及的实用新型构成要素的前提下，对上述一般性描述或/和具体实施方式(包括实施例)中的公开技术特征进行增加、减少或组合，形成属于本技术保护范围之内的其它的技术方案。