用于干式变压器芯的耐腐蚀涂层系统技术方案

用于施涂到变压器芯的暴露表面的保护涂层系统防止该芯腐蚀。该保护涂层适于用于其中许多因素影响该变压器芯的寿命的工业和航海环境中。该保护涂层包括至少三个涂层。第一涂层是无机硅酸锌底漆。第二涂层是聚硅氧烷。第三涂层是室温或高温硫化硅橡胶。硅橡胶密封剂可以被进一步施涂到该芯的外边缘表面。

【技术实现步骤摘要】
用于干式变压器芯的耐腐蚀涂层系统本申请是国际申请号为PCT/US2012/070609、国际申请日为2012年12月19日、进入中国国家阶段日期为2014年06月23日、国家申请号为201280064099.0、专利技术名称为“用于干式变压器芯的耐腐蚀涂层系统”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种用于应用于变压器芯，更具体而言用于应用于干式变压器芯的保护性涂层系统。
技术介绍
干式变压器在户内和户外应用(诸如工业或航海环境中)常常暴露于腐蚀环境。环境和工业因素(诸如污染、雨、雪、风、灰尘、紫外线和海洋盐雾)促成被施涂于变压器的保护层的老化。变压器的有源部分(诸如芯)由于在变压器使用时与高工作温度和芯振动结合的前述腐蚀剂而易受腐蚀。已知现有技术涂层使用来构造芯的铁磁材料老化、破裂并且促成叠片剥离(de-lamination)。因此，在本领域中需要改进用于干式变压器芯的耐腐蚀涂层。
技术实现思路
一种用于变压器芯的耐腐蚀涂层，该变压器芯包括具有顶磁轭和底磁轭的铁磁芯，以及至少一个芯柱，该铁磁芯具有外表面、第一涂层、第二涂层和第三涂层，其中该外表面暴露于周围环境，该第一涂层形成该芯外表面和该第二涂层之间的隔离层，该第二涂层形成该第一涂层和第三涂层之间的隔离层，该第三涂层形成该第二涂层和该周围环境之间的隔离层。一种形成变压器芯的方法，其中该芯涂覆有保护性涂层，该方法包括提供变压器芯，利用包括无机硅酸锌的第一涂层来涂覆该变压器芯，利用包括聚硅氧烷的第二涂层来涂覆该变压器芯，以及利用包括室温可固化硅橡胶的第三涂层来涂覆该变压器芯。附图说明在附图中，结构实施例被示出，与下面提供的详细描述一起，描述了用于干式变压器芯的保护性涂层系统的示例性实施例。本领域技术人员将理解一个部件可以被设计为多个部件或者多个部件可以被设计为单个部件。此外，在附图和下面的描述中，在通篇附图和所写的描述中相似的部件分别用相同的附图标记来表示。图未按比例绘制并且某些部分的比例为便于图示已被放大。图1示出三相干式变压器的示例性线性芯；图2示出具有非线性芯的示例性干式变压器；图3是具有根据本专利技术而实施的至少三层的涂层系统的图1的示例性线性芯的磁轭的侧剖视图；以及图4示出在施涂至少三层的涂层系统之后被施涂至图3的磁轭的外边缘的一层硅树脂密封剂。具体实施方式参照图1，示出了三相干式变压器10的示例性芯18。应该理解尽管示出了具有分裂内部支柱26的芯18，但本文将描述的涂层系统60适于施涂至各种芯18的配置。芯18包括被堆叠的多个叠片。叠片90包括铁磁材料(诸如硅钢)或非晶金属。叠片90包括支柱和磁轭板80、82、84，这些支柱和磁轭板被堆叠以形成上和下磁轭24以及内芯柱和外芯柱26、48。分裂内芯柱26的支柱板82装配到在上和下磁轭24中形成的凹口86中。每个叠片90均具有冲压其上的开口(未示出)以允许利用螺栓或其他紧固装置将堆叠的叠片90连接在一起。组装好的芯18具有连接至上和下芯磁轭24的至少一个芯柱26、48。可替换地，可以利用铁磁材料条来缠绕芯，其中这些条被切割成预定尺寸并且被形成为圆形或矩形形状，并且被退火。应该理解具有由耐腐蚀涂层系统60保护的芯18的干式变压器可以被实施为单相变压器、三相变压器、或由三个单相变压器构成的三相变压器。可替换地，变压器10可以被实施为具有非线性芯18的三相变压器，诸如图2所示。为了说明的目的，图2描绘了具有三相的示例性非线性变压器100。至少三个芯框架22包括非线性变压器100的铁磁芯18。至少三个芯框架22中的每一个均由一个或多个金属(诸如硅钢)和/或非晶金属条缠绕。至少三个芯框架22中的每一个均具有大体上圆角矩形形状并且包括相对的磁轭部分44和相对的支柱部分(未示出)。支柱部分基本上比磁轭部分44长。至少三个芯框架22在邻接支柱部分处被接合以形成芯柱38。结果是在从上方观察变压器时明显的三角形配置。在非线性变压器100的芯18被组装之后，线圈组件12被分别安装至芯柱38。每个线圈组件12均包括高电压绕组32和低电压绕组34。低电压绕组34典型地设置在高电压绕组32内并且从该高电压绕组32径向向内。高电压绕组32和低电压绕组34由导电材料(诸如铜或铝)形成。高电压绕组和低电压绕组32、34由一个或多个导体片、具有大致矩形或环形形状的导体线、或导体条形成。为了将至少三层的涂层系统60施涂至图1和图2所绘的芯18配置，芯18首先被组装，其中该芯上没有安装线圈组件12。耐腐蚀涂层系统60被施涂至变压器芯18的外表面。芯18的外表面包括上磁轭24、下磁轭24、内支柱26和外支柱48的所有暴露表面，包括图1所示的芯窗口55的内表面。暴露表面被涂覆有至少三层的涂层系统60并且被允许在将线圈组件12安装至变压器的内芯柱和外芯柱26、48之前完全干燥。图2的非线性变压器的暴露表面包括至少三个芯框架22的除进行接触以形成芯柱38的邻接芯柱部的表面之外的外表面。耐腐蚀涂层系统60适于施涂在位于户内或户外应用的变压器的芯18的外表面上。然而，耐腐蚀涂层系统60尤其为苛刻环境而设计，这些苛刻环境的特征在于下列环境和工业因素：污染、雨、雪、风、灰尘、紫外线、沙和海洋盐雾中的一个或多个因素。耐腐蚀涂层系统60以至少三层被施涂至芯18，如图3所绘。至少三层包括硅酸锌底漆的第一涂层10、具有聚硅氧烷组合物的第二涂层12、以及包括室温硫化硅橡胶组合物的第三涂层30。如图4所绘，密封剂50可以在至少三层的耐腐蚀涂层系统60被施涂以形成保护性涂层65之后被施涂至组装好的芯18的角部和边缘。第一涂层10包括被直接施涂至铁磁芯18的无机硅酸锌底漆。适于第一涂层10的底漆的例子是可从Pittsbugh,PA的PPG得到的9。针对第一涂层10的期望的干膜厚度从大约10微米到大约25微米。第一涂层10在施涂第二涂层20之前需要大约20分钟的干燥时间。第一涂层10形成芯18的外表面和第二涂层20之间的隔离层。第二涂层20包括聚硅氧烷组合物。适于第二涂层20的顶部涂层的例子是从Pittsbugh,PA的PPG得到的700。针对第二涂层20的期望的干膜厚度从大约10微米到大约20微米。第二涂层20需要高达24小时的固化时间。如果超过一层的第二涂层20被施涂，则需要针对每一层的大约20至大约25分钟的干燥时间。第二涂层20形成第一涂层10和第三涂层30之间的隔离层。第三涂层30包括单组合物室温硫化硅橡胶。适于第三涂层30的例子是从SilchemGroupofEncinitas,CA可得到的Siltech100HV。适于第三涂层30的室温硫化硅橡胶涂层的另一个例子是从加拿大安大略省Guelph的CSLSiliconesInc.可得到的Si-570TM。第三涂层30在一个小时之后变得触摸干燥并且在24小时内固化。在分别包括低电压绕组34和高电压绕组32的线圈组件可以被安装至内芯柱26和外芯柱48之前，第三涂层30需要至少一个小时的干燥时间。针对第三涂层30的期望的干膜厚度从大约20微米到大约25微米。第三涂层30形成第二涂层20和周围环境之间的隔离层。可替换地，第三涂层30可以是与如通过引用全部并入本文的WO20100112081所公开的可硬化的水泥填料和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有耐腐蚀涂层系统的变压器芯，所述变压器芯包括：铁磁芯，所述铁磁芯包括顶部磁轭和底部磁轭、以及至少一个芯柱，所述铁磁芯具有暴露于周围环境的外表面；第一涂层，所述第一涂层包括无机硅酸锌，所述第一涂层形成所述芯外表面和第二涂层之间的隔离层，其中所述第一涂层具有介于大约10微米到大约15微米之间的厚度；所述第二涂层，所述第二涂层包括聚硅氧烷，所述第二涂层形成所述第一涂层和第三涂层之间的隔离层，其中所述第二涂层具有介于大约10微米到大约20微米之间的厚度；所述第三涂层，所述第三涂层包括室温硫化硅橡胶组合物和填料材料，所述填料材料包括可硬化水泥填料以及至少一种矿物氧化物填料，所述可硬化水泥填料进一步包括石灰石和天然矿物硅酸盐，其中所述可硬化水泥填料与所述至少一种矿物氧化物填料的重量比从大约3:1到大约1:4；并且所述第三涂层形成所述第二涂层和所述周围环境之间的隔离层，其中所述第三涂层具有介于大约20微米到大约25微米之间的厚度。

【技术特征摘要】
2011.12.23 US 13/336,2831.一种具有耐腐蚀涂层系统的变压器芯，所述变压器芯包括：铁磁芯，所述铁磁芯包括顶部磁轭和底部磁轭、以及至少一个芯柱，所述铁磁芯具有暴露于周围环境的外表面；第一涂层，所述第一涂层包括无机硅酸锌，所述第一涂层形成所述芯外表面和第二涂层之间的隔离层，其中所述第一涂层具有介于大约10微米到大约15微米之间的厚度；所述第二涂层，所述第二涂层包括聚硅氧烷，所述第二涂层形成所述第一涂层和第三涂层之间的隔离层，其中所述第二涂层具有介于大约10微米到大约20微米之间的厚度；所述第三涂层，所述第三涂层包括室温硫化硅橡胶组合物和填料材料，所述填料材料包括可硬化水泥填料以及至少一种矿物氧化物填料，所述可硬化水泥填料进一步包括石灰石和天然矿物硅酸盐，其中所述可硬化水泥填料与所述至少一种矿物氧化物填料的重量比从大约3:1到大约1:4；并且所述第三涂层形成所述第二涂层和所述周围环境之间的隔离层，其中所述第三涂层具有介于大约20微米到大约25微米之间的厚度。2.根据权利要求1所述的变压器芯，其中所述芯包括边缘表面，在所述边缘表面处所述磁轭和所述至少一个芯柱被接合，所述边缘表面由室温硫化硅橡胶组合物的密封剂层涂覆。3.根据权利要求1所述的变压器芯，其中所述室温硫化硅橡胶是聚二甲基硅氧烷。4.根据权利要求1所述的变压器芯，进一步包括添加剂，所述添...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·辛，T·A·哈特曼，R·C·巴拉德，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH