CN110797180A - 一种配电变压器绝缘结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及变压器技术领域，具体地说，是一种配电变压器绝缘结构，可应用于城、农电网及工矿企业，针对配电变压器层式绕组结构，将高压绕组线匝按规律排列，内径侧数层端绝缘尺寸加大，增加高、低压绕组带电体间的爬电距离，高、低压间主绝缘距离可适当缩小，确保器身电气强度的同时，结构更紧凑、用材更少，产品性价比更高，包括低压绕组端绝缘体、高低压间主绝缘体和高压绕组端绝缘体，高压绕组端绝缘体设置成大小不等的两部分。
Description
技术领域
本发明涉及变压器技术领域，具体地说，是一种配电变压器绝缘结构，可应用于城、农电网及工矿企业。
背景技术
变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯（磁芯）。主要功能有：电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压（磁饱和变压器）等。按用途可以分为：电力变压器和特殊变压器（电炉变、整流变、工频试验变压器、调压器、矿用变、音频变压器、中频变压器、高频变压器、冲击变压器、仪用变压器、电子变压器、电抗器、互感器等）。
随着配电变压器能效等级的提升，高能效配电变压器全面推广。为提高配电变压器性价比，各生产厂家通常会采用新材料进行变压器设计，如铁心采用高牌号硅钢片、绕组层间绝缘采用高密度绝缘纸等等，力求降低材料成本，做到性价比最优。而在结构设计方面，一直沿用以往的S9型变压器器身结构，并没有太多的优化改进。高、低压绕组间主绝缘电气强度如按材料击穿电压考虑，裕度较大，可适当缩小。但因受端部爬电距离限制，单纯缩小主绝缘距离会导致高低压绕组端部带电部位爬电，器身电气强度降低，对产品性能造成影响。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明披露了一种配电变压器绝缘结构，针对配电变压器层式绕组结构，将高压绕组线匝按规律排列，内径侧数层端绝缘尺寸加大，增加高、低压绕组带电体间的爬电距离，高、低压间主绝缘距离可适当缩小，确保器身电气强度的同时，结构更紧凑、用材更少，产品性价比更高。
本发明采用的具体技术方案如下：一种配电变压器绝缘结构，包括低压绕组端绝缘体、高低压间主绝缘体和高压绕组端绝缘体，高压绕组端绝缘体设置成大小不等的两部分。
本发明的设计方案将高压层式绕组线匝按以下规律排列：设绕组总层数为N，正常层满匝匝数为W，内径侧n层排布不满匝W1， W1与W同为偶数或奇数，n的确定与导线厚度有关，
应确保H1-H2≥l+2h （1），
式（1）中l为n层线匝幅向尺寸，
l=［n*a+(n-1)*b］*δ （2），
式（2）中a为导线厚度，b为层间绝缘厚度， δ为绕组幅向绕制裕度。
第n+1层排布不满匝W2，W2=（W+W1）/2，避免线匝升层侧导线长度变化影响绕组整体强度，自n+2层起排布满匝W，最后1层排布剩余匝数。
因内径侧n层线匝为不满匝，轴向上、下端绝缘尺寸加大，H1＞H2。
高、低压绕组带电体间最小爬电距离有两条路径，第1条L1= h1 +A+ H1-2h，第2条L2= h1 +A +l+H2，因H1-H2≥l+2h，故L1>L2，只需确保L2≥ 27mm（适用于10kV电压等级）即可，而常规结构因内径侧绕组匝数为满匝匝数，爬电距离L= h1 +A+ H2-2h， L远小于L1、L2，因此在常规10kV绝缘结构中，主绝缘距离A一般选取5.5~6，按本方案改进后缩小至3.5～4，即可满足10kV配电变压器电气强度要求。按本方案布置高压绕组线匝，并适当缩小主绝缘距离，器身结构更紧凑，用材更少，产品性价比更高。
本发明的有益效果：本发明按规律进行线匝排布，不满匝层端绝缘尺寸加大，增大不同电位带电体间爬电距离，提高器身电气强度；高低压间主绝缘距离缩小，器身结构更紧凑、产品性价比更高。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是高压绕组线匝排布图。
图3是线匝排布示例图。
图中，1-低压绕组端绝缘体，2-高低压间主绝缘体，3-高压绕组端绝缘体。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。
实施例：如图1所示，一种配电变压器绝缘结构，包括低压绕组端绝缘体1、高低压间主绝缘体2和高压绕组端绝缘体3，高压绕组端绝缘体3设置成大小不等的两部分。
如图2和图3所示，设绕组总层数为N，正常层满匝匝数为W，内径侧n层排布不满匝W1， W1与W同为偶数或奇数，n的确定与导线厚度有关，
应确保H1-H2≥l+2h （1），
式（1）中l为n层线匝幅向尺寸，
l=［n*a+(n-1)*b］*δ （2），
式（2）中a为导线厚度，b为层间绝缘厚度， δ为绕组幅向绕制裕度。
第n+1层排布不满匝W2，W2=（W+W1）/2，避免线匝升层侧导线长度变化影响绕组整体强度，自n+2层起排布满匝W，最后1层排布剩余匝数。
因内径侧n层线匝为不满匝，轴向上、下端绝缘尺寸加大，H1＞H2。
高、低压绕组带电体间最小爬电距离有两条路径，第1条L1= h1 +A+ H1-2h，第2条L2= h1 +A +l+H2，因H1-H2≥l+2h，故L1>L2，只需确保L2≥ 27mm（适用于10kV电压等级）即可，而常规结构因内径侧绕组匝数为满匝匝数，爬电距离L= h1 +A+ H2-2h， L远小于L1、L2，因此在常规10kV绝缘结构中，主绝缘距离A一般选取5.5~6，按本方案改进后缩小至3.5～4，即可满足10kV配电变压器电气强度要求。按本方案布置高压绕组线匝，并适当缩小主绝缘距离，器身结构更紧凑，用材更少，产品性价比更高。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (3)
1.一种配电变压器绝缘结构，包括低压绕组端绝缘体、高低压间主绝缘体和高压绕组端绝缘体，其特征在于，所述高压绕组端绝缘体设置成大小不等的两部分。
2.根据权利要求1所述的配电变压器绝缘结构，其特征在于，设绕组总层数为N，正常层满匝匝数为W，内径侧n层排布不满匝W1， W1与W同为偶数或奇数，n的确定与导线厚度有关，设定高压绕组端靠近高低压间主绝缘体部分的[A1] 为H1，设定高压绕组端远离高低压间主绝缘体部分的[A2] 为H2，设定高压绕组端高出高低压间主绝缘体部分的高度为h，H1、[A3] 和h之间的关系满足下列公式：
H1-H2≥l+2h （1），
式（1）中l为n层线匝幅向尺寸，
l=［n * a+(n-1)*b］*δ （2），
式（2）中a为导线厚度，b为层间绝缘厚度，δ为绕组幅向绕制裕度。
3.根据权利要求2所述的配电变压器绝缘结构，其特征在于，第n+1层排布不满匝W2，W2=（W+W1）/2，自n+2层起排布满匝W，最后1层排布剩余匝数，因内径侧n层线匝为不满匝，轴向上、下端绝缘尺寸加大，H1＞H2。
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