一种具有适形绝缘结构的特高压变压器的制作方法

1.本发明涉及变压器绝缘领域，特别是一种具有适形绝缘结构的特高压变压器。


背景技术：

2.我国特高压1000kv输电网已经成为电网系统中的骨干网架，特高压输电线路所用的1000kv变压器、1100kv电抗器、以及用于特高压变压器、电抗器、直流换流变试验的试验变压器高压额定电压都超过1000kv,这些产品的绝缘结构直接决定着产品的质量是否可靠，能否保证在寿命周期内安全可靠运行。目前特高压变压器、电抗器、特高压试验变压器高压线圈与旁柱间、高压线圈与油箱壁间绝缘结构大多采用高压线圈外为围多层纸板筒分割油隙，旁柱外同样围有多层绝缘纸板分割油隙，同一层油隙尺寸完全相同，同时油箱壁上挂绝缘纸板，高压线圈与旁柱间放置相间隔板。
3.但是这样的绝缘结构在超高压的变压器中存在一些问题，绝缘比较薄弱，且容易引起局部放电，甚至沿着绝缘螺杆形成贯穿性放点的恶性质量事故；箱壁上的绝缘板需要单独干燥，在产品装配时再安装在油箱壁上，一方面由于箱壁绝缘纸板尺寸非常大，在干燥时极易出现变形，装配后绝缘油隙会出现严重变形，对电场分布有非常的影响；另一方面影响装配时间，是产品器身暴露时间加长，需要加强后续工艺处理来解决器身吸潮问题，如果处理不彻底会引起产品质量问题。


技术实现要素：

4.本发明克服了现有技术中高压变压器中的绝缘系统比较薄弱的不足，提供了一种具有适形绝缘结构的特高压变压器，为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种具有适形绝缘结构的特高压变压器，其中，包括：两个旁柱、设置在所述旁柱之间的两个主柱以及绕在所述主柱上的线圈，所述线圈的外侧设置有绝缘筒，所述绝缘筒由内向外依次为若干整体绝缘筒、若干缺口绝缘筒以及若干适形绝缘筒；
5.相邻两个所述整体绝缘筒之间的油隙尺寸相同；相邻两个所述缺口绝缘筒的油隙尺寸相同，外侧缺口绝缘筒的缺口宽度不小于内侧缺口绝缘筒的缺口宽度；相邻两个所述适形绝缘筒形成适形油隙，相邻所述适形油隙的尺寸由靠近所述主柱侧至远离所述主柱侧递增，靠近另一主柱的适形油隙的尺寸小于靠近油箱的适形油隙的尺寸。
6.本发明一个较佳实施例中，相邻两个绝缘筒之间设置有撑条帘，所述撑条帘包括平行排布的若干撑条和依次与所有撑条固定连接的若干绝缘带，所述绝缘带与撑条垂直，所述撑条上与绝缘带相交处设有槽口，所述绝缘纸带与所述撑条粘接与所述槽口处。
7.本发明一个较佳实施例中，所述撑条帘设置有与出线角环匹配的限位槽口。
8.本发明一个较佳实施例中，所述绝缘筒的下面由上至下依次设置有支撑托板、支撑绝缘端圈，所述支撑绝缘端圈包括若干垫块以及设置在所述垫块上的纸圈，所述垫块沿周向均匀排布。
9.本发明一个较佳实施例中，所述垫块分为正常垫块、减短垫块和支撑垫块，所述减
短垫块设置于所述主柱和另一主柱之间以及所述主柱和旁柱之间；所述支撑垫块设置于所述线圈的高压侧以及低压侧。
10.本发明一个较佳实施例中，所述支撑垫块分为若干矩形垫块以及若干l型垫块，所述矩形垫块、所述l型垫块以及所述正常垫块间隔排布，所述l型垫块包括平直段以及固定于所述平直段的一端的竖直段，所述竖直段靠近所述线圈的一侧设置有若干与所述支撑托板的限位块对应的凸起。
11.本发明一个较佳实施例中，所述支撑托板上设置有若干镂空槽，所述支撑托板的外表面有若干限位块。
12.本发明一个较佳实施例中，所述主柱与所述旁柱之间设置有相间隔板。
13.本发明一个较佳实施例中，所述旁柱的表面由内向外依次设置有地屏、围屏以及适形纸板，所述地屏、所述围屏以及所述适形纸板均至少覆盖所述旁柱靠近所述主柱的一侧。
14.本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：
15.本发明特高压变压器适形绝缘结构是根据特高压变压器电场仿真计算情况，绝缘结构中高压线圈外每一层绝缘纸板、旁柱外每一层绝缘纸板的形状尽量与电场等位线适配，结构更合理，绝缘可靠性更高。取消箱壁绝缘纸板，减少了绝缘螺杆的使用，也减少了绝缘螺杆引起局放问题甚至贯穿性放电事故的风险。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。
17.图1为本发明一实施例中所述的一种具有适形绝缘结构的特高压变压器的铁心布置示意图；
18.图2为图1中x部分放大图；
19.图3为图1中y部分放大图；
20.图4为本发明一实施例中所述的一种具有适形绝缘结构的特高压变压器的绝缘筒排布示意图；
21.图5为本发明一实施例中所述的一种具有适形绝缘结构的特高压变压器的其中一个主柱的剖视图；
22.图6为图5中的z部分示意图；
23.图7本发明一实施例中所述的一种具有适形绝缘结构的特高压变压器的整体绝缘筒展开后的示意图；
24.图8为本发明一实施例中所述的一种具有适形绝缘结构的特高压变压器的撑条帘示意图；
25.图9为本发明一实施例中所述的一种具有适形绝缘结构的特高压变压器的撑条示意图；
26.图10为本发明一实施例中所述的一种具有适形绝缘结构的特高压变压器的分段
撑条示意图；
27.图11为本发明一实施例中所述的一种具有适形绝缘结构的特高压变压器的支撑绝缘端圈示意图；
28.图12为图11中的a-a剖视图；
29.图13为图11中的b-b剖视图；
30.图14为图11中的c-c剖视图；
31.图15为图11中的d-d剖视图；
32.图16为本发明一实施例中所述的一种具有适形绝缘结构的特高压变压器的支撑托板示意图。
33.附图标记如下说明：101、旁柱；102、主柱；103、线圈；20、绝缘筒；201、整体绝缘筒；2011、出线口；202、缺口绝缘筒；203、适形绝缘筒；30、撑条帘；301、撑条、302、分段撑条；303、绝缘纸带；304、角环；305、限位槽口； 40、支撑绝缘端圈；401、正常垫块；402、减短垫块；403、矩形垫块；404、l 型垫块；405、纸圈；406、防开裂螺杆；50、支撑托板；501、镂空槽；502、限位块；701、地屏、702、围屏、703、适形纸板；801、相间隔板。
具体实施方式
34.为了能够更加清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成，需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
35.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
36.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
37.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
38.如图1-2所示，一种具有适形绝缘结构的特高压变压器，其中，包括：两个旁柱101、设置在旁柱101之间的两个主柱102以及绕在主柱102上的线圈 103，线圈103的外侧设置有
绝缘筒20，绝缘筒20由内向外依次为若干整体绝缘筒201、若干缺口绝缘筒202以及若干适形绝缘筒203。
39.如图2和图4-5所示，相邻两个整体绝缘筒201之间的油隙尺寸相同；相邻两个缺口绝缘筒202的油隙尺寸相同，外侧缺口绝缘筒202的缺口宽度不小于内侧缺口绝缘筒202的缺口宽度；相邻两个适形绝缘筒203形成适形油隙，相邻适形油隙的尺寸由靠近主柱102侧至远离主柱102侧递增，靠近另一主柱 102或者旁柱101的适形油隙的尺寸小于靠近油箱的适形油隙的尺寸。
40.如图2和图4所示本发明在高压变压器的绝缘结构中，将绝缘筒20分为整体绝缘筒201、缺口绝缘筒202以及适形绝缘筒203。其具体来说，整体绝缘筒 201包括多层，其设置在高压线圈103外，由多张厚度1.5mm纸板围成一整圈形成，整体绝缘筒201在线圈103出头处的对应位置设有出线口2011，并且，相邻两整体绝缘筒201之间的油隙尺寸相同。
41.如图2和图4所示，缺口绝缘筒202也有多层，其设置在整体绝缘筒201 的外侧，缺口绝缘筒202在靠近两主柱102之间的部分设置有一缺口，取消了靠近另一主柱间的绝缘纸板而成，其它与整体绝缘筒201相同。
42.继续参照图2和图4所示，适形绝缘筒203包括多层，其设置在在缺口绝缘筒202外侧，适形绝缘筒203每一层油隙的尺寸各不相同，同一层油隙、不同位置的油隙尺寸也不相同。参照图4所示，相邻两适形绝缘筒203之间的油隙，其在主柱102与其他主柱102之间的位置的油隙尺寸小，与高低压油箱壁间的尺寸大，适形绝缘筒203在高压线圈103与高、低压侧箱壁间的纸板层数要多于高压线圈103与旁柱101间的纸板层数，两主柱102间及主柱102与旁柱101间相间区域的绝缘纸板根据电场分布情况适形布置，将两主柱102间及主柱102与旁柱101间大油隙分割成较小油隙。
43.如图5所示，在本发明的一个实施例中，靠近线圈103的前5层绝缘筒20 的线圈103出线处绝缘纸板根据线圈103出头尺寸或出线角环304尺寸开出线孔，第5层往外绝缘筒20的线圈103中部出线处根据出线绝缘外径尺寸开孔，线圈103上、下出头处充分考虑器身引线时包扎绝缘的操作空间后确定开孔大小。
44.参照图8-9所示，相邻两个绝缘筒20之间设置有撑条帘30，撑条帘30包括平行排布的若干撑条301和依次与所有撑条301固定连接的若干绝缘带，绝缘带与撑条301垂直，撑条301上与绝缘带相交处设有槽口，绝缘纸带303与撑条301粘接与槽口处。
45.具体来说，在本发明中，绝缘筒20之间采用撑条301来分割油隙，在高压侧有线圈103出头的区域采用撑条帘30分割油隙，线圈103出头的位置采用分段撑条302，避开线圈103出头及线圈103出头角环304。每一档位上的撑条301 在高度方向上下各开两个槽口，同一层油隙的槽口位置相同，槽口中设置2mm 厚绝缘纸带303，撑条301厚度小于20mm的撑条帘30，撑条301与绝缘纸带303 之间用酪素胶、特高压专用pva等粘接，撑条301厚度大于20mm时，撑条301 与绝缘纸带303在装配时粘接。
46.本发明中的所有撑条301均为t4纸板或t4层压纸板，每层整体绝缘筒201 外用封油纸绑扎，缺口绝缘筒202和适形绝缘筒203用pet带绑扎，每层绝缘筒20上、下至少绑扎两道，绑扎位置距线圈103中部不小于600mm，旁柱101 外适形纸板703也采用pet带绑扎，绑扎位置在主柱102适形绝缘筒203相同绑扎高度。
47.参照图5-图10所示，在本发明的一个实施例中，撑条帘30设置有与出线角环304匹
配的限位槽口305。撑条帘30与出线角环304相配合，限位槽口305 与出线角环304的底部进行固定，对出线角环304进行固定。
48.如图5所示，绝缘筒20的下面由上至下依次设置有支撑托板50、支撑绝缘端圈40，支撑绝缘端圈40包括若干垫块以及设置在垫块上的纸圈405，垫块沿周向均匀排布。
49.如图11-15所示，垫块分为正常垫块401、减短垫块402和支撑垫块403和 404，减短垫块402设置于主柱102以及另一主柱102之间，减短垫块402的长度小于正常垫块401的长度；支撑垫块设置于线圈103的高压侧以及低压侧，支撑垫块的长度大于正常垫块401的长度，支撑垫块的厚度大于正常垫块401 的厚度。
50.这里具体来说，支撑绝缘端圈40由3mm厚的绝缘纸圈405和垫块组成，垫块按照变压器线圈103档位数量在圆周上均布。如图11-13所示，减短垫块402 设置在两主柱102间及主柱102与旁柱101间端口，其长度与正常垫块401相比适当减短，避免减短垫块402的位置与其它部件发生干涉的情况。
51.如图11以及图14-15所示，支撑垫块分为若干矩形垫块403以及若干l型垫块404，矩形垫块403、l型垫块404以及正常垫块401间隔排布，l型垫块 404包括平直段以及固定于平直段的一端的竖直段，竖直段靠近线圈103的一侧设置有若干与支撑托板50的限位块502对应的凸起。
52.这里具体来说，支撑绝缘端圈40在高低压侧各有8个加长、加厚的支撑垫块，其中4个为矩形垫块403，4个为l型垫块404，l型垫块404长度更长，长出部分局部凸起用于与支撑托板50的限位凸块进行配合，由于凸出部分体积较小，为防止在受力时凸出部分发生脱落的情况，在每个垫块的凸起部分设置两处防开裂螺杆406，加强强度。在本发明的一个实施例中，支撑垫块与油箱壁之间至少保持约100mm的距离，方便器身进入油箱。
53.如图11所示，所有垫块的排布在上下左右方位上均是对称的，在本发明的一个实施例中，没有标记的为正常垫块401，标记为“x”的为减短垫块402， 标记为“@”为矩形垫块403，标记为“#”的为l型垫块404。以主柱102中心与旁柱101中心的连接线为0
°
线，顺时针方向为正向，逆时针方向为负向。正向0
°‑
90
°
依次均匀设置五个减短垫块402、一个正常垫块401、一个矩形垫块 403、两个正常垫块401、一个l型垫块404、一个正常垫块401、一个l型垫块 404、一个正常垫块401、一个矩形垫块403，正向90
°‑
180
°
依次均匀设置有一个矩形垫块403、一个正常垫块401、一个l型垫块404、一个正常垫块401、一个l型垫块404、两个正常垫块401、一个矩形垫块403、一个正常垫块401、五个减短垫块402；负向0
°‑
90
°
依次均匀设置五个减短垫块402、一个正常垫块401、一个矩形垫块403、两个正常垫块401、一个l型垫块404、一个正常垫块401、一个l型垫块404、一个正常垫块401、一个矩形垫块403；负向90
°ꢀ‑
180
°
依次均匀设置有一个矩形垫块403、一个正常垫块401、一个l型垫块404、一个正常垫块401、一个l型垫块404、两个正常垫块401、一个矩形垫块403、一个正常垫块401、五个减短垫块402。
54.这样的排布方式既能够保证支撑力度均匀，也能够保证不与其他部件发生干涉。
55.如图16所示，支撑托板50上设置有若干镂空槽501，支撑托板50的外表面有若干限位块502。
56.支撑托板50安装在支撑绝缘端圈40上，支撑托板50为扇形，上面设有长条形镂空槽501，保证每层绝缘筒20中油流畅通，支撑托板50在支撑绝缘端圈 40中的两个l型垫块
404之间局部凸出，与支撑绝缘端圈40上的l型支撑垫块凸起配合，起到限位作用。
57.如图3所示，旁柱101的表面由内向外依次设置有地屏701、围屏702以及适形纸板703，地屏701、围屏702以及适形纸板703均至少覆盖旁柱101靠近主柱102的一侧。
58.旁柱101表面设置有地屏701，改善铁心表面电极形状，均匀旁柱101铁心表面电场，地屏701外设置有围屏702，降低旁柱101电场强度，围屏702外设有两层适形纸板703分隔油隙，适形纸板703之间以及适形纸与围屏702间油隙在铁心窗内油隙约10mm，在铁心窗外油隙逐渐加大，将旁柱101与相间隔板 801间大油隙进行分隔。
59.主柱102与旁柱101之间设置有相间隔板801。
60.如图1和图3所示，相间隔板801与现有技术中的相间隔板801类似，由4 层3mm厚绝缘纸板组成，每两层纸板之间设置有约12mm厚的撑条301形成油隙，相间隔板801底部直接落到下铁轭绝缘上，上下直接固定在上下夹件上。
61.本发明特高压变压器适形绝缘结构是根据特高压变压器电场仿真计算情况，绝缘结构中高压线圈103外每一层绝缘纸板、旁柱101外每一层绝缘纸板的形状尽量与电场等位线适配，结构更合理，绝缘可靠性更高。采用t4纸板撑条301分割油隙，线圈103出头处分段撑条302采用2mm绝缘纸支撑，保证每根撑条301处可以做到实物油隙尺寸与理论尺寸相同，采用支撑绝缘端圈40和绝缘托板支撑，并采用pet带绑扎固定，整体结构更紧凑，机械强度更高。取消箱壁绝缘纸板，减少了绝缘螺杆的使用，也减少了绝缘螺杆引起局放问题甚至贯穿性放电事故的风险。所有绝缘件安装在产品器身上，器身出炉整理后可以直接进入油箱装配，装配用时更短，装配效率更高，器身吸潮风险更低。结构更简单，生产工艺性更好，生产质量更容易保证。
62.以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。