树脂封装配电变压器线圈的DC电压/电流加热/凝胶/固化制造技术

公开了一种用于对环氧树脂绝缘系统进行干燥、凝胶和最终固化的内部加热方法，该环氧树脂绝缘系统是用于封装干式真空铸造配电变压器线圈的。本内部方法使用直流（ＤＣ）电源来控制并提供ＤＣ电流，以电阻性地加热变压器线圈，该变压器线圈是在真空下在模具中以液态树脂进行封装的。基于给定线圈的导体横截面面积以及它的环氧树脂数量来施加电流到该给定线圈，从而实现用于干燥、凝胶和最终固化的特定温度。对每一步骤，由ＤＣ电阻性地加热而控制的温度保持一个给定时间阶段。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于对以树脂封装的干式配电变压器线圈进行干燥、凝胶、以及固化的内部加热方法，并且更为特别的是，一种使用DC电压/电流来对使用填充了矿物的环氧树脂绝缘系统封装的真空铸造、干式配电变压器线圈进行加热、凝胶、和固化的方法。现有技术描述真空铸造变压器绕组的加热、凝胶和固化的常规处理是通过以强制送风对流烘箱(forced-air convection ovens)的方式来施加外部热量。在这种现有技术的处理中，热量从外到内地施加，这和凝胶从内到外的自然和最期望的处理相反。常规的烘箱不可能进行从内到外的加热。从外到内的加热有很多缺点。首先，温度梯度和湿度梯度相反，使得湿气很难并且很慢地从线圈/绝缘结构中传播出来。第二，从外到内的加热使得线圈在外部被凝胶，也和需要在内部首先收缩的所需的自然处理相反。这两个缺点和其它缺点使得该处理周期时间是从内到外加热的处理时间的两倍。这种现有技术的处理在一种减少周期时间的努力中得到检验，由此提高生产能力，以减少处理的能量需要。可能期望使用可变直流(DC)电源，通过内部电阻性的加热来快速干燥、凝胶并固化变压器环氧封装线圈。相比常规的烘箱和凝胶固化技术，本专利技术的处理使在凝胶和固化中的内部压力最小化。这个压力的减轻主要是因为相比常规的从外到内加热的烘箱来说，从内(导体电阻性的加热)到外地加热线圈。本专利技术的处理将很长的凝胶和固化时间减少了大约50-70％，并且减少了对昂贵的现有烘箱的需要。专利技术概述本专利技术的一个目的是提供一种用于对环氧树脂绝缘系统进行干燥、凝胶和最终固化的内部加热方法，该环氧树脂绝缘系统是用于封装干式真空铸造配电变压器线圈的。本专利技术涉及一种对变压器线圈进行绝缘的方法，并且包括下面的步骤将变压器线圈放入到模具中来生产线圈/模具装配件，以及施加DC电流到线圈来电阻性地加热线圈到预先确定的温度以及以预先确定的时间，以从线圈和线圈/模具装配件内部移除所有湿气。本方法进一步包括当处在真空下时施加DC电流到线圈/模具装配件来电阻性地加热线圈、以保持预先确定的温度并以液态环氧树脂填充模具来封装线圈的步骤。本方法进一步包括施加DC电流到线圈来以预先确定的时间把环氧封装的线圈电阻性地加热到预先确定的温度、以实现环氧凝胶的步骤。本方法进一步包括持续施加DC电流到线圈来电阻性地加热环氧封装的线圈到最终温度以及预先确定的时间、以实现对环氧封装线圈的最终固化、并且之后从模具中移除固化的环氧封装线圈的步骤。为了本专利技术的更详细公开和它的其它目的和优点，可以参考下面结合附图进行的说明。附图简要说明附图说明图1和2示出了在标准常规烘箱中进行的现有技术的常规凝胶/固化处理。图3和4示出了本专利技术的使用DC加热来从内到外加地热线圈。图5是示出了本专利技术的多个处理步骤的图表式的图。图6和7是简化的示意图，示出了用于使用DC电流来同时处理多个相同绕组的典型串联连接布置。图8是一简化的示意图，示出了用于使用DC电流来同时处理多个相同绕组的典型的并联连接布置。现有技术的描述参考图1和2，其中示出了用于干式环氧树脂封装的配电变压器线圈的常规凝胶/固化处理，其是在标准的常规烘箱中进行的。现有技术的处理包括将变压器线圈10放入模具12来生产线圈/模具装配件14，之后将线圈/模具装配件14与模制部分10和液态树脂16一起移进没有示出的标准凝胶/固化烘箱。烘箱温度配置(80到140℃)由没有示出的计算机控制装置控制。通常监控的温度是如图1所示的在顶部的温度(Ttop)和在底部的温度(Tbottom)，外部温度(Texterior)和导体温度(Tconductor)，以及如图2所示的在端部的温度(Tend)和在中心的温度(Tcentre)。在图1中，Tbottom≥Ttop，并且在图2中Tcentre≥Tend。模制部分或线圈10的温度在其中可以完成凝胶的大约六小时的时间阶段内保持恒定在大约100℃，并且之后在大约四个小时的时间阶段内温度逐渐上升，直到温度达到140℃。在140℃时固化周期开始，并且通常延长到六个小时的时间阶段。在这个常规处理中，因为热能来自烘箱，因此，如箭头所示，加热是从该部分的外部到内部而进行的。这不是一个良好的凝胶条件，因为外部首先凝胶；这样封闭或密封了在内部具有液态树脂的物体。未凝胶的树脂仍然膨胀并且产生气体，该气体现在是被堵住的；这样引起了潜在的内部空隙。为了克服或最小化内部空隙的风险，必须延长处理时间，并且很慢地进行。理论上应该从内部到外部、并且从底部到顶部来固化树脂。以这个方式，液态的树脂总是可用来因为化学收缩来填充空隙，和因为凝胶阶段中的气体产生来填充空隙。优选实施例的描述图3，4和5示出了本专利技术使用DC加热来从内到外地加热线圈的处理，如图3和4的大箭头所指示。如图3和4所示，将变压器线圈20放进模具22来生产线圈/模具装配件24。将DC电流施加到线圈20来电阻性地加热线圈到预先确定的温度和预先确定的时间，以从线圈和线圈/模具装配件24的内部移除所有湿气。在真空条件下施加DC电流到线圈/模具装配件24来电阻性地加热线圈20，以保持预先确定的温度，并以液态环氧树脂26填充模具22来封装线圈20。施加DC电流到线圈20来以预先确定的时间把环氧封装的线圈电阻性地加热到预先确定的温度，以实现环氧凝胶。DC电流流过导体使得导体温度增加到所选的级别；这样使得凝胶是从内到外而发生的。这消除了内部空隙的危险。持续施加DC电流到线圈20来以预先确定的时间把环氧封装的线圈电阻性地加热到最终温度，以实现用于环氧封装的线圈的最终固化温度，并且之后从模具中移除固化的环氧封装线圈。这个处理在环境温度和压力(室内条件)下完成的，并且不需要烘箱。在图3中，Tbottom＞Ttop并且Tinterior≥Tconductor＞Texterior。在图4中，Tcentre＞Tend。通过实例的方式，Tconductor＝110-120℃作为用于凝胶的大致温度范围，并且用于固化的温度高到大约140℃。总周期时间减少了50％或更多，并且减少了资本装备的投资。描述本专利技术的铸造生产处理的四个基本步骤包括干燥，封装，凝胶和固化。参考图5，干燥步骤需要在环氧封装步骤之前进行加热，以从绝缘系统中移除所有湿气。这在将线圈放入模具之后来执行。在封装步骤中，把线圈/模具装配件放在真空中并且以环氧树脂填充。在下一个步骤中，必须在一定特定温度以及时间配置上对填充了树脂的线圈/模具装配件进行凝胶和固化。干燥、凝胶和固化步骤需要施加能量来加热线圈/模具装配件到特定的温度。本专利技术使用DC电流来把该部分电阻性地加热到特定的温度以及时间配置。基于给定线圈的导体横截面面积和它的环氧树脂数量，将DC电流施加到给定线圈，以实现用于干燥、凝胶和最终固化的特定温度。环氧封装的交叉连接取决于必须在整个处理中精确控制的温度和时间配置。这个新的处理专利技术通过DC导体的电阻性测量来改进了温度的精确性。常规温度控制方法使用危及高压绝缘系统电介质完整性安全的传感器，比如热电偶，电阻温度检测器等。为了这些原因，必须由DC电源从外部控制凝胶/固化温度。本专利技术通过电位的落差(导体电阻方法)来控制温度。特别的，线圈导体的电阻由个人计算机/可编程逻辑计算机(PC/PLC)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使变压器线圈绝缘的方法，包括以下步骤：（ａ）将变压器线圈放入到模具中，以生产线圈／模具装配件，（ｂ）施加ＤＣ电流到线圈来电阻性地加热线圈到预先确定的温度以及以预先确定的时间，来从线圈和线圈／模具装配件内部移除所有湿气，　 　（ｃ）当处在真空下时，施加ＤＣ电流到线圈／模具装配件，以电阻性地加热线圈来保持预先确定的温度，并以液态环氧树脂填充模具来封装线圈，（ｄ）施加ＤＣ电流到线圈来以预先确定的时间把环氧封装的线圈电阻性地加热到预先确定的温度，以实现环 氧凝胶，（ｅ）持续施加ＤＣ电流到线圈来电阻性地加热环氧封装的线圈到最终温度以及预先确定的时间，以实现用于环氧封装的线圈的最终固化温度，以及（ｆ）之后从模具移除固化的环氧封装线圈。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2001-9-21 09/957,9051.一种使变压器线圈绝缘的方法，包括以下步骤(a)将变压器线圈放入到模具中，以生产线圈/模具装配件，(b)施加DC电流到线圈来电阻性地加热线圈到预先确定的温度以及以预先确定的时间，来从线圈和线圈/模具装配件内部移除所有湿气，(c)当处在真空下时，施加DC电流到线圈/模具装配件，以电阻性地加热线圈来保持预先确定的温度，并以液态环氧树脂填充模具来封装线圈，(d)施加DC电流到线圈来以预先确定的时间把环氧封装的线圈电阻性地加热到预先确定的温度，以实现环氧凝胶，(e)持续施加DC电流到线圈来电阻性...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯J拉努埃，查尔斯H萨尔韦尔，哈罗德杨格，小拉什B霍顿，迈克尔D怀特，保罗萨斯，
申请(专利权)人：ABB技术公开股份有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]