CN105097234B - 一种抗短路非晶合金油浸式变压器的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种抗短路非晶合金油浸式变压器的制备方法，变压器包括线圈及与该线圈相匹配的铁心，线圈由内而外依次包括骨架、内层绕组、主空道及外层绕组，骨架为带有一定厚度的绝缘支架，该绝缘由均匀涂覆有凝胶状态的环氧树脂的网格布压平或有涂环氧树脂胶的DMD在模具上缠绕形成，内层绕组自身的缝隙内及内层绕组与绝缘支架之间的缝隙内填充有环氧树脂。本发明的方法使内层绕组与骨架之间粘接紧密，具备了较高的机械强度及抗短路能力，提高了变压器的使用寿命；采用绝缘带将外层绕组与内层绕组捆绑为一个整体，当短路力来时内外短路力可相互抵消，增加了内外绕组整体的抗短路能力，降低了生产成本，提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及配电变压器技术领域，具体指一种抗短路非晶合金油浸式变压器的制备方法。
背景技术
非晶合金变压器因其空载损耗较普通硅钢片铁心变压器低60～80％而备受电力部门客户的欢迎，国网自2010年开始大面积推广应用非晶合金变压器，目前，非晶合金变压器在配电变压器中已基本实现了全面普及。然而，由于结构原因，非晶合金变压器的抗短路能力依然不能满足电网用户要求，特别是国网公司提出的坚强电网要求，非晶合金变压器在抗短路性能方面的缺陷逐渐突出。
目前，市场上常见的非晶合金变压器结构为圆筒式绕组结构，具有圆筒式绕组结构的变压器的短路力为内层绕组上表现在幅向力向内和轴向力向绕组中间，在外层绕组上表现为幅向力向外和轴向力向绕组两端，但是一般内绕组无骨架，绕组没有轴向压制和幅向抱紧，导致其抗短路能力较差，变压器短路时低压线圈向内变形，高压线圈轴向变形，进而造成变压器烧毁。
为了提高非晶合金变压器抗短路能力，一般厂家在制备内绕组时采用6～10mm厚的骨架，在外绕组上包覆玻璃纤维带，并对绕组浸漆处理，最后通过夹件对内外绕组压紧来提高变压器的抗短路能力，但是这样的制备方法成本较高、制作不便。
另外，申请公开号为CN103680862A的中国发明专利申请《一种非晶变压器矩形线绕绕组及其制造方法》(申请号：CN201310674485.8)披露了一种方法，其虽然外绕组采用了轴向拉紧，但是连接处没有涂胶，短路时容易崩开，且没有避开油道，容易影响变压器的散热功能；由于其导线间没有粘合，单靠几处轴向拉紧效果有限；同时，没有解决内绕组的抗短路问题。另如授权公告号为CN202454411U的中国实用新型专利《变压器线圈骨架结构》(申请号：CN201120542427.6)，虽然提供了内绕组的骨架，但是由于骨架是预制做好固化的，内绕组绕在上面不能和它粘连，且由于绕组一般都是短边单方向压制固化，造成长边方向的绕组是松散的，在受到短路力时绕组易变形，从而降低变压器的使用寿命。
因此，对于目前抗短路非晶合金油浸式变压器的结构及其制备方法，有待于做进一步的改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种抗短路非晶合金油浸式变压器的制备方法，该方法工艺简单、制备成本低且制备效率高，制备的变压器机械强度高、抗短路能力好且使用寿命长。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：
一种抗短路非晶合金油浸式变压器的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将凝胶状态的环氧树脂均匀涂覆在网格布上并压平整得到带有环氧树脂的柔性网格布或在DMD上预涂环氧树脂，将该柔性网格布或预涂环氧树脂的DMD在模具上包绕数层形成规定厚度的绝缘支架；
(2)在上述绝缘支架的外周绕制内层绕组，具体为：绕制一层第一导线层，然后在第一导线层外包覆一层第一绝缘纸层；如导线不是箔式的需在第一导线层、第一绝缘纸层间涂覆凝胶状态的第一环氧树脂层。重复上述步骤直至内层绕组达到设定规格；分别从内层绕组四个面的垂直方向向内挤压内层绕组，使内层绕组的四面分别与绝缘支架粘合为一体，挤压完毕后，在内层绕组自身的缝隙内及内层绕组与绝缘支架之间的缝隙内填充环氧树脂，接着移入烘房内加热环氧树脂固化；
(3)在上述内层绕组的外周绕制主空道，具体为：先绕制规定数量的点胶纸，然后绕制高度比所述点胶纸高度大50～120mm的皱纹纸，最后再绕制规定数量的点胶纸；
(4)在上述主空道的外周绕制外层绕组，具体为：绕制一层第二导线层，然后在第二导线层外涂覆一层凝胶状的第二环氧树脂层，再在该第二环氧树脂层外周依次包覆一层绝缘纸及一层点胶纸，接着在第二导线层的两端放置环氧树脂条封端，重复上述步骤直至外层绕组达到设定规格；从短边方向对外层绕组进行挤压至规定尺寸，然后移入烘房内加热至凝胶状的环氧树脂固化，固化完成后脱下模具；
(5)在线圈长边的两侧分别放置C形隔板，然后将非晶铁心插入相应的线圈内，然后将线圈及铁心装在上夹件与下夹件之间即可。
作为改进，步骤(4)中所述外层绕组绕制完成后，脱下模具，用绝缘带沿高度方向绕线圈的长边缠绕一层，然后装入模具，再进行挤压。采用该结构，预先将外层绕组及内层绕组捆绑为一个整体，可提高变压器的机械强度。
再改进，步骤(5)进行前，先用拉带沿高度方向绕线圈的短边缠绕至少一层，该拉带的两端长出于线圈底部，步骤(5)完成后，将拉带的两端系紧在下夹件的固定环上。这样的安装方法无需使用绝缘垫块，且不需要在装配时对线圈进一步压紧，简化了结构及制备工艺步骤，降低了成本，提高了效率。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的变压器中，内层绕组与绝缘支架能在挤压力下粘接为一个整体，挤压后内层绕组的各层之间以及内层绕组与绝缘支架之间往往会存在一定的缝隙，本发明在该缝隙内填充有环氧树脂，使内层绕组与绝缘支架之间粘接紧密，使变压器具备了较高的机械强度及抗短路能力，从而提高了变压器的使用寿命；
本发明的变压器在制备时，先在绝缘支架上缠绕了内层绕组，且内层绕组绕制完毕后，先进行四面压紧，然后在内层绕组自身的缝隙内及内层绕组与绝缘支架之间的缝隙内填充凝胶状环氧树脂并固化，这一步骤使内层绕组与骨架形成为一个坚固的整体，大大提高了内层绕组的抗短路能力；
绕制外层绕组时，每绕制一层导线，都在导线上涂覆一层凝胶状的环氧树脂，该凝胶状的环氧树脂固化后使外层绕组构成一个坚固的整体，具有较高的机械强度，且外层绕组绕制完毕后从短边方向进行压紧，从而大大提高了外层绕组的抗短路能力；
同时，本发明采用无碱玻璃纤维带将外层绕组与内层绕组捆绑为一个整体，这样当短路力来的时候内外短路力可相互抵消，从而大大增加了内外绕组整体的抗短路能力；
本发明的制备方法简单、装配方便，在一定程度上降低了生产成本，提高了生产效率。
附图说明
图1为本发明实施例的主视图；
图2为本发明实施例的俯视图；
图3为本发明实施例中线圈的结构示意图；
图4为本发明实施例中第一单元层的断面结构示意图；
图5为本发明实施例中第二单元层的断面结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1～5所示，本实施例的抗短路非晶合金油浸式变压器包括线圈1、铁心2、上夹件3、下夹件4及设于下夹件4上的固定环5。铁心2与线圈1相插配，本实施例的线圈1由内而外依次包括骨架11、内层绕组13、主空道14及外层绕组15，骨架11为带有一定厚度的绝缘支架，该绝缘支架由均匀涂覆有凝胶状态的环氧树脂的网格布或预涂环氧树脂的DMD压平后在模具上缠绕形成，本实施例中的绝缘支架厚2～6mm。内层绕组13与绝缘支架之间的缝隙内填充有环氧树脂。
在本实施例中，内层绕组13包括多个相互层叠的第一单元层130，如图4所示，该第一单元层130包括由内而外布置的第一导线层131、第一绝缘纸层133；如导线不是箔式的需在第一导线层外表涂覆凝胶状态第一环氧树脂层132，外层绕组15包括多个相互层叠的第二单元层150，如图5所示，该第二单元层150包括由内而外布置的第二导线层151、第二环氧树脂层152、第二绝缘纸层153及点胶纸层154，且第二导线层151的两端分别由环氧树脂条155封端。外层绕组15的外表面还包覆有无碱玻璃纤维带或涂覆了凝胶状环氧树脂的网格布。上述第一绝缘纸层133及第二绝缘纸层153均为DMD环氧预浸材料。
如图3所示，线圈1的长边上具有沿高度方向绕制的能将内层绕组13与外层绕组15紧固连接的第一无碱玻璃纤维带16，在内层绕组13、主空道14及外层绕组15均绕制完毕后，该第一无碱玻璃纤维带16将内层绕组13、主空道14及外层绕组15捆绑为一个整体，当短路力来的时候内外短路力可相互抵消，从而大大增加了内外绕组整体的抗短路能力。
如图1、2所示，线圈1及铁心2设于上夹件3与下夹件4之间，线圈1的短边上具有沿高度方向绕制的拉带6，该拉带6的下端与固定环5连接。拉带6的材料可以为无碱玻璃纤维带，当然也可以是其它高强度的绝缘材料，利用拉带6将线圈1固定在下夹件4上，无需像现有技术中一样在线圈1与下夹件4之间放置垫块，使变压器的制备步骤更加简单；且现有技术中放置垫块后线圈1与下夹件4之间仍会发生一定的晃动，而本实施例中拉带6与下夹件4采用拉紧式固定，装配完成后，线圈1在上下夹件之间固定牢固，具有较好的机械强度。
本实施例中抗短路非晶合金油浸式变压器的制备方法包括以下步骤：
(1)将凝胶状态的环氧树脂均匀涂覆在网格布上并压平整得到带有环氧树脂的柔性网格布，或在DMD上预涂环氧树脂，将上述柔性网格布或预涂环氧树脂的DMD在模具上缠绕包绕数层形成2～6mm厚的绝缘支架；
(2)在上述绝缘支架的外周绕制内层绕组13，具体为：绕制一层第一导线层131，然后在第一导线层131外周包覆一层第一绝缘纸层133，如果导线不是箔式，则先在第一导线层131外涂覆一层凝胶状的第一环氧树脂层132，再包覆一层第一绝缘纸层133，接着在该第一环氧树脂层132重复上述步骤直至内层绕组13达到设定规格；分别从内层绕组13四个面的垂直方向向内挤压内层绕组13，使内层绕组13的四面分别与绝缘支架11粘合为一体，挤压完毕后，在内层绕组13自身的缝隙内及内层绕组与绝缘支架之间的缝隙内填充环氧树脂，接着移入烘房内加热至环氧树脂固化；
(3)在上述内层绕组13的外周绕制主空道14，具体为：先绕制2～6张点胶纸，然后绕制1～3张高度比点胶纸高度大50～120mm的皱纹纸，最后再绕制2～6张点胶纸；
(4)在上述主空道14的外周绕制外层绕组15，具体为：绕制一层第二导线层151，然后在第二导线层151外涂覆一层凝胶状的第二环氧树脂层152，再在该第二环氧树脂层152外周依次包覆一层第一绝缘纸153及一层第一点胶纸154，接着在第二导线层151的两端放置环氧树脂条155封端，重复上述步骤直至外层绕组15达到设定规格；脱下模具，用第一无碱玻璃纤维带16沿高度方向绕线圈1的长边缠绕一层，然后装入模具，从短边方向对外层绕组进行挤压至规定尺寸，然后移入烘房内加热至凝胶状的环氧树脂固化，固化完成后脱下模具；
(5)用拉带6沿高度方向绕线圈1的短边缠绕至少一层，该拉带6的两端长出于线圈1底部，在线圈1长边的两侧分别放置C形隔板7，然后将非晶铁心2插入相应的线圈1内，露出于线圈1两端的铁心3用点胶纸包封，然后将线圈1及铁心3装在上夹件3与下夹件4之间，将拉带6的两端系紧在下夹件4的固定环5上即可。
上述制备方法中，所使用的凝胶状环氧树脂是指将环氧树脂、固化剂、促进剂、硅微粉按照重量比1:1:0.1:2～3混合并加热至75～85℃搅拌0.5～2h至充分混合均匀，再升温至85～130℃保温至没有流动性，这是常规的制作方法。
Claims (2)
1.一种抗短路非晶合金油浸式变压器的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将凝胶状态的环氧树脂均匀涂覆在网格布上并压平整得到带有环氧树脂的柔性网格布或在DMD上预涂环氧树脂，将上述柔性网格布或预涂环氧树脂的DMD在模具上缠绕形成规定厚度的绝缘支架；
(2)在上述绝缘支架的外周绕制内层绕组，具体为：绕制一层第一导线层，然后在第一导线层外周包覆一层第一绝缘纸层，如果导线不是箔式，则先在第一导线层外涂覆一层凝胶状的第一环氧树脂层，再包覆一层第一绝缘纸层，重复上述步骤直至内层绕组达到设定规格；分别从内层绕组四个面的垂直方向向内挤压内层绕组，使内层绕组的四面分别与绝缘支架粘合为一体，挤压完毕后，在内层绕组自身的缝隙内及内层绕组与绝缘支架之间的缝隙内填充环氧树脂，接着移入烘房内加热至环氧树脂固化；
(3)在上述内层绕组的外周绕制主空道，具体为：先绕制规定数量的点胶纸，然后绕制高度比所述点胶纸高度大50～120mm的皱纹纸，最后再绕制规定数量的点胶纸；
(4)在上述主空道的外周绕制外层绕组，具体为：绕制一层第二导线层，然后在第二导线层外涂覆一层凝胶状的第二环氧树脂层，再在该第二环氧树脂层外周依次包覆一层绝缘纸及一层点胶纸，接着在第二导线层的两端放置环氧树脂条封端，重复上述步骤直至外层绕组达到设定规格；从短边方向对外层绕组进行挤压至规定尺寸，然后移入烘房内加热至凝胶状的环氧树脂固化，固化完成后脱下模具；
(5)先用拉带沿高度方向绕线圈的短边缠绕至少一层，该拉带的两端长出于线圈底部，步骤(5)完成后，将拉带的两端系紧在下夹件的固定环上；在线圈长边的两侧分别放置C形隔板，然后将非晶铁心插入相应的线圈内，然后将线圈及铁心装在上夹件与下夹件之间即可。
2.根据权利要求1所述的抗短路非晶合金油浸式变压器的制备方法，其特征在于：步骤(4)中所述外层绕组绕制完成后，脱下模具，用绝缘带沿高度方向绕线圈的长边缠绕一层，然后装入模具，再进行挤压。
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