内冷式变压器卷铁芯制造技术

内冷式变压器立体卷铁芯由三个具有封闭磁路的卷铁芯元件构成，其中每个卷铁芯元件包括两个直线部和两个圆弧部，封闭的磁路由卷铁芯元件的两个直线部分别与两个圆弧部首尾衔接形成，其纵断面为跑道形，三个卷铁芯元件的六个直线部相互两两结合组成卷铁芯的三个铁芯柱，三个卷铁芯元件的六个圆弧部形成联接三个铁柱的上下六个弧形铁轭。每个卷铁芯元件的两个直线部上分别设有沿其中心线伸展的冷却槽，并且相邻的两个卷铁芯元件上的两个冷却槽的槽口两两相对扣合，从而在各铁芯柱内部形成一条纵向贯通的内冷通道。本发明专利技术采用由新式三维立体卷铁心结构和消除卷铁芯最内热点的内冷新设计，使卷铁芯温度降低，寿命增加。

【技术实现步骤摘要】
内冷式变压器卷铁芯
本专利技术涉及一种卷绕铁芯式变压器，特别是一种带有内冷通道的立体变压器卷铁芯结构，属于电力变压器制造

技术介绍
变压器是配电系统中大量使用的重要电器，它通过升高或降低电压配合完成电力的经济输送、分配与安全使用。随着电气工业的迅猛发展，对于电力变压器的电压、容量等功能要求和空载、温升、绝缘、寿命等性能要求越来越高、越来越多，而改善功能和性能所涉及的核心技术之一在于变压器的铁芯。铁芯可分为叠片式铁芯和卷绕式铁芯(简称卷铁芯)，后者采用较薄的高导磁冷轧硅钢片制造，充分发挥薄片涡流损耗低的优势，具有相对于叠片式铁芯体积小、损耗低和噪声低的特点。而立体卷铁芯变压器比平面卷铁芯变压器性能更优越，它由三个框式的卷铁芯元件相互结合而成，三个框式的卷铁芯元件相互结合的部分构成铁芯柱，内绕组和外绕组分别同芯地套装在三个芯柱上。卷铁芯的问世，特别是立体卷铁芯的问世，为新一代电力变压器的发展提供了新的方向，它比传统的铁芯具有明显优势，特别是在节能环保方面具有更多的优势，然而其铁芯内部仍然存在高温内核区域，并且其温度很难被降低，技术尚不成熟，有待进一步发展。中国专利技术专利CN201110139988.6公开了一种非包封立体卷铁心非晶合金干式变压器，其冷却道仅布设在铁芯柱的外围，三维立体铁芯柱为实心结构，这种外冷式芯柱结构的冷却效果不够理想，而且现有铁芯的内圈是矩形纵切面，卷到外面卷绕好时四个角成近似圆形，铁芯柱的截面为矩形、阶梯形或多边形，非真圆形，这种框式卷铁芯元件在其横轭和竖芯柱之间的结合部之间的内应力极不均匀，导致铁芯在强大的电磁场中易变形。专利
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于克服现有的立体卷铁芯在冷却结构上存在的缺陷，提供一种内冷式变压器卷铁芯，通过在卷铁芯元件形成过程中所产生的内冷式结构，显著改善了变压器铁芯的冷却和散热效果。本专利技术的目的之二在于通过对卷铁芯元件的纵切面形状和截面形状的新结构设计，采用带有双弧形的跑道外形和真圆型截面的铁芯磁路来增强立体卷铁芯的整体稳定性。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下内冷式变压器卷铁芯技术方案：三维立体卷铁芯1由三个卷铁芯元件11构成，其中每个卷铁芯元件11具有封闭的磁路，所述的每个卷铁芯元件11包括两个直线部111和两个圆弧部112，所述的封闭的磁路由每个卷铁芯元件11的两个直线部111分别与两个圆弧部112首尾衔接形成，其纵断面为跑道形，三个卷铁芯元件11的六个直线部111相互两两结合组成三维立体卷铁芯1的三个铁芯柱12，三个卷铁芯元件11的六个圆弧部112形成联接三个铁柱的上下六个弧形铁轭。所述的铁芯柱12上从内到外同芯套装有低压绕组2和高压绕组3。所述的每个卷铁芯元件11的两个直线部111上分别设有沿其中心线伸展的冷却槽13，并且相邻的两个卷铁芯元件11上的两个冷却槽13的槽口两两相对扣合，从而在每个所合成的铁芯柱12内部形成一条横截面为孔形的内冷通道(13，13)。其中所述的内冷通道(13，13)沿铁芯柱12的中心线贯通整个或部分铁芯柱12。其中所述的内冷通道(13，13)的上端或上下两端具有与变压器冷却绝缘介质连通的开口。其中所述的卷铁芯元件11的横截面为半圆型，所述的立体卷铁芯1的每个芯柱12的横截面为真圆型或近似真圆形。其中所述的卷铁芯元件11由多层具有弹性的对接式铁芯片料10叠卷而成，每层铁芯片料10的开口交错设置，开/闭轭结构设置在每层铁芯片料10的开口处。所述的开/闭轭结构为形成在卷铁芯元件11的两个圆弧部中的一个上的搭接缝结构。其中所述的铁芯片料10包括多层，各铁芯片料10的厚度相等。其中每层铁芯片料10占据卷铁芯元件11的一个层序；所述的每层铁芯片料10具有由两个侧边和端边构成的轮廓，所述的两个侧边轮廓形状取决于该铁芯片料10所在的卷铁芯元件11的对应层序的截面形状尺寸、框架形状尺寸；所述的两个端边轮廓形状取决于所在的卷铁芯元件11的对应层序的开轭位置和开/闭轭结构的形状；每层铁芯片料10还具有沿所述轮廓的厚度方向延伸的边缘形状，所述的边缘形状取决于所在的卷铁芯元件11的对应层序的横截面的边缘轮廓形状。本专利技术采用由新式三维立体卷铁心结构和消除卷铁芯最内热点的内冷新设计，显著改善了变压器铁芯的冷却和散热效果，寿命大大增加。根据公知的六度理论认为，温度下降6度可延长变压器一倍的寿命，本专利技术内冷式变压器卷铁芯采用在卷绕过程中生成冷却通道的铁柱内冷却新式结构，彻底消除了铁芯内部最热点，克服现有卷铁芯的实心铁柱内核难以冷却的缺陷，使卷铁芯温度下降至少6℃，寿命延长一倍以上。附图说明图1是本专利技术的内冷式变压器卷铁芯实施例的局部结构示意图，图中示出了三相内冷式立体卷铁芯变压器的整体外观结构。图2是图1的俯视图，图中示出了内冷式变压器卷铁芯的内冷通道13。图3是构成图1所示的内冷式变压器卷铁芯的卷铁芯元件的外观结构示意图，图中示出了跑道外形的铁芯磁路结构。图4是图3的C-C剖视图，图中示出了内冷式变压器卷铁芯的铁芯柱的真圆型截面结构和芯柱内的内冷通道的截面结构。图5是图3所示的卷铁芯元件的开/闭轭结构第一实施例的结构示意图，图中示出了跑道外形的铁芯磁路结构和冷却槽沿中心线A方向贯通整个芯柱的结构。图6是图3所示的卷铁芯元件的开/闭轭结构第二实施例的结构示意图，图中示出了跑道外形的铁芯磁路结构和冷却槽沿中心线A方向贯通整个芯柱的结构。图7是图5或者图6的D-D剖视图，图中示出了卷铁芯元件的冷却槽的截面结构。具体实施方式图1-7是展示本专利技术内冷式变压器卷铁芯的各实施方式的图。以下结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明，但并不构成对本专利技术的任何限制。图1是本专利技术的内冷式变压器卷铁芯实施例的局部结构示意图，图2是图1的俯视图，图中示出了套装有低压、高压绕组的内冷式立体卷铁芯1的整体外观结构。参见图1至图2，本专利技术的新型内冷式立体卷铁芯电力变压器包括一个三相三柱立体结构的立体卷铁芯1，它的三个相同的铁芯柱12具有如图1所示的平行的对称中心线A-A，各铁芯柱12呈三角形布置，其截面形状为2阶真圆，在垂直于所述中心线的横截面上的三个铁芯柱12的中心的连线为等边三角形，铁芯1由三个卷铁芯元件11构成的三个铁芯框组合成，每个卷铁芯元件11的框架具有双弧型外形，铁芯1通过绝缘垫块101坐落在机座10上，上夹件和下夹件按常规变压器压紧方式通过压紧螺杆连接。变压器的铁芯1、同芯套装的低压和高压绕组从内层到外层依次排列，三相绕组成正三角形布置，并结合上垫块105和下垫块102来支撑和压紧高低压绕组，使整个变压器本体形成一个如图1、2所示的三维立体的刚性框架结构。如果变压器安装在室内，则底座10可直接固定安装在变电室的基座上；如果变压器安装在室外，则底座10可与器身固定连接并使铁芯1、低压箔绕组2、高压箔绕组3置于器身内。由于电力变压器还包括一些公知的其他部件，这些部件不在本专利技术要解决的技术问题的技术方案的范围内，所以本专利技术的权利要求对这些部件的技术方案未作具体限定，本专利技术的说明书也省略了对这些部件的描述。下面以变压器卷铁芯的内冷式结构为核心，详细说明本专利技术的内冷式变压器卷铁芯的实施例。参见图1至图7的实施例，本专利技术的内冷式立体卷铁芯1由本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内冷式变压器卷铁芯，由三个卷铁芯元件(11)构成立体卷铁芯(1)，其中每个卷铁芯元件(11)具有封闭的磁路，其特征在于，所述的每个卷铁芯元件(11)包括两个直线部(111)和两个圆弧部(112)，所述的封闭的磁路由每个卷铁芯元件(11)的两个直线部(111)分别与两个圆弧部(112)首尾衔接形成，其纵断面为跑道形，三个卷铁芯元件(11)的六个直线部(111)相互两两结合组成立体卷铁芯(1)的三个铁芯柱(12)，三个卷铁芯元件(11)的六个圆弧部(112)形成联接三个铁柱的上下六个弧形铁轭；所述的每个卷铁芯元件(11)的两个直线部(111)上分别设有沿其中心线伸展的冷却槽(13)，并且相邻的两个卷铁芯元件(11)上的两个冷却槽(13)的槽口两两相对扣合，从而在每个所合成的铁芯柱(12)内部形成一条横截面为孔形的内冷通道(13，13)。

【技术特征摘要】
1.一种内冷式变压器卷铁芯，由三个卷铁芯元件(11)构成立体卷铁芯(1)，其中每个卷铁芯元件(11)具有封闭的磁路，其特征在于，所述的每个卷铁芯元件(11)包括两个直线部(111)和两个圆弧部(112)，所述的封闭的磁路由每个卷铁芯元件(11)的两个直线部(111)分别与两个圆弧部(112)首尾衔接形成，其纵断面为跑道形，三个卷铁芯元件(11)的六个直线部(111)相互两两结合组成立体卷铁芯(1)的三个铁芯柱(12)，三个卷铁芯元件(11)的六个圆弧部(112)形成联接三个铁芯柱(12)的上下六个弧形铁轭；所述的每个卷铁芯元件(11)的两个直线部(111)上分别设有沿其中心线伸展的冷却槽(13)，并且相邻的两个卷铁芯元件(11)上的两个冷却槽(13)的槽口两两相对扣合，从而在每个所合成的铁芯柱(12)内部形成一条横截面为孔形的内冷通道(13，13)；所述的卷铁芯元件(11)由多层具有弹性开口的对接式铁芯片料(10)叠卷而成，且每层铁芯片料(10)的开口交错设置，开/闭轭结构设置在每层铁芯片料(10)的开口处。2.根据权利要求1所述的内冷式变压器卷铁芯，其特征在于：所述的内冷通道(13，13)的上端或上下两端具有与变压器冷却绝缘介质连通的开口。3.根据权利要求1或2所述的内冷式变压器卷铁芯，其特征在于：所述的内冷通道(13，13...

【专利技术属性】
技术研发人员：马志刚，
申请(专利权)人：广东岭先技术投资企业有限合伙，
类型：发明
国别省市：