[发明专利]高压线圈、高压线圈制作方法与变压器

说明书

本公开提供一种高压线圈、高压线圈制作方法以及变压器。高压线圈制作方法包括：使用第一浇注材料浇注形成绕线骨架；使用导线在绕线骨架上绕制绕组；将绕组装配在外壳中；使用第二浇注材料对绕线骨架与外壳之间进行浇注，使得第二浇注材料完全填充于绕线骨架和外壳。本公开提供的高压线圈制作方法可以制作具有良好绝缘特性的高压线圈。

技术领域

本公开涉及高电压及绝缘技术领域，具体而言，涉及一种浇注而成的高压线圈及其制作方法与应用该高压线圈的变压器。

背景技术

在电力系统中，变压器是实现电能传输的重要部件，其性能优劣对电力系统的可靠性和电能的质量具有重大影响。

工频变压器，尤其是干式变压器，因防火防潮、可靠性高、体积小、重量轻等优点，在电力系统中得到广泛运用。干式变压器通常采用浇注工艺对绕线进行包封，实现绝缘功能，但仍有发生局部放电的风险。以环氧浇注干式变压器、浇注式电压互感器的绝缘设计为例，来说明绕线在浇注工艺中易出现的问题。环氧浇注干式变压器的绕线骨架是由玻璃纤维布绕制，层间刷涂环氧树脂、加热固化成型，存在树脂浸润不足的风险，容易导致变压器内部产生缝隙、气孔等微观缺陷，在外加电压作用下易发生局部放电，绝缘性能降低。浇注式电压互感器的绕线骨架两端与树脂浇注层存在界面缺陷，并连通一次绕组与铁芯，造成互感器的绝缘强度降低；另外，铁芯外部包裹的缓冲层，在浇注过程中不能被环氧树脂完全浸透，形成互感器内部的气隙缺陷，导致局部放电的风险增加。

近年来，电力电子变压器由于具有体积小、重量轻、空载损耗小、功率密度高、效率高等优点，在输配电领域逐渐得到了广泛的应用。电力电子变压器主要包括高压线圈、低压线圈、磁芯等部件；从绝缘设计角度，高压线圈的结构形式、材料选择、制作方法是需重点关注的问题。随着电力电子变压器的体积减小、电压提高，高压线圈的绝缘结构承受的电应力也相应增大，对变压器材料及结构的温升、散热要求更高。类似地，如果采用浇注的方法去制作高压线圈，也会同样存在干式变压器中的上述问题。

综上所述，现有的变压器的绝缘设计至少具有以下不足：1、容易导致变压器内部产生缝隙、气孔等微观缺陷；2、浇注材料不能完全浸透包绕的玻璃纤维布、电缆纸、聚酯薄膜等材料，容易形成气隙缺陷； 3、包覆绕组的绝缘层内存在不同部件、材料之间的界面。这些不足会造成变压器的的绝缘性能降低，因此，需要一种能解决上述问题的高压线圈及其制作方法。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

为了解决变压器绝缘结构的设计问题，改善变压器因内部气隙缺陷导致局放性能降低的缺点，提高变压器整体绝缘结构的耐电强度，本公开提出了一种浇注而成的高压线圈及其制作方法，以及应用该高压线圈的变压器。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种高压线圈制作方法，包括：

使用第一浇注材料浇注形成绕线骨架；

使用导线在绕线骨架上绕制绕组；

将绕线骨架装配在外壳中；

使用第二浇注材料对绕线骨架与外壳之间进行浇注，使得第二浇注材料完全填充于绕线骨架和外壳之间。

在本公开的一种示例性实施例中，第一浇注材料与第二浇注材料为同一种材料。

在本公开的一种示例性实施例中，第一浇注材料与第二浇注材料的热膨胀系数差值不大于20％。

在本公开的一种示例性实施例中，绕线骨架具有一容纳绕组的凹槽，凹槽的深度不小于绕组的厚度。

在本公开的一种示例性实施例中，外壳上具有一出线孔，绕组的出线端置于出线孔中。

在本公开的一种示例性实施例中，外壳具有第一定位孔，绕线骨架具有第二定位孔，将绕线骨架装配在外壳中包括：