[发明专利]变压器

说明书

技术领域

本发明涉及变压器、变压器外壳、水下设施和海底碳氢化合物抽取设施。

背景技术

在例如海底的水下电力分配应用中，将变压器越来越多地用于压力补偿外壳中。变压器容纳(house)在含有油的外壳中，并且当部署在水下时，使油压等于外部水压，使得变压器因而可在油中工作在很高压力，例如相当于3000m深或更深。变压器的磁芯通常由包漆铁芯(core)元件形成，并且这类高压力能够对它们具有损坏作用。这类包漆铁芯元件通常成形为“I”和“E”剖面，但是可使用其它形状因子。铁芯元件可由诸如钢或镍/铁合金等的金属形成。

图1至3示出具有铁/镍合金铁芯的典型简易50Hz变压器构造。这包括通常厚度在0.5与0.35mm之间的多个叠片。所示叠片分别包括所谓的“I”和“E”剖面1和2的铁芯元件。在图2示意所示的组装过程期间，对于各叠片，“E”铁芯元件2的中心臂3经过支撑(carry)所需绕组的线轴4的中心。“E”铁芯元件2设置成对接到“I”铁芯元件1。各叠片以颠倒方式组装到其相邻叠片，如图2所示，其中对于第二层叠片，“E”铁芯元件5以相反方向组装到第一“E”铁芯元件2，并且在线轴4与第一“I”铁芯元件1的相对端对接到“I”铁芯元件6。该过程继续进行以形成如图2中示为部分组装的叠片的叠层，并且完全组装的叠层采用螺母9以及通过铁芯元件中的孔7定位的螺旋杆8(图3所示)结合在一起，其中仅示出各螺杆8上的一个螺母9。部分组装时的变压器的端点视图如图3所示。

最常见的压力相关故障模式之一如下所述：在压力下，铁芯元件可相互推压，使得存在清漆被损坏的可能性。这会引起铁芯元件之间的短路并且因而引起高于正常的感应电流，这可使铁芯变热。这种温度增加可极大降低变压器的效率，并且可能引起其损坏。

本发明的目的是克服这些问题。这个目标通过提供一种变压器构造来实现，该变压器构造将压力均匀分布在整个变压器铁芯上，使得铁芯元件不会被过度挤压在一起。

发明内容

根据本发明，提供一种变压器，包括：

铁芯，由彼此相邻地堆叠在一起以处于实质平行的多个平坦叠片来形成；

电绝缘间隔部件，设置在每个叠片与和其相邻的叠片之间以将它们分隔，以便在铁芯中提供多个空隙(void)，各空隙在叠片与和其相邻的叠片之间；以及

位于所述空隙中并且填充所述空隙的电绝缘流体。

每个叠片可包括至少一个铁芯元件，例如每个叠片可包括“I”和“E”型铁芯元件。

间隔部件可包括多个隔离片。在这种情况下，对于各叠片与和其相邻的叠片，隔离片可由叠片之一的侧面来支撑，例如经由粘合剂通过附着或者通过定位在凹槽中来支撑。

备选地，间隔部件可包括网孔(mesh)片材料。

优选地，所述电绝缘流体包括油。

本发明还包括变压器外壳，包括：填充有所述电绝缘流体的壳体；按照本发明的变压器，安装在壳体中，并且其流体与壳体中的流体接触；以及用于将壳体外部的压力传递到壳体中的流体使得流体在使用中驻留在与外壳外部的压力实质相同的压力的部件。

本发明还包括包含按照本发明的变压器或变压器外壳的水下设施或者包含按照本发明的变压器或变压器外壳的海底碳氢化合物抽取设施。

本发明提供优于现有技术的各种优点。按照本发明的变压器在例如海底的高大气压环境中是更为可靠的装置，因而节省经常在常规变压器安装之后出故障或者变为不可接受有损后不久引起的大量成本。虽然显而易见，这种变压器的性能与常规设计相比因铁芯铁密度的降低而降低，但是这种损失是有意的，并且在良好系统设计中会是允许的，而不是产生于安装之后的非预计降级。

附图说明

现在将参照附图描述本发明，附图中：

图1以分解图示意示出已知变压器的一部分；

图2示意示出制造图1中变压器的方法；

图3示意示出图1和图2的已组装变压器的端视图；

图4示意示出按照本发明的两个铁芯元件的透视图；

图5示意示出按照本发明组装的变压器的端点视图；以及

图6示意示出压力均衡的变压器外壳。

具体实施方式