CN103295776A - 一种锥形绝缘层高压变压器绕组的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种锥形绝缘层高压变压器绕组的制备方法，其特点是包括绝缘薄膜的裁剪，根据绕组层间绝缘厚度取一定长度的绝缘薄膜，按绕组两个端面的留边量要求，沿对角将薄膜裁剪成为两块薄膜；绝缘层的卷绕，将薄膜沿径向平整地卷绕在骨架或线包上，形成一个锥形的结构，其斜面的朝向可通过薄膜的卷绕方向调整，作为线包绕组的支撑结构，待漆包线沿斜面缠绕好后，将另外一块薄膜卷绕于线包的空位上，将线包垫平。本发明的制备方法，绕制方便，操作简单，利用普通材料结构即可实现锥形绝缘层高压变压器绕组的制备。

Description

一种锥形绝缘层高压变压器绕组的制备方法
技术领域
本发明属于变压器制造技术领域，具体涉及一种锥形绝缘层的高压变压器绕组。
背景技术
变压器绕组的绝缘结构不仅决定变压器的耐压性能，而且合理的设计可以改善变压器的性能。传统的变压器初级和次级绕组都缠绕在一个线包骨架上，其中初级和次级根据需求常分为多层绕制。根据电工学原理，变压器的电压正比于绕组的匝数，因此对于变压器的绕组来说，相邻两层绕组各个位置的电势差是不同的，前一层的起点和后一层的终点之间的电势差最大，而前一层的终点和后一层的起点为等电势，其电势差是从一边到另一边呈递增趋势。而在进行变压器绝缘设计时，为确保变压器的耐压性能，层间的厚度是按最大电势差进行计算的。同时，根据绕组结构的特点，不同的绕组的分布参数也不相同，漏感是变压器绕组的重要参数之一，对于变压器设计而言，总是希望将漏感降到最低，为此有多种绕组结构被提出，其中锥形绕组因为其漏感约为同等条件统结构的1/2，而被广泛应用。
为实现变压器绕组的锥形结构，通常采用加工锥形的线包骨架实现，但对于多层绕组及小型的变压器，此方法的结构过于复杂并不适用。公开号为CN2398714Y的专利提出了一种厚度呈递增状态的变压器专用绝缘纸，其横截面为直角梯形，但须根据变压器的需求进行定制，通用性不高。
发明内容
针对现有锥形绕组制作方法不适用于多层绕组变压器及小型变压器结构，本发明提供一种锥形绝缘层的高压变压器绕组制备方法，通过对绝缘薄膜的剪裁及卷绕的控制，使绝缘层呈锥形分布，从而实现变压器绕组的锥形结构。
本发明的锥形绝缘层的高压变压器绕组制备方法，包括如下步骤：
1．留边量参数计算： 
根据变压器输出电压幅度V，绝缘薄膜沿面耐压强度γ，按公式（1）计算留边量S。
Figure 745373DEST_PATH_IMAGE002
            （1）
2．绝缘薄膜尺寸计算：
根据相邻两层绕组最大电势差△V，绝缘薄膜体耐压强度δ，绕制前线包直径R，绝缘薄膜厚度d，按公式（2）计算绝缘薄膜长度L。绝缘膜厚度的选择应综合考虑漆包线的直径、薄膜裁剪的可操作性，即要远小于漆包线的直径，又要避免薄膜长度过长。
Figure 2013102593929100002DEST_PATH_IMAGE004
            （2）
根据骨架长度选择绝缘薄膜宽度W，绝缘薄膜宽度W小于骨架长度2mm，亦可根据实际绕制线包的平整情况适当调整。
3．绝缘薄膜的裁剪：对长度L和宽度W的矩形绝缘薄膜，留出留边量S，沿对角裁剪成为两块梯形薄膜。
4．绝缘层的卷绕：需要获得锥面结构时，将梯形薄膜较宽的一边先固定于骨架或线包上，沿径向平整地卷绕，即形成一个锥形的结构，其斜面的朝向可通过调整梯形薄膜斜边的朝向改变；需垫平线包时，将梯形薄膜较窄的一边先固定于骨架或线包上，沿径向平整地卷绕于线包的空位上，将线包垫平。
本发明通过对绝缘薄膜结构及绕制方式的控制，用通用的材料、结构即可实现高压变压器锥形绕组的生产，绕制方便，操作简单，有利于变压器漏感参数的优化、体积的缩减。
附图说明
图1是本发明的锥形绝缘层高压变压器绕组的结构示意图；
图2是本发明中的绝缘薄膜的切割示意图。
具体实施方式
下面结合具体实例对本发明进行详细说明。
本发明的锥形绝缘层的高压变压器绕组制备方法，包括如下步骤：
1．留边量参数计算
根据变压器输出电压幅度V，绝缘薄膜沿面耐压强度γ，按公式（1）计算留边量S。
            （1）
2．绝缘薄膜尺寸计算
根据相邻两层绕组最大电势差△V，绝缘薄膜体耐压强度δ，绕制前线包直径R，绝缘薄膜厚度d，按公式（2）计算绝缘薄膜长度L。绝缘膜厚度的选择应综合考虑漆包线的直径、薄膜裁剪的可操作性，即要远小于漆包线的直径，又要避免薄膜长度过长。
            （2）
根据骨架长度选择绝缘薄膜宽度W，绝缘薄膜宽度W小于骨架长度2mm，亦可根据实际绕制线包的平整情况适当调整。
3．绝缘薄膜的裁剪
矩形绝缘薄膜的长度L、宽度W，留出留边量S，沿对角裁剪成为两块梯形薄膜。
4．绝缘层的卷绕
需要获得锥面结构时，将梯形薄膜较宽的一边先固定于骨架或线包上，沿径向平整地卷绕，即形成一个锥形的结构，其斜面的朝向可通过调整梯形薄膜斜边的朝向改变；需垫平线包时，将梯形薄膜较窄的一边先固定于骨架或线包上，沿径向平整地卷绕于线包的空位上，将线包垫平。
图1是本发明中的锥形绝缘层高压变压器绕组的结构示意图。图1中，绝缘层分为两个部分，一部分由剪切薄膜10卷绕而成，作为漆包线绕组12的支撑，另一部分由剪切薄膜 11卷绕而成，用于填补形成的线包空位。
图2是本发明中采用的绝缘薄膜切割示意图
本发明中的绝缘层根据耐压设计和当前线包直径，计算薄膜裁剪参数，按图2 所示进行薄膜剪裁，沿对角裁剪成为两块梯形薄膜。矩形绝缘薄膜的长度L、宽度W，留边量S。
实施例1
在一直径为20mm，宽度为50mm的圆筒结构骨架上，分3层绕制输电压为60kV的变压器次级绕组。选用的绝缘薄膜厚度为0.05mm，体耐压强度60kV/mm，沿面耐压强度为2kV/mm。
第一步，根据上述参数按公式（1）计算绕组留边量S：
Figure 2013102593929100002DEST_PATH_IMAGE006
mm 第二步，计算第一层绝缘薄膜长度宽度尺寸：
W=50-2=48mm
Figure 2013102593929100002DEST_PATH_IMAGE008
 mm
第三步，按第上述计算结果根据图2所示进行绝缘薄膜剪裁，获得两块梯形绝缘薄膜。
第四步，取一块梯形薄膜，根据所需的方向，将较宽的一边先固定于骨架或线包上，沿径向平整地卷绕，形成一个锥形的绝缘结构，待第一层漆包线沿斜面缠绕好后，将另外一块薄膜卷绕于线包的空位上，将线包垫平。将第二层漆包线绕制于此时的线包外层。
第五步，计算第二层绝缘薄膜长度尺寸：
Figure DEST_PATH_IMAGE010
 mm
后续操作重复第三、四步即可完成实例中的变压器绕组绕制。

Claims (1)

1.一种锥形绝缘层的高压变压器线圈的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）．留边量参数计算 
根据变压器输出电压幅度V，绝缘薄膜沿面耐压强度γ，按公式（1）计算留边量S；
                                                 
Figure 682838DEST_PATH_IMAGE001
            （1）
2）．绝缘薄膜尺寸计算
根据相邻两层绕组最大电势差△V，绝缘薄膜体耐压强度δ，绕制前线包直径R，绝缘薄膜厚度d，按公式（2）计算绝缘薄膜长度L；
Figure 462575DEST_PATH_IMAGE002
            （2）
根据骨架长度选择绝缘薄膜宽度W，绝缘薄膜宽度W小于骨架长度2mm；
3）．绝缘薄膜的裁剪
对绝缘薄膜长度L和绝缘薄膜宽度W的矩形绝缘薄膜，留出留边量S，沿对角裁剪成为两块梯形薄膜；
4）．绝缘层的卷绕
需要获得锥面结构时，将梯形薄膜较宽的一边先固定于骨架或线包上，沿径向平整地卷绕，形成一个锥形的结构，其斜面的朝向可通过调整梯形薄膜斜边的朝向改变；需垫平线包时，将梯形薄膜较窄的一边先固定于骨架或线包上，沿径向平整地卷绕于线包的空位上，将线包垫平。
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