包含绝缘材料的电力变压器和制造这种变压器的方法技术

本发明专利技术涉及一种包含绝缘材料的电力变压器和制造这种变压器的方法。该电力变压器(10)包括：磁芯(16)；围绕所述磁芯(16)缠绕并在其输入端接收输入交流电的第一线圈绕组(18)；围绕所述磁芯(16)缠绕并在其输出端提供输出交流电的第二线圈绕组(20)；在所述第一线圈绕组(18)和所述第二线圈绕组(20)之间限定的容纳空间(22)；以及在所述容纳空间(22)的内部浇铸的绝缘材料(30)，以使所述第一线圈绕组(18)与所述第二线圈绕组(20)电绝缘，所述绝缘材料(30)包括多个氧化铝颗粒。其特征在于，所述绝缘材料(30)包括含有多个氧化铝颗粒的硅基弹性体。

A power transformer containing an insulating material and a method for making such a transformer

The invention relates to a power transformer containing an insulating material and a method for the manufacture of such a transformer. The power transformer (10) includes a core (16); (16) around the core and winding at its input end receives the input alternating current (18); the first coil winding around the core (16) and second winding coil winding AC output at the output (20); in the the first coil winding (18) and the second coil windings (20) defined between the receiving space (22); and in the receiving space (22) of the internal insulation material casting (30), in order to make the first coil winding (18) and the second coil windings (20) electrical insulation, the insulating material (30) includes a plurality of alumina particles. It is characterized in that the insulating material (30) comprises a silicon based elastomer containing a plurality of alumina particles.

【技术实现步骤摘要】
包含绝缘材料的电力变压器和制造这种变压器的方法
本专利技术涉及如下类型的电力变压器，该类型的电力变压器包括：磁芯；第一线圈绕组，所述第一线圈绕组围绕所述磁芯缠绕并在所述第一线圈绕组的输入端接收输入交流电；第二线圈绕组，所述第二线圈绕组围绕所述磁芯缠绕并在所述第二线圈绕组的输出端提供输出交流电；在所述第一线圈绕组和所述第二线圈绕组之间限定的容纳空间；在所述容纳空间的内部浇铸的绝缘材料，以使所述第一线圈绕组和所述第二线圈绕组电绝缘，所述绝缘材料包括多个氧化铝颗粒。本专利技术还涉及用于制造这种变压器的制造方法。
技术介绍
在下面的描述中，术语“初级绕组”用于指代所述第一线圈绕组，以及术语“次级绕组”指代所述第二线圈绕组。上述提到的变压器已经是已知的。这种变压器在室内环境中经常用作干式变压器用于配电或供电。在这种类型的变压器中，绝缘材料是特别地包含氧化铝颗粒的环氧树脂。这种绝缘材料特别能够在变压器的初级绕组和次级绕组之间产生有效的介电绝缘。由于该绝缘材料优秀的耐火性，该绝缘材料还能另外提供更好的防止变压器发生火灾风险的保护。该绝缘材料还使得变压器得到有效的保护，防止工业环境中的诸如灰尘或化学试剂的大气污染物的攻击。然而，当这种变压器在外部或室外环境中或在极端温度条件下使用时，这种变压器会受到比室内环境大得多的振动或膨胀现象的影响。这些现象在绕组和绝缘材料之间的界面处产生高的机械应力。从而，在绝缘材料中使用的环氧树脂在该界面处容易产生裂缝。这些裂缝对于变压器的正常运行是不利的，因为可能会出现电绝缘缺陷。此外，这种变压器的冷却效果不是最佳的，变压器与外部环境之间的热交换受到所采用的绝缘材料(在这种情况下是环氧树脂)的性质的限制。其结果是，变压器的外表面上可能出现局部热点，导致环氧树脂的劣化。
技术实现思路
本专利技术的目的是通过提供一种能够防止在绝缘材料中出现裂缝并增强与外部环境的热交换的电力变压器来克服这些缺点。为此，本专利技术的目的涉及一种上述类型的电力变压器，其特征在于，绝缘材料包括含有多个氧化铝颗粒的硅基弹性体。根据本专利技术的其他有利方面，所述电力变压器包括单独地或根据所有技术上可能的组合来考虑的以下特性特征中的一个或多个：所述硅基弹性体是树脂形式的硅树脂；所述硅树脂具有拉伸强度，所述拉伸强度优选地介于0.5N/mm2(牛顿/平方毫米)至5N/mm2之间，优选地基本上等于2N/mm2；所述多个氧化铝颗粒呈现绝缘材料的体积分数和绝缘材料的质量分数，所述体积分数优选介于0.3至0.7之间，优选地基本上等于0.5；所述质量分数优选地介于0.5至0.9之间，优选地基本上等于0.8；每个氧化铝颗粒具有优选地介于10μm和100μm之间的直径；所述磁芯以圆环的形式成型；所述第一线圈绕组中的输入交流电的电压优选地基本上等于25kV；所述第二线圈绕组中的输出交流电的电压优选地介于3kV至5kV之间，优选地等于3.6kV；所述第二线圈绕组围绕所述绝缘材料和所述第一线圈绕组缠绕；所述绝缘材料还围绕所述第二线圈绕组浇铸，形成能够使所述第二线圈绕组与变压器的外部电绝缘的涂层；所述变压器是用于铁路车辆的牵引变压器。本专利技术的目的还涉及一种用于制造电力变压器的制造方法，所述变压器包括：磁芯，在其输入端接收输入交流电的第一线圈绕组，在其输出端提供输出交流电的第二线圈绕组，在所述第一线圈绕组和第二线圈绕组之间限定的容纳空间，以及包含多个氧化铝颗粒和硅基弹性体的绝缘材料；所述方法包括以下步骤：围绕所述磁芯缠绕所述第一线圈绕组，以及在所述容纳空间的内部浇铸所述绝缘材料以使所述第一线圈绕组与所述第二线圈绕组电绝缘，其特征在于，所述方法包括以下步骤：固化所述容纳空间的内部的所述绝缘材料；以及围绕所述绝缘材料和所述第一线圈绕组缠绕所述第二线圈绕组。根据本专利技术的另一个有利的方面，所述方法包括：围绕所述第二线圈绕组浇铸所述绝缘材料，以及固化围绕所述第二线圈绕组的所述绝缘材料，围绕所述第二线圈绕组而固化的绝缘材料从而形成能够将所述第二线圈绕组与所述变压器的外部电绝缘的涂层。附图说明通过阅读下面的仅作为示例提供的描述并参考附图，本专利技术的这些特性特征和优点将变得明显，其中：图1是根据本专利技术的电力变压器的示意图；图2是图1所示的电力变压器的横截面示意图；图3是图1所示的电力变压器的透视图；以及图4是表示根据本专利技术的用于制造电力变压器的制造方法的流程图。具体实施方式图1表示电力变压器10，用于将输入单相交流电变换为输出单相交流电。在实施例的示例中，一方面，所述变压器10连接到提供输入单相交流电的电流转换器12上，另一方面，所述变压器10连接到接收输出单相交流电的电压转换器14上。在实施例的示例中，所述变压器10是用于铁路车辆的干式牵引变压器。所述变压器10显示电功率，所述电功率的值例如基本上等于290kVA。所述电流转换器12例如安装在所述铁路车辆的主体的下方，并且能够连接到悬链线15，传递电流并呈现其值例如等于25kV的高电压以及其值例如等于50Hz的频率。由所述转换器12提供的输入单相交流电的电压呈现例如基本上等于25kV的值。所述电压转换器14例如也安装在所述铁路车辆的主体的下方，并且能够连接到安装在所述铁路车辆中的电动机上。由所述变压器10输送的输出单相交流电呈现低电压，所述低电压的值例如介于3kV至5kV之间，通常为大约3.6kV。所述变压器10包括磁芯16，初级绕组18和磁耦合到所述初级绕组18的次级绕组20。所述初级绕组18连接到所述电流转换器12，并在输入端接收所述输入单相交流电。所述次级绕组20连接到所述电压转换器14，并在输出端提供所述输出单相交流电。在图2所示的实施例的示例中，所述磁芯16是一个拉长的圆环的形式。它不连接到任何电位，并且通常通过圆柱形圆环的堆叠形成，其中圆柱形圆环被覆盖有玻璃织物的厚度(分层)。通常利用磁性电工钢层压板的堆叠形成每个圆柱形圆环。所述磁芯16具有例如基本上等于30cm的高度，例如基本上等于10cm的内径以及例如基本上等于19cm的外径。众所周知地，所述初级绕组18由例如围绕所述磁芯16缠绕的绝缘铜线构成。通过变型，利用导电金属(例如铜)的条形成所述初级绕组18，所述条围绕所述磁芯16缠绕。所述次级绕组20通常由围绕所述初级绕组18一定距离处缠绕的绝缘铜线构成。通过变型，所述磁芯16连接到电接地。从而，所述初级绕组18然后围绕所述磁芯16一定距离处缠绕，并通过一层绝缘材料层30而与所述磁芯16分离。如图2所示，所述变压器10还包括由位于所述初级绕组18和所述次级绕组20之间的空间限定的容纳空间22。所述变压器10还包括绝缘材料30的第一层26和第二层28。所述第一层26由在所述容纳空间22的内部浇铸的绝缘材料30形成。换句话说，所述次级绕组20通过所述绝缘材料的第一层26而与所述初级绕组分离。在实施例的示例中，所述第一层26呈拉长的空心圆环的形式，该空心圆环具有优选地介于12mm和14mm之间的厚度，例如基本上等于13mm。所述次级绕组20有利地缠绕在所述绝缘材料的第一层26的外表面上。有利地，所述第二层28由完全围绕所述次级绕组20浇铸的绝缘材料30形成。换句话说，绝缘材料的第二层28形成能够使所述次级绕组20与所述变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种类型的电力变压器(10)，包括：磁芯(16)；第一线圈绕组(18)，所述第一线圈绕组(18)围绕所述磁芯(16)缠绕并在所述第一线圈绕组(18)的输入端接收输入交流电；第二线圈绕组(20)，所述第二线圈绕组(20)围绕所述磁芯(16)缠绕并在所述第二线圈绕组(20)的输出端提供输出交流电；在所述第一线圈绕组(18)和所述第二线圈绕组(20)之间限定的容纳空间(22)；在所述容纳空间(22)的内部浇铸的绝缘材料(30)，以使所述第一线圈绕组(18)与所述第二线圈绕组(20)电绝缘，所述绝缘材料(30)包括多个氧化铝颗粒；其特征在于，所述绝缘材料(30)包括含有多个氧化铝颗粒的硅基弹性体。

【技术特征摘要】
2016.07.22 FR 16570751.一种类型的电力变压器(10)，包括：磁芯(16)；第一线圈绕组(18)，所述第一线圈绕组(18)围绕所述磁芯(16)缠绕并在所述第一线圈绕组(18)的输入端接收输入交流电；第二线圈绕组(20)，所述第二线圈绕组(20)围绕所述磁芯(16)缠绕并在所述第二线圈绕组(20)的输出端提供输出交流电；在所述第一线圈绕组(18)和所述第二线圈绕组(20)之间限定的容纳空间(22)；在所述容纳空间(22)的内部浇铸的绝缘材料(30)，以使所述第一线圈绕组(18)与所述第二线圈绕组(20)电绝缘，所述绝缘材料(30)包括多个氧化铝颗粒；其特征在于，所述绝缘材料(30)包括含有多个氧化铝颗粒的硅基弹性体。2.根据权利要求1所述的电力变压器(10)，其中，所述硅基弹性体是树脂形式的硅树脂。3.根据权利要求2所述的电力变压器(10)，其中，所述硅树脂具有拉伸强度，所述拉伸强度优选地介于0.5N/mm2至5N/mm2之间，优选地基本上等于2N/mm2。4.根据权利要求1-3中任一项所述的电力变压器(10)，其中，所述多个氧化铝颗粒呈现绝缘材料的体积分数和绝缘材料的质量分数，所述体积分数优选地介于0.3至0.7之间，优选地基本上等于0.5；所述质量分数优选地介于0.5至0.9之间，优选地基本上等于0.8。5.根据前述任一权利要求所述的电力变压器(10)，其中，每个氧化铝颗粒具有优选地介于10μm至100μm之间的直径。6.根据前述任一权利要求所述的电力变压器(10)，其中，所述磁芯(16)以圆环的形式成型。7.根据前述任一权利要求所述的电力变压器(10)，其中，所述第一线圈绕组(18)的输入交流电的电压优选地基本上等于25kV。8.根据前述任一权利要求所述的电力变压器(10)，其中，所述第二线圈绕组...

【专利技术属性】
技术研发人员：瑟琳·里戈，伯特兰·昌查德，
申请(专利权)人：阿尔斯通运输科技公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR