一种变压器铁芯及其安装方法与流程

1.本技术涉及变压器技术领域，尤其涉及一种变压器铁芯。还涉及一种变压器铁芯的安装方法，用于生产前述变压器铁芯。


背景技术：

2.海上风电35kv级环氧浇注干式变压器铁芯一般由夹件、拉板、穿心螺杆、夹螺杆、垫脚等零部件连接成构架。为了确保这类变压器铁芯不会产生多点接地现象，通常需要在夹件和铁芯之间设置绝缘零件，例如，夹件和铁芯之间可以拉板和拉板绝缘件。
3.目前，设有拉板和拉板绝缘件的海上风电35kv级环氧浇注干式变压器铁芯主要包括以下两种产品结构：
4.在第一种产品结构中，夹件、拉板、拉板绝缘件和铁芯此四者依次并排分布且彼此紧贴，穿心螺杆沿前述四者的并排分布方向贯穿且锁紧；其中，夹件和铁芯在穿心螺杆处的爬电距离可以看作是拉板和拉板绝缘件二者的厚度之和。这种产品结构的爬电距离大，绝缘性能好，但是也存在夹件绝缘因厚度大而用材多、夹件绝缘占用空间大而影响低压引出铜排的布置的问题，导致产品整体尺寸较大、成本高。
5.在第二种产品结构中，夹件、拉板绝缘件和铁芯此三者依次并排分布且彼此紧贴，穿心螺杆沿前述三者的并排分布方向贯穿且锁紧；其中，拉板处于夹件和拉板绝缘件之间且嵌入夹件内，穿心螺杆同样贯穿并锁紧拉板。可见，第二种产品结构既可以利用拉板和拉板绝缘件对铁芯和夹板实现绝缘，又可以令铁芯和夹板之间的距离不包含拉板的厚度，也就是说，铁芯和夹板在穿心螺杆处的爬电距离与拉板绝缘件的厚度保持一致。
6.第二种产品结构虽然可以对第一种产品结构的产品尺寸和成本等问题加以改善，但是受拉板绝缘件的环氧浇注箔绕线圈的制造工艺要求所限，拉板绝缘件的厚度通常限制为2mm左右，这导致穿心螺杆在拉板和拉板绝缘件处的穿设安装导致夹件与铁芯之间的爬电距离很小。对于需要在湿度大、盐雾浓度高的海上恶劣环境长期作业的海上风电35kv级环氧浇注干式变压器而言，若采用第二种产品结构，盐分浓度高的水汽容易凝聚在拉板绝缘件和穿心螺杆的空隙内，造成夹件与铁芯的意外连通，使铁芯多点接地并产生环流，进而过热烧损变压器铁芯，严重增加了维修工作的负担。
7.综上，如何兼顾变压器铁芯的产品尺寸、成本和绝缘性能，成为本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

8.本技术的目的是提供一种变压器铁芯，铁芯和夹件之间的爬电距离大、因而绝缘性能好，而且可以有效控制产品的尺寸和成本。本技术的另一目的是提供一种变压器铁芯的安装方法，用于生产前述变压器铁芯。
9.为实现上述目的，本技术提供一种变压器铁芯，包括铁芯、夹件和连接杆，连接杆贯穿且连接铁芯和夹件，还包括绝缘件；部分绝缘件套设连接杆且夹设于铁芯和夹件之间，
部分绝缘件套设连接杆且嵌入夹件内，嵌入夹件的绝缘件处于夹件和连接杆之间；绝缘件在夹件内的嵌入深度小于夹件沿嵌入方向的尺寸。
10.在一些实施例中，铁芯设有可插装连接杆的铁芯安装孔，夹件设有可插装连接杆的夹件安装孔；绝缘件包括呈环状的绝缘嵌入体，绝缘嵌入体套设连接杆且嵌入夹件内；铁芯安装孔和夹件安装孔二者中至少一者的孔径大于绝缘嵌入体的环内径。
11.在一些实施例中，铁芯安装孔和夹件安装孔二者的孔径均大于绝缘嵌入体的环内径。
12.在一些实施例中，绝缘件还包括绝缘垫片；绝缘垫片套设连接杆且夹设于铁芯和夹件之间；绝缘嵌入体和绝缘垫片二者相互独立或粘贴固定。
13.在一些实施例中，夹件设有可供绝缘嵌入体嵌装的环状凹槽；环状凹槽的槽径沿其轴向处处相等。
14.在一些实施例中，夹件设有可供绝缘嵌入体嵌装的环状凹槽；环状凹槽的槽径沿其轴向外侧向内减缩。
15.在一些实施例中，环状凹槽的槽径大于绝缘嵌入体的环外径。
16.在一些实施例中，绝缘件的嵌入深度小于夹件沿嵌入方向的尺寸的二分之一。
17.本技术还提供一种变压器铁芯的安装方法，应用于上述变压器铁芯，包括：
18.s1：将铁芯、绝缘件和夹件依次套设于连接杆；
19.s2：在部分绝缘件夹设于铁芯和夹件之间且部分绝缘件嵌入夹件内时，锁紧连接杆、以实现固定铁芯、绝缘件和夹件。
20.在一些实施例中，s1之前还包括：
21.s01：将部分绝缘件嵌入夹件，并向夹件和嵌入其内的绝缘件二者的缝隙内填充密封胶。
22.相对于上述背景技术，本技术所提供的变压器铁芯包括铁芯、夹件和连接杆，连接杆贯穿且连接铁芯和夹件，还包括绝缘件；部分绝缘件套设连接杆且夹设于铁芯和夹件之间，部分绝缘件套设连接杆且嵌入夹件内，嵌入夹件的绝缘件处于夹件和连接杆之间，绝缘件在夹件内的嵌入深度小于夹件沿嵌入方向的尺寸。
23.在本技术所提供的变压器铁芯中，绝缘件包括两部分，一部分套设连接杆且夹设于铁芯和夹件之间，另一部分套设连接杆且嵌入夹件内，同时还处于夹件和连接杆之间。其中，套设连接杆且夹设于铁芯和夹件之间的这部分绝缘件与常见的拉板绝缘件类似，对铁芯和夹件的绝缘发挥主要作用；嵌入夹件且处于夹件和连接杆之间的这部分绝缘可以在前述绝缘件的基础上增大铁芯和夹件的爬电距离，但又不会增大变压器铁芯的整体尺寸，也不会改变变压器铁芯的整体形态，而且耗材极少，成本几乎可以忽略。可见，本技术所提供的变压器铁芯既可以合理控制产品的整体形状和尺寸，又可以增大夹件和铁芯之间的爬电距离，提高夹件与铁芯之间的绝缘耐受性，从而避免夹件与铁芯意外连通而使铁芯多点接地并产生环流，避免过热烧损变压器铁芯，适用于湿度大、盐雾浓度高的恶劣环境。
附图说明
24.为了更清楚地说明本技术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
申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
25.图1为本技术实施例所提供的变压器铁芯的结构示意图；
26.图2为图1在a处的局部放大图；
27.图3为本技术实施例所提供的变压器铁芯在绝缘件处的局部结构示意图；
28.图4为本技术实施例所提供的第一种夹件的结构示意图；
29.图5为图4在环状凹槽处的局部结构示意图；
30.图6为本技术实施例所提供的第二种夹件的结构示意图；
31.图7为图6在环状凹槽处的局部结构示意图；
32.图8为本技术实施例所提供的第一种变压器铁芯的安装方法的流程示意图；
33.图9为本技术实施例所提供的第二种变压器铁芯的安装方法的流程示意图。
34.其中，1-铁芯、2-夹件、3-连接杆、4-绝缘件、41-绝缘嵌入体、42-绝缘垫片。
具体实施方式
35.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
36.为了使本技术领域的技术人员更好地理解本技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的详细说明。
37.请参考图1至图9，图1为本技术实施例所提供的变压器铁芯的结构示意图；图2为图1在a处的局部放大图；图3为本技术实施例所提供的变压器铁芯在绝缘件处的局部结构示意图；图4为本技术实施例所提供的第一种夹件的结构示意图；图5为图4在环状凹槽处的局部结构示意图；图6为本技术实施例所提供的第二种夹件的结构示意图；图7为图6在环状凹槽处的局部结构示意图；图8为本技术实施例所提供的第一种变压器铁芯的安装方法的流程示意图；图9为本技术实施例所提供的第二种变压器铁芯的安装方法的流程示意图。
38.请参考图1至图3，本技术提供一种变压器铁芯，包括铁芯1、夹件2以及夹设于铁芯1和夹件2之间的绝缘件4，还包括依次贯穿且锁紧铁芯1、绝缘件4和夹件2的连接杆3；前述连接杆3依次贯穿铁芯1、绝缘件4和夹件2，可见，铁芯1、绝缘件4和夹件2任意一者设有可穿设连接杆3的通孔。
39.在该实施例中，部分绝缘件4套设连接杆3且夹设于铁芯1和夹件2之间，这部分绝缘件4的两对侧表面分别贴紧铁芯1和夹件2二者的邻面，对铁芯1和夹件2实现绝缘发挥主要作用；部分绝缘件4则套设连接杆3且嵌入夹件2内，这部分绝缘件4处于夹件2和连接件之间，由于夹件2套设连接件，因此，连接件、前述绝缘件4以及夹件2此三者可以看作是由内向外依次相套。此外，对于嵌入夹件2内的绝缘件4而言，其嵌入深度小于夹件2沿嵌入方向的尺寸，如图1和图2所示，绝缘件4沿图1和图2的水平方向嵌入夹件2，则绝缘件4的嵌入深度小于夹件2在水平方向的尺寸。
40.在该实施例中，连接杆3贯穿铁芯1、绝缘件4和夹件2并锁紧铁芯1、绝缘件4和夹件2，实现铁芯1、绝缘件4和夹件2三者的固定连接。
41.对于套设连接杆3且夹设于铁芯1和夹件2之间的绝缘件4而言，其径向尺寸与铁芯1的径向尺寸和夹件2的径向尺寸相当，可以隔开铁芯1和夹件2的相邻表面，避免铁芯1和夹件2直接接触，对铁芯1和夹件2发挥绝缘作用，简而言之，这部分绝缘件4与用于变压器铁芯的常见绝缘零件基本无异。对于套设连接杆3且嵌入夹件2内的绝缘件4而言，其处于夹件2和连接件之间，可以增大铁芯1和夹件2在连接杆3附近的爬电距离，提高铁芯1和夹件2在连接杆3附近的绝缘强度，避免因连接杆3及相关安装孔而导致铁芯1和夹件2意外连通。
42.其中，嵌入夹件2内的绝缘件4可以增大铁芯1和夹件2在连接杆3附近的爬电距离可以理解为，若绝缘件4未嵌入夹件2，则铁芯1和夹件2在连接杆3附近的爬电距离等于前述绝缘件4的厚度a，若中绝缘件4嵌入夹件2，则铁芯1和夹件2在连接杆3附近的爬电距离为min{a e1，a e2}。其中，e1为z’到y沿绝缘件表面的路径长度，e2为z’到x沿绝缘件表面的路径长度；由于e1、e2任意一者大于0，显然min{a e1，a e2}大于a，可见，绝缘件以诸如图3所示的方式嵌入夹件2可以增大铁芯1和夹件2在连接杆3附近的爬电距离。其中，图3中的e等于e2，图3中的h小于e1。
43.下面结合附图和实施方式，对本技术所提供的变压器铁芯做更进一步的说明。
44.如前所言，铁芯1、绝缘件4和夹件2任意一者设有可穿设连接杆3的通孔，在一些实施例中，铁芯1内的通孔具体为铁芯安装孔，连接杆3可以插装于前述铁芯安装孔内，夹件2的通孔具体为夹件安装孔，连接杆3可以插装于前述夹件安装孔内，至于绝缘件4，其包括呈环状的绝缘嵌入体41，此绝缘嵌入体41套设连接杆3并嵌入夹件2内，当然，此绝缘嵌入体41隔设于夹件2和连接件之间。在该实施例中，铁芯安装孔和夹件安装孔二者中至少一者的孔径大于绝缘嵌入体41的环内径，也就是说，当铁芯1、绝缘件4、夹件2和连接杆3装配于一体时，绝缘嵌入体41的环形内壁比铁芯1的孔内壁和夹件2的孔内壁更加靠近连接杆3，如图3所示，因此，铁芯1在图3中的z’点到夹件2的y点之间的爬电距离不仅包括嵌入夹件2的这部分绝缘件4的厚度h，还包括这部分绝缘件4向夹件安装孔内凸起时产生的凸起高度，可见，铁芯安装孔、夹件安装孔和绝缘嵌入体41三者之间的前述径向尺寸关系可以增大前述z点到x点的爬电距离。
45.通常，铁芯安装孔和夹件安装孔二者的孔径等大，也就是说，铁芯安装孔的孔径大于绝缘嵌入体41的环内径，夹件安装孔的孔径也大于绝缘嵌入体41的环内径。
46.在上述实施例的基础上，该变压器铁芯的绝缘件4不仅包括绝缘嵌入体41，还包括绝缘垫片42；绝缘垫片42套设连接杆3且夹设于铁芯1和夹件2之间，用于隔开铁芯1和夹件2的相邻表面，避免铁芯1和夹件2直接接触。由于绝缘垫片42需要隔开铁芯1和夹件2的相邻表面，因而绝缘垫片42的径向尺寸一般不小于铁芯1和夹件2任意一者的径向尺寸。
47.对于设有绝缘嵌入体41和绝缘垫片42的绝缘件4而言，其可以一体成型，即采用同一毛坯加工得到一个完整的绝缘件4，也可以分别加工并装配连接，例如，可以在分别加工绝缘嵌入体41和绝缘垫片42后将前述二者粘贴固定，当然，也可以直接将相互独立的绝缘嵌入体41和绝缘垫片42安装在铁芯1、夹件2和连接杆3之间。
48.正如上文所言，绝缘垫片42的径向尺寸一般不小于铁芯1和夹件2任意一者的径向尺寸，而绝缘嵌入体41的径向尺寸通常远小于铁芯1的径向尺寸和夹件2的径向尺寸，如果采用同一毛坯加工绝缘件4的绝缘嵌入体41和绝缘垫片42，则加工难度大且容易浪费原料，为此，在本技术所提供的各个实施例中，绝缘件4属于装配体，换句话说，绝缘嵌入体41和绝
缘垫片42二者独立加工成型，使用时可以直接装配在铁芯1、夹件2和连接杆3之间，也可以采用粘贴等方式固定连接后再装配在铁芯1、夹件2和连接杆3之间。
49.为了在夹件2内安装绝缘嵌入体41，该变压器铁芯的夹件2内设有可供前述绝缘嵌入体41嵌装的环状凹槽，此环状凹槽的形状和尺寸与绝缘嵌入体41的形状和尺寸相适应，既可以令绝缘嵌入体41实现嵌入安装，也可以约束绝缘嵌入体41在夹件2内的位置。
50.可参考图4至图7，上述环状凹槽可以设置为圆筒状的凹槽，换句话说，此环状凹槽的槽径沿其轴向处处相等，如图5所示；上述环状凹槽也可以设置为圆台状的凹槽，换句话说，此环状凹槽的槽径沿其轴向外侧向内减缩，如图7所示。
51.为了方便安装绝缘嵌入体41和环状凹槽，通常，环状凹槽的槽径大于绝缘嵌入体41的环外径，例如，环状凹槽的槽比绝缘嵌入体41的环外径大5mm以上。将具有前述尺寸关系的绝缘嵌入体41和环状凹槽装配于一体时，环状凹槽的环形外壁分离于环状凹槽的环状内壁。
52.通常，绝缘件4的嵌入深度小于夹件2沿嵌入方向的尺寸的二分之一，即满足利用绝缘件4增大铁芯1和夹件2二者的爬电距离的目的，又能够保障夹件2的结构强度。
53.此外，可参考图8，本技术还提供一种变压器铁芯的安装方法，应用于上文各个实施例所提供的变压器铁芯，包括：
54.s1：将铁芯1、绝缘件4和夹件2依次套设于连接杆3；
55.s2：在部分绝缘件4夹设于铁芯1和夹件2之间且部分绝缘件4嵌入夹件2内时，锁紧连接杆3、以实现固定铁芯1、绝缘件4和夹件2。
56.按照该变压器铁芯的安装方法作业时，首先可以将铁芯1、绝缘件4和夹件2依次套设于连接杆3，或者说，将连接杆3依次穿入铁芯1、绝缘件4和夹件2；随后，调整铁芯1、绝缘件4和夹件2三者沿连接杆3的长度方向的相对位置关系，令部分绝缘件4夹设于铁芯1和夹件2之间且部分绝缘件4嵌入夹件2内，比如说，令绝缘件4的绝缘垫片42夹设于铁芯1和夹件2之间且令绝缘件4的绝缘嵌入体41嵌入夹件2内，调节好绝缘件4在铁芯1和夹件2之间的位置关系后锁紧连接杆3，实现固定铁芯1、绝缘件4和夹件2。其中，利用连接杆3锁紧固定铁芯1、绝缘件4和夹件2时，可以在连接杆3沿长度方向的两端分别套设锁紧螺母，这两个锁紧螺母位于铁芯1和夹件2二者的两侧，可相向移动以夹紧铁芯1、绝缘件4和夹件2。
57.如图9所示，在上述实施例的基础上，该变压器铁芯的安装方法还包括设于s1之前的：
58.s01：将部分绝缘件4嵌入夹件2，并向夹件2和嵌入其内的绝缘件4二者的缝隙内填充密封胶。
59.可见，按照该变压器铁芯的安装方法作业时，可以首先将嵌入夹件2的部分绝缘件4和夹件2胶粘固定，此举既可以实现绝缘件4和夹件2的相对固定，方便后续步骤，也可以填补夹件2和嵌入其内的绝缘件4之间的间隙，起到防水防尘的效果。
60.此外，采用密封胶胶粘连接夹件2和绝缘件4的动作也可以放在s1和s2之间，或者放在s2之后，可根据现场施工人员的作业要求和操作习惯灵活调整。
61.在夹件2和嵌入夹件2的部分绝缘件4二者的缝隙内填充密封胶例如自干型环氧树脂，可以令自干型环氧树脂占据二者的缝隙，避免此处积聚水分而影响夹件2和铁芯1的绝缘性能。
62.综上可见，按照该变压器铁芯的安装方法得到的变压器铁芯增大了夹件2和铁芯1之间的爬电距离，进而提高了夹件2与铁芯1之间的绝缘耐受性，可避免夹件2与铁芯1的意外连通而使铁芯1多点接地并产生环流，进而避免过热烧损变压器铁芯，适用于湿度大、盐雾浓度高的恶劣环境。由于部分绝缘件4嵌入夹件2内，这部分绝缘件4在发挥增大爬电距离的作用时并未占据额外的空间，而且耗材很少，因此，此变压器铁芯的整体尺寸和形状仍然保持原有状态，且产品成本低。
63.以上对本技术所提供的变压器铁芯及其安装方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以对本技术进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本技术权利要求的保护范围内。