高压变压器制造技术

一种用于提供千伏范围内的交变电压的高压变压器（１），所述高压变压器带有至少一个次级绕组（１２），该次级绕组缠绕在包围变压器芯（２）的线圈支承体（１１）上，其中，为了所述次级绕组（１２）的电绝缘，设置包封所述次级绕组（１２）的绝缘壳体（５，６），该绝缘壳体通过支承所述次级绕组（１２）的线圈支承体（１１）和通过由塑料制成的并且在形成环形间隙（１３）的情况下包围所述次级绕组（１２）的包封体（１４）形成壁，其中，所述次级绕组（１２）和所述包封体（１４）之间的环形间隙（１３）用绝缘流体填充，其中，用绝缘流体填充的环形间隙（１３）具有在横截面上看小于或等于２０ｍｍ的间隙宽度，其中，包封体（１４）具有小于或等于２０ｍｍ的壁厚，其中，所述塑料是聚丙烯，并且其中，没有为绝缘流体提供单独的膨胀容积。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于提供千伏范围内的交变电压的高压变压器，该高压变压器带 有至少一个次级绕组，该次级绕组缠绕在包围变压器芯的线圈支承体上。
技术介绍
这种高压变压器已经由现有技术充分公开。这种高压变压器通常是(必要时可移 动的)检测或测量装置的组件，其中，可在至少一个次级绕组上量取的高压用作用于待检 测的部件或其它测量目的的检测电压。在此，在变压器的初级绕组上施加输入交变电压，该初级绕组例包围例如由铁或 铁叠片组成的铁磁性的变压器芯。因此在变压器芯中感应出的磁场然后在至少一个次级侧 绕组上感应出在其振幅上基本上与初级绕组和次级绕组各自的匝数的比例有关的次级电 压。在当前涉及的高压范围内，变压器或次级绕组的电绝缘方面要特别注意。开头所述类型的高压变压器中有刚好一个次级绕组，其输出交变电压相对接地信 号测量。此外，已知高压变压器带有总共两个次级线圈，所述次级线圈提供分别一个相对彼 此相移180°的输出电压。因此，通过量取压差可以在次级绕组构造相同时获得可在次级绕 组上量取的最大电压的加倍。因此，次级绕组必须仅分别针对较低的(例如在构造相同时 是一半)的输出电压设计。然而明确规定，本专利技术不限于特定的变压器装置或变压器几何 形状。如现有技术公开的那样，支承次级绕组并且由电绝缘材料制成的线圈支承体相对 线圈几何形状而言径向向内相对变压器芯对次级绕组进行绝缘。线圈支承体为此有利地具 有中间孔，例如变压器芯的臂可穿过所述孔。在现有技术中还已知有用于进一步绝缘(通 常本身由绝缘的金属丝组成的)次级绕组的两种不同的基本绝缘方案。在第一种变型中，也就是所谓的干式变压器，次级绕组借助于浇铸树脂包封，浇铸 树脂在硬化之后用于为次级绕组提供足够的对外电绝缘。然而，干浇铸树脂中的小缺陷 (例如气泡或在真空环境下浇铸时的真空泡)会由于击穿导致变压器大多不可修复的破 坏。考虑到在现有技术中公开的浇铸树脂的坚韧的粘性，尽可能没有废品地制造这种干式 变压器需要大的费用。另外要考虑的是，新型高压变压器的次级绕组乐于应用薄的绕组线，这可与浇铸 树脂的坚韧粘性不兼容。然后，浇铸树脂不再能够足够安全地没有缺陷地封闭相邻的金属 丝之间可能的间隙。因此，有时在干式变压器中已经在用树脂包封绕组之前用更稀的绝缘 介质对绕组进行“预防水处理”。然而，在此不希望的缺陷的危险或者为避免这种饱含缺陷 的绝缘所带来的制造成本非常高。因此，干式变压器大多应用在次级线圈的绕组线直径较 大的情况。尤其在可移动的检测或测量装置中使用开头所述类型的高压变压器时，主要由于 变压器的重量确定的检测或测量装置的总重量是一个重要的标准。在前述类型的干式变压器中，浇铸树脂由于高压绝缘目的已经具有必要的层厚并3且由于其通常在约1. 3至1. 7g/cm3的密度而对变压器的总重量值做出不能忽略的贡献。为 次级线圈使用较厚的金属丝同样不利地导致干式变压器的重量增加。高压变压器的第二种变型为绝缘目的使用绝缘流体，该绝缘流体包围由金属组成 的变压器壳体内的整个变压器。在此，通常使用绝缘油或者(常常是加压的)绝缘气体(例 如六氟化硫(SF6))。在此，整个变压器，包括变压器芯和线圈都由绝缘油包围。由于绝缘油在变压器运 行或者在由其他原因提高的环境温度时不能忽略的热膨胀，假如这些变压器不使用带有连 续并且冷却的油循环作为控制器，这些油绝缘的变压器还必须提供专门的膨胀容积(例如 形式为膨胀容器)，绝缘油在需要时可以膨胀到所述膨胀容积中，如例如在按DE12^119的 油变压器中的情况一样。包围整个变压器的油量以及金属壳体的重量明显增大了这种变压 器的总重量。其他油变压器由CH470738和DE714480公开，然而这些油变压器同样包括用于提 供单独的膨胀容积的装置。
技术实现思路
在这种背景下，本专利技术所要解决的技术问题是，这样继续扩展开头所述类型的高 压变压器，使得该高压变压器在结构简单、廉价并且可靠的同时在节约重量方面超过由现 有技术公开的高压变压器。该技术问题通过按权利要求1所述的高压变压器解决。在按本专利技术的高压变压器中，作为对开头所述特征的补充设计为，为了次级绕组 的电绝缘，该高压变压器具有包封次级绕组的绝缘壳体，该绝缘壳体关于线圈几何形状 (径向)朝内通过支承次级绕组的线圈支承体并且关于几何形状(径向)朝外通过由塑料 制成的并且在形成环形间隙的情况下包围次级绕组的包封体形成壁，其中，次级绕组和包 封体之间的环形间隙用绝缘流体填充。在此当然应理解为，用于次级绕组的按本专利技术的包封的绝缘壳体也必须沿轴向， 也就是在绝缘壳体相互相对的端侧封闭。为了与次级绕组的必要(低压和高压侧)接触，绝 缘壳体还必须具有恰当的缺口或孔，所述缺口或孔以恰当的方式流体密封地封闭或密封。通过按本专利技术设计的绝缘壳体在形成外部的、以绝缘流体填充的环形间隙的情况 下包封次级线圈，可以相比由现有技术公开的高压变压器，其中，整个变压器，包括变压器 芯支承在绝缘油中，较大程度地减少出于绝缘目的使用的绝缘流体、尤其是绝缘油的量。这 首先有助于按本专利技术实现的重量节约。另外，由塑料制成的包封体由于在环形间隙完全以 绝缘流体填充的情况下包围次级绕组，可以以比在次级绕组的区域用浇铸树脂包围的干式 变压器的树脂外壳为了足够高压绝缘的目的所需的壁厚明显更薄的壁厚制造。并且最后， 按本专利技术设计的绝缘壳体的包封体可以用简单并且廉价的方式由塑料注塑而成，而不需要 如在用浇铸树脂环绕包封次级绕组的情况下那样为避免缺陷而带来特别高的开销。在次级 绕组卷绕在线圈支承体上之后，包封体简单地套在次级绕组上并且在端侧密封，也就是流 体密封地封闭成绝缘壳体。环形间隙通过绝缘壳体恰当的(之后封闭的)孔填充绝缘流体。环形间隙中并且没有硬化的绝缘流体相对浇铸树脂提高的流动性以简单的方式 实现次级绕组没有缺陷的电绝缘，即便在次级绕组的丝线直径较小的情况下。 通过使用绝缘流体，也就是未硬化的绝缘油或者绝缘气体，还可以以特别有利的 方式为次级绕组使用特别薄的丝线，这尤其相比传统的干式变压器实现了进一步的重量减此外被证明特别有利的是，次级绕组通过绝缘壳体的包封在径向内部通过线圈支 承体并且在径向外部通过(包围填充有绝缘油的环形间隙的)包封体实现。变压器芯或变 压器的其他部件也以有利的方式不直接与绝缘流体接触，这也有助于所使用的绝缘流体尽 可久保持纯度。在现有技术中，其中，在油绝缘的变压器中铁磁性的变压器芯也始终与绝缘 油直接接触，绝缘油连续上升的不纯度(尤其也带有导电颗粒)导致，绝缘油必须定期更新 或清洁。反之，按本专利技术的高压变压器的绝缘流体在变压器的寿命中要么完全不需要更换， 要么在较长的运行间隔之后才需要更换。此外表明，由于借助于塑料包封体包封并且由于 相比现有技术明显更少量的绝缘油，不必为绝缘油提供单独的膨胀体积，这相对现有技术 中其它的油绝缘的变压器是另一个优点。最后，在形成环形间隙的情况下优选紧密包围次级绕组的包封体或者绝缘壳体由 于较小的尺寸也由于其他的材料选择具有比用于油绝缘的变压器的已知金属壳体明显减小的重量。显然，在需要时，尤其当按本专利技术的高压变压器安装在可移动的检测或测量装置 中时，设置恰当的冷却机构，通过该冷却机构抑制在变压器运行时的过度变热。尤其本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于提供千伏范围内的交变电压的高压变压器（１），该高压变压器带有至少一个次级绕组（１２），该次级绕组缠绕在包围变压器芯（２）的线圈支承体（１１）上，其中，为了所述次级绕组（１２）的电绝缘，设置包封所述次级绕组（１２）的绝缘壳体（５，６），该绝缘壳体通过支承所述次级绕组（１２）的线圈支承体（１１）和通过由塑料制成的且在形成环形间隙（１３）的情况下包围所述次级绕组（１２）的包封体（１４）形成壁，其中，所述次级绕组（１２）和所述包封体（１４）之间的环形间隙（１３）用绝缘流体填充，其中，用绝缘流体填充的环形间隙（１３）具有在横截面上看小于或等于２０ｍｍ的间隙宽度，其中，包封体（１４）具有小于或等于２０ｍｍ的壁厚，其中，所述塑料是聚丙烯，并且其中，没有为绝缘流体提供单独的膨胀容积。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁道夫布兰克，
申请(专利权)人：B二电子有限公司，
类型：发明
国别省市：AT