一种变压器的主绝缘结构以及包含该结构的变压器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种变压器的主绝缘结构以及包含该结构的变压器，可大 幅减小绝缘部件的尺寸，从而降低产品外形尺寸和降低成本。其技术方案为：变压 器的主绝缘结构是全固体绝缘材料层，填充在变压器的高压线圈和低压线圈之间。 本实用新型专利技术应用于变压器制造领域。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种绝缘结构以及包含这种绝缘结构的变压器，尤其涉及一 种可大幅减小绝缘部件的尺寸的变压器的主绝缘结构以及包含这种主绝缘结构的 变压器。
技术介绍
目前在35kV级及以下电压等级的配电变压器(包括非晶合金变压器)的设计 制造中，采用同心式绕组排列结构。请参见图1和图2，高压线圈(亦称为高压绕 组)13和低压线圈(亦称为低压绕组)12之间的绝缘处采用了绝缘纸11加绝缘撑 条14的结构形式，构成了 "固体绝缘+油隙"的典型绝缘组合形式。所有绝缘材料在高电压的作用下，均有其对应的绝缘性能丧失的极限承受电 压值，超过此极限值，材料的绝缘特性被击穿，性能崩溃造成产品损毁。因此在变 压器线圈的绝缘设计中，为了保证高低压线圈间绝缘性能的稳定，均会把绝缘材料 填充在高低压线圈间作为绝缘隔离，防止高低压线圈间由于电位差而击穿崩溃，绝 缘层材料的尺寸由绝缘组合形式和所使用的绝缘材料的绝缘击穿特性(巴申曲线) 而定。传统设计中采用的绝缘结构为"固体绝缘+油隙"的组合结构形式，绝缘材 料的工作点选择在巴申曲线的后半段。这种绝缘结构经实际证实非常可靠，但缺点 是主绝缘所需要的绝缘尺寸相对比较大，材料耗费量大。
技术实现思路
本技术的目的在于解决上述问题，提供了一种变压器的主绝缘结构，可 大幅减小绝缘部件的尺寸。本技术的另一 目的在于提供了一种包含这种主绝缘结构的变压器，通过 大幅减小绝缘部件的尺寸来大幅降低非晶合金变压器的原材料耗费量，降低产品外形尺寸和降低成本。本技术的技术方案为本技术揭示了一种变压器的主绝缘结构，其 中，该主绝缘结构是全固体绝缘材料层，填充在变压器的高压线圈和低压线圈之间。上述的变压器的主绝缘结构，其中，该全固体绝缘材料层是由多层固体绝缘 材料层合并组成的复合层。上述的变压器的主绝缘结构，其中，该全固体绝缘材料层的厚度为3mm。 上述的变压器的主绝缘结构，其中，该复合层中具有柔性纤维绝缘层，其长 度大于该复合层中的其他绝缘层，该柔性纤维绝缘层长出的部分伸出线圈两端并阻 挡在该高压线圈和该低压线圈之间，以切断该高压线圈和该低压线圈之间的直接爬 电通道。本专利技术还揭示了一种变压器，包括一高压线圈和一低压线圈，其中，该高压 线圈和该低压线圈之间填充一主绝缘结构，该主绝缘结构是全固体绝缘材料层。上述的变压器，其中，该全固体绝缘材料层是由多层固体绝缘材料层合并组 成的复合层。上述的变压器，其中，该全固体绝缘材料层的厚度为3mm。 上述的变压器，其中，该复合层中具有柔性纤维绝缘层，其长度大于该复合 层中的其他绝缘层，该柔性纤维绝缘层长出的部分伸出线圈两端并阻挡在该高压线 圈和该低压线圈之间，以切断该高压线圈和该低压线圈之间的直接爬电通道。 上述的变压器，其中，该变压器是非晶合金变压器。本技术对比现有技术有如下的有益效果本技术通过填充全固体绝 缘材料层，将绝缘材料的工作点设置在类V形巴申曲线的前半段，在获得相同绝缘 性能的前提下，大幅减小绝缘尺寸，配以辅助的技术处理手段解决伴生的爬电强度 问题，在保证产品绝缘性能可靠的前提下，达到节约原材料，减小产品尺寸的目的。附图说明图1和图2是传统的变压器的主绝缘结构的示意图。 图3是本技术的主绝缘结构的示意图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术作进一步的描述。 变压器的主绝缘结构的实施例图3示出了本技术的变压器的主绝缘结构的实施例的结构。请参见图3， 本实施例的变压器的主绝缘结构是一个全固体绝缘材料层，包括固体绝缘层20a、 20b以及夹在这两个固体绝缘层内部的柔性纤维绝缘层21。也就是说，本实施例的 全固体绝缘材料层是一个由多层固体绝缘材料层合并组成的复合层。本实施例舍弃 传统结构中将液体变压器油作为部分主绝缘的方式，采用全固体的绝缘材料，并把 绝缘材料工作点设置在类V形巴申曲线的前半段，不但保证了可靠的绝缘性能，而 且大幅减小了绝缘材料的尺寸(绝缘距离)。相对于传统的绝缘结构，在承受相同 的击穿电压时，本实施例的复合层结构的主绝缘结构的厚度可大幅减小。以10kV 为例，传统绝缘结构中的组合绝缘的厚度尺寸D必须大于8mm，而在本实施例的绝 缘结构的厚度尺寸d仅需3mm即能满足安全承受绝缘电压的要求，绝缘尺寸减小幅 度达60%以上。当主绝缘尺寸縮小时，必然会伴生绝缘爬电强度问题。本技术的全固体 绝缘材料层中的柔性纤维绝缘层21可以解决爬电强度问题。柔性纤维绝缘层21 的长度比其余固体绝缘层20a、 20b长出足够部分(具体长度按电压等级确定)， 长出部分伸出线圈22、 23两端并阻挡在高压线圈23和低压线圈22之间，切断了 高压线圈和低压线圈之间的直接爬电通道，大大提高了抗爬电性能。当防爬电的柔 性纤维绝缘层受到外力作用时，可自动弯折而不影响其绝缘性能，当外力消退后， 其又会恢复原状，可起到防止爬电击穿的作用。变压器实施例基于上述的主绝缘结构，设计一种包括这种主绝缘结构的变压器，变压器可 以是非晶合金变压器。变压器包括高压线圈23、低压线圈22以及在两者之间填充 的主绝缘结构。主绝缘结构是一个全固体绝缘材料层，包括固体绝缘层20a、 20b 以及夹在这两个固体绝缘层内部的柔性纤维绝缘层21。也就是说，本实施例的全 固体绝缘材料层是一个由多层固体绝缘材料层合并组成的复合层。本实施例舍弃传 统结构中将液体变压器油作为部分主绝缘的方式，采用全固体的绝缘材料，并把绝 缘材料工作点设置在类V形巴申曲线的前半段，不但保证了可靠的绝缘性能，而且大幅减小了绝缘材料的尺寸(绝缘距离)。相对于传统的绝缘结构，在承受相同的击穿电压时，本实施例的复合层结构的主绝缘结构的厚度可大幅减小。以10kV为 例，传统绝缘结构中的组合绝缘的厚度尺寸必须大于8mm，而在本实施例的绝缘结 构的厚度尺寸仅需3mm即能满足安全承受绝缘电压的要求，绝缘尺寸减小幅度达 60%以上。当主绝缘尺寸缩小时，必然会伴生绝缘爬电强度问题。本技术的全固体 绝缘材料层中的柔性纤维绝缘层21可以解决爬电强度问题。柔性纤维绝缘层21 的长度比其余固体绝缘层20a、 20b长出足够部分(具体长度按电压等级确定)， 长出部分伸出线圈22、 23两端并阻挡在高压线圈23和低压线圈22之间，切断了 高压线圈和低压线圈之间的直接爬电通道，大大提高了抗爬电性能。当防爬电的柔 性纤维绝缘层受到外力作用时，可自动弯折而不影响其绝缘性能，当外力消退后， 其又会恢复原状，可起到防止爬电击穿的作用。上述实施例是提供给本领域普通技术人员来实现或使用本技术的，本领 域普通技术人员可在不脱离本技术的专利技术思想的情况下，对上述实施例做出种 种修改或变化，因而本技术的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合 权利要求书提到的创新性特征的最大范围。权利要求1、一种变压器的主绝缘结构，其特征在于，该主绝缘结构是全固体绝缘材料层，填充在变压器的高压线圈和低压线圈之间。2、 根据权利要求l所述的变压器的主绝缘结构，其特征在于，该全固体绝缘材料层是由多层固体绝缘材料层合并组成的复合层。3、 根据权利要求1所述的变压器的主绝缘结构，其特征在于，该全固体绝缘 材料层的厚度为3mm。4、 根据权利要求2所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变压器的主绝缘结构，其特征在于，该主绝缘结构是全固体绝缘材料层，填充在变压器的高压线圈和低压线圈之间。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐力圣，田崇东，
申请(专利权)人：上海休伯康特能源设备有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31