立体卷铁心器身装配结构及立体卷铁心变压器的制作方法

1.本发明涉及变压器技术领域，特别是涉及立体卷铁心器身装配结构及立体卷铁心变压器。


背景技术：

2.变压器是输配电的基础设备之一。立体卷铁心变压器作为典型的新型高效节能变压器，其铁心采用铁基非晶态金属制作，单位铁损较硅钢降低70％-80％，相比于以硅钢为铁心的变压器具有更加优异的节能降耗效果。
3.但由于非晶合金材质的特性，为了保证非晶合金立体卷铁心空载损耗、空载电流及噪音等性能要求，非晶立体卷铁心变压器普遍采用软铁心结构，且不可同硅钢铁心产品一样将立体卷铁心作为变压器骨架，承受夹件夹持力、自身重力等外部力量，立体卷铁心必须悬空，否则会因立体卷铁心受力造成空载损耗上升，噪声增大等性能下降问题，影响变压器的运行效果。尤其是对于大容量非晶合金立体卷铁心产品，铁心自重达到几吨，铁心受力对性能影响尤为显著。
4.然而，在现有技术中，立体卷铁心悬空方式是将线圈作为骨架，将立体卷铁心悬挂在线圈上，但线圈会存在受力不均的情况，线圈承接立体卷铁心的位置存在局部受力过大而产生形变的问题，进而影响立体卷铁心变压器的抗短路能力。


技术实现要素：

5.基于此，有必要针对不合理的立体卷铁心安装结构会导致线圈形变进而影响立体卷铁心变压器抗短路能力的问题，提供一种立体卷铁心器身装配结构及立体卷铁心变压器。
6.一种立体卷铁心器身装配结构，其包括
7.支撑结构，其包括：上夹件、下夹件以及连接所述上夹件和所述下夹件的若干连接件；
8.立体卷铁心器身；所述立体卷铁心器身包括立体卷铁心和线圈；所述线圈绕设在所述立体卷铁心的心柱的外周，所述线圈的轴线与所述上夹件或所述下夹件所在平面相垂直；所述立体卷铁心通过悬吊结构与所述上夹件相连接，使所述立体卷铁心处于悬吊状态；
9.压装结构，其包括：压板，所述压板设置在所述夹件与所述线圈的端面间，所述压板与所述夹件和所述线圈的端面相抵接。
10.进一步地，所述立体卷铁心包括拼装在一起的三个单框铁心，所述单框铁心包括上下相对的轭部、及连接于所述轭部且左右相对的柱部，每相邻两个所述单框铁心的所述柱部拼接形成所述心柱；
11.所述悬吊结构包括：设置在所述上夹件上方的悬吊板以及装配于所述悬吊板下方的拉带；
12.所述拉带的两端与所述悬吊板相固接，所述拉带穿过所述立体卷铁心的铁心窗口
并将上轭部兜住，使所述立体卷铁心处于悬吊状态。
13.进一步地，螺栓穿过所述悬吊板上的螺孔与所述拉带相固接，所述拉带一端的螺栓外周套设有绝缘套筒以隔绝所述螺栓与螺孔，所述绝缘套筒的上端部径向延伸出绝缘环以隔绝所述螺栓的螺头与所述悬吊板，以使得所述拉带单侧与所述悬吊板相绝缘。
14.进一步地，所述拉带与上侧所述轭部间设有刚性板，所述刚性板为弧形板，所述弧形板的弧形面与所述轭部相适配；
15.所述刚性板的材质为刚性的绝缘材质。
16.进一步地，所述拉带的材质为无磁钢材质。
17.进一步地，所述拉带外周缠绕有绝缘纸。
18.进一步地，所述连接件为具有外螺纹的螺杆，所述连接件依次穿过所述上夹件和所述下夹件的穿孔，所述连接件两端与螺母相螺合。
19.进一步地，所述压装结构还包括绝缘板，所述绝缘板设置在所述压板与所述线圈间，所述绝缘板为具有一开口的环形板状结构，所述开口的宽度与所述线圈的出头引线相适配。
20.进一步地，所述线圈的下端面设有另一压板，所述另一压板与所述下夹件相抵接。
21.一种立体卷铁心变压器，其特征在于，包括上述任意一项所述的立体卷铁心器身装配结构，所述的立体卷铁心器身装配结构安装在所述立体卷铁心变压器的油箱内。
22.上述立体卷铁心器身装配结构及立体卷铁心变压器将立体卷铁心自身的重力依次通过悬吊结构、上夹件和压板将立体卷铁心的部分自身重力传递至线圈上，充分利用了立体卷铁心自身重力将线圈压紧，提高线圈的抗短路能力，且能避免线圈受立体卷铁心工作产生的震动而松散。
附图说明
23.图1为根据本发明的一实施方式提出的立体卷铁心器身装配结构的结构示意图；
24.图2为根据本发明的一实施方式提出的立体卷铁心器身装配结构的俯视视角的结构示意图；
25.图3为根据本发明的一实施方式提出的立体卷铁心器身装配结构中悬吊结构及压装结构的剖视图；
26.图中：11-上夹件；12-下夹件；13-连接件；21-立体卷铁心；211-轭部；212-柱部；213-心柱；22-线圈；31-悬吊板；311-支撑槽钢；32-拉带；33-螺栓；331-绝缘件；42-压板；41-绝缘板。
具体实施方式
27.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。
28.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时
针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。
29.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
30.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
31.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
32.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
33.参阅图1，图1示出了本发明一实施方式中的立体卷铁心器身装配结构的结构示意图，本发明一实施方式提供了的立体卷铁心器身装配结构，包括：立体卷铁心器身、支撑结构以及悬吊结构。支撑结构为具有内部空间的框架结构，立体卷铁心器身通过悬吊结构悬吊安装在支撑结构内。立体卷铁心器身立式地设置在支撑结构内。
34.结合图2所示，图2示出了本发明一实施方式中的立体卷铁心器身装配结构的俯视视角的结构示意图，立体卷铁心器身包括：立体卷铁心21和线圈22。立体卷铁心21包括两两拼装而成的三个单框铁心，三个单框铁心之间围合形成中空区域。单框铁心为四角为弧形角的矩形框结构，单框铁心中部为铁心窗口，单框铁心包括纵向长度较长的柱部212以及横向长度较短的轭部211，柱部212的截面呈半圆形，两个单框铁心相邻的柱部212拼装形成心柱213，心柱213的截面呈圆形。线圈22绕设在心柱213的外周，线圈22的轴线与心柱213的轴线在同一条直线上。
35.结合图1、图2所示，支撑结构包括：上夹件11、下夹件12以及用于连接上夹件11和下夹件12的连接件13。上夹件11和下夹件12均为在同一水平面延伸且为闭合形状的型材结构。因本技术的立体卷铁心器身装配结构中的立体卷铁心器身立式地安装在支撑结构内，上夹件11和下夹件12依据立体卷铁心21三角外轮廓特点，上夹件11和下夹件12均为三角形，且上夹件11和下夹件12的水平面投影相重叠，由于三角形的稳定性，因此上夹件11和下夹件12整体强度高，不易变形。线圈22的轴线与上夹件11或下夹件12所在平面相垂直。线圈
22整体呈中空的筒状结构套接在心柱213的外周，远离立体卷铁心21中心的部分线圈22在上夹件11和下夹件12间，并与上夹件11和下夹件12的水平投影相重叠。上夹件11和下夹件12的中心均设有结构窗用以容纳部分的单框铁心的轭部211，以减小本技术的立体卷铁心器身装配结构的整体体积、重量的同时，当本技术的立体卷铁心器身装配结构安装于立体卷铁心21变压器的油箱中时，便于变压油通过该结构窗进出立体卷铁心21中的中空区域，提高散热效率，使本技术的立体卷铁心器身装配结构具有高效的循环油路。进一步地，上夹件和下夹件均采用一点接地结构，以避免上夹件和上夹件与油箱间产生环流，造成立体卷铁心变压器的杂散损耗增加。
36.连接件13为外周具有外螺纹的螺杆，连接件13的轴线沿竖直方向延伸。在上夹件11和下夹件12的三个相互对应的角上均设有连接件13，支撑结构三角处的连接件13依次穿过上夹件11和下夹件12上的穿孔，连接件13两端与螺母相螺合。在上夹件11或下夹件12相邻角间的连接段上也均设有连接件13，上夹件11或下夹件12的连接段处的连接件13依次穿过上夹件11和下夹件12上的穿孔，连接件13的两端与螺母相螺合。通过螺母紧固后的连接件13的两端对支撑结构具有朝向支撑结构中心方向的紧固力，对支撑结构起到紧固作用。进一步地，上夹件和下夹件的材质为无磁钢材质，以避免立体卷铁心和线圈的漏磁或出头引线外周密集的磁场使上夹件和下夹件产生感应电流，造成立体卷铁心变压器的杂散损耗。
37.结合图3所示，图3示出了本发明一实施方式中的立体卷铁心器身装配结构中悬吊结构的剖视图，立体卷铁心器身通过悬吊结构悬吊安装在支撑结构内。悬吊结构包括悬吊板31和拉带32，悬吊板31设置在上夹件11的上方，悬吊板31为三角板状结构，悬吊板31通过设置于上夹件11上端面的3个支撑槽钢311与上夹件11相固接。通过调整支撑槽钢311的长度尺寸进而调节悬吊板31的所在高度，在保证在生产过程中便利性的同时，确保悬吊板31与线圈22出头引线的绝缘距离。悬吊板31为三角形结构，支撑槽钢311分别设置在悬吊板31的三个角上，支撑槽钢311远离悬吊板31的另一端与上夹件11相邻角间的中点位置相固接。进一步地，支撑槽钢311采用焊接方式与悬吊板31和上夹件11相固接。拉带32穿过上夹件11的结构窗将立体卷铁心21悬吊在悬吊板31的下方。拉带32一端固接在悬吊板31上，另一端则穿过铁心窗口后一并固接在悬吊板31上，拉带32与单框铁心的上端轭部211的下侧相接触并将单框铁心的上端轭部211兜住，使得立体卷铁心21整体处于悬吊状态。本技术通过悬吊结构将立体卷铁心21悬吊安装在支撑结构内，避免立体卷铁心21下端接触地面后导致立体卷铁心21变形，进而造成本技术的立体卷铁心21变压器空载损耗上升、噪声增大等性能下降问题。
38.进一步地，在拉带32与单框铁心的轭部211下部之间还设有刚性板，该刚性板的材质为具有刚性的绝缘材质，该刚性板为弧形板，刚性板弧形的一面与轭部211下侧周面相适配并与轭部211下侧周面相抵接，以增加拉带32与轭部211的接触面积，避免立体卷铁心21集中受力造成损伤和性能下降。
39.可选地，在本实施例中，单个单框铁心的上侧的轭部211设有一个拉带32将轭部211兜住，也可以根据实际情况设置多个拉带32将轭部211兜住，以增大接触面积，避免立体卷铁心21集中受力造成损伤和性能下降，在此不作限定。
40.进一步地，拉带32为无磁钢材质的钢制拉带32，在确保拉带32强度的同时，以避免
拉带32受立体卷铁心21或线圈22的漏磁影响产生感应电流，而增加本技术的立体卷铁心21变压器的杂散损耗。进一步地，拉带32的外周缠绕有绝缘纸，以保证本技术的立体卷铁心器身装配结构内的绝缘强度。
41.拉带32的端部通过螺栓33结构固定在悬吊板31上，螺栓33穿过悬吊板31上的螺孔与拉带32的端部相固接，螺栓33的螺头直径大于螺孔的孔径以起到限位作用。进一步地，拉带32一端的螺栓33结构采用绝缘件331与悬吊板31相连接，该绝缘件331为绝缘套筒，螺栓33穿过螺孔部分的外周套设有绝缘套筒，绝缘套筒避免螺栓33与螺孔的孔壁相抵接而形成导电通路；绝缘套筒的上端部径向延伸出绝缘环，该绝缘环设置螺头与悬吊板31上端面间，以避免螺头与悬吊板31相抵接而形成导电通路。绝缘件331将拉带32一端与悬吊板31相电性绝缘，拉带32另一端则通过螺栓33与悬吊板31相连接形成导电通路。绝缘件331避免拉带32与悬吊板31形成闭合回路受立体卷铁心21和线圈22的漏磁或出头引线外周的磁场影响产生感应电流，进而造成本技术的立体卷铁心21变压器的杂散损耗增加；同时，拉带32的一端通过螺栓33与悬吊板31相连接形成导电通路，避免拉带32与外界所有导电通路相隔绝而形成悬浮电位，进而引起火花放点导致本技术的立体卷铁心21变压器故障。
42.如图3所示，图3还示出了本发明一实施方式中的立体卷铁心器身装配结构中压装结构的剖视图，压装结构包括：绝缘板41和压板42。线圈22的上下端面均设有绝缘板41，该绝缘板41为具有一开口的环形板结构，开口的宽度与线圈22出头设计相适配，心柱213穿过该开口后使绝缘板41套接在该心柱213外周。具有开口的绝缘板41便于设置线圈22的出头引线。绝缘板41的材质为绝缘材质。绝缘板41穿过铁心窗口，使绝缘板41设置在轭部211与线圈22端部间，避免线圈22端部与轭部211相抵接导致立体卷铁心21受损或线圈22变形进而影响本技术的线圈22的抗短路能力，也保证本技术的立体卷铁心器身装配结构内的绝缘强度。
43.在绝缘板41与上夹件11或下夹件12间均设有压板42，压板42为板状结构。压板42一端与绝缘板41相抵接，另一端与上夹件11的下端面或下夹件12的上端面相抵接。立体卷铁心21的自身重力通过拉带32传递至悬吊板31，进而作用于上夹件11，再通过线圈22上端的压板42作用于线圈22，实现对线圈22的压紧，使线圈22保持较强的机械结构，提高本技术的立体卷铁心21变压器的抗短路能力，避免线圈22因本技术的立体卷铁心21变压器工作产生的震动而松散，进而影响立体卷铁心21变压器的抗短路能力。
44.下端的压板42对线圈22起支撑作用，确保上端压板42对线圈22压合的效果，使线圈22内保持较强的机械结构，提高本技术的立体卷铁心21变压器的抗短路能力。下端的压板42保证了压装结构的稳定性和线圈22压装的可靠性。进一步地，连接件13对支撑结构起到紧固作用。上下压板42将连接件13对上夹件11和下夹件12间的紧固力传递至线圈22上，上夹件11和夹件夹持线圈22，立体卷铁心21的部分自身重力通过线圈22直接作用于支撑结构，避免单框铁心的上侧轭部211局部受力过大而造成立体卷铁心21受损，进而导致立体卷铁心21变压器性能下降。
45.绝缘板41设置在压板42与线圈22之间，绝缘板41与线圈22的接触面积大于线圈22与压板42的接触面积，绝缘板41增大接触面积，避免线圈22因局部受力过大而变形，进而影响立体卷铁心21变压器的抗短路能力。
46.进一步地，在本实施方式中，绝缘板41为具有一开口的环形板状结构，以便于将绝
缘板41套接在心柱213外周。在其他实施例中，也可以将绝缘板41设置为完整的环形结构，进一步地提高绝缘板41与线圈22端面的接触面积，使线圈22端面受力更加均匀。
47.本技术的压装结构相较于现有技术中将线圈22作为骨架，将立体卷铁心21悬挂在线圈22上的方式，避免了线圈22与立体卷铁心21接触部分会局部受力过大而变形，进而影响本技术的立体卷铁心21变压器的抗短路能力。本技术的压装结构通过压板42将立体卷铁心21的自身重力的部分传递至线圈22上，充分利用了立体卷铁心21自身重力将线圈22压合，提高线圈22的抗短路能力，且能避免线圈22受立体卷铁心21工作产生的震动而松散。
48.以上所述实施方式的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施方式中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
49.以上所述实施方式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。