[实用新型]单相干式变压器

说明书

本实用新型属于电器基本元件中变压器的改进。

本实用新型适合于电业部门中用作与电网配套用变压器。特别适合铁路车站用作信号设备的电源隔离变压器。该变压器能有效地防止从电网中侵入的雷电袭击。

目前，电业部门的电网中的高压线及电线杆上设置的变压器都是裸露在大气中。在雷雨天，当雷电袭击电网中裸露在大气中的高压线和变压器时，被袭击部分就会产生放电现象。此时，变压器Ⅰ次与大地之间将产生一种强大的无规则的高频干扰电磁波。一但这种电磁波被传到变压器的Ⅱ次，Ⅱ次与大地之间也将形成一种高压干扰电磁波，其结果将造成与变压器Ⅱ次连接的各种电气元件遭到击坏。

发明机理

根据雷电在变压器中的传递原理：雷电袭击裸露在大气中的高压线和变压器时产生的高频冲击波的频谱是比较宽的。一般，在3～20KHz范围之内。这种冲击波在变压器中的传递不遵循变压器传递的一般原理，而是通过变压器组间电容及各绕组对地形成的电容来进行传播。各种特定的变压器对高频冲击波都有相应的耦合系数。即：

K＝ (C_O)/(C_O+ C₂) …………（1）

冲击电压的传递值为：

V₂＝KV₁…………（2）

（2）式中的K为转换系数。C₀为变压器Ⅰ、Ⅱ次线圈之间的分布电容。C₂为Ⅱ次线圈对大地的分布电容。V₁为Ⅰ次线圈所遭受的对大地产生的冲击电压。V₂是Ⅰ次线圈上的电压传递到Ⅱ次线圈上之后，Ⅱ次线圈与大地之间形成的转移电压。

从（2）式中可知，要降低V₂，只有减小K。

从（1）式中可知，要减小K，只有减小C₀和加大C₂。

本实用新型的目的是提供一种使K具有最佳值的变压器，该变压器电压转换系数低于两千伍百分之一。明显低于目前通用的单相干式变压器的电压转换系数（百分之八十）。

下面结合附图对本实用新型详细描述如下：

图1为单相干式变压器的结构示意图

图2为线圈在铁芯上的配置图的主视图

图3为线圈在铁芯上的配置图的俯视图

单相干式变压器由Ⅰ次线圈22、Ⅱ次线圈23、下支架1、铁芯下夹板2、铁芯上夹板21、螺钉3、接地螺栓4、紧固螺栓5、屏蔽引出线6、上支架7、铁芯8、端子板固定螺栓9、端子板10、层间绝缘层11、Ⅰ次线圈引出线12、Ⅱ次线圈引出线13、Ⅰ次线圈绕线层14、环氧树脂灌封层15、悬浮屏蔽层16、Ⅱ次线圈绕线层17、Ⅱ次线圈屏蔽层18、Ⅱ次线圈端屏蔽层19、铜螺栓20组成。

铁芯8上装有两个Ⅰ次线圈22、两个Ⅱ次线圈23。铁芯8用铁芯下夹板2和铁芯上夹板21夹持。铁芯下夹板2用紧固螺栓5的下端固定在下支架1上。紧固螺栓5的上端，用来将铁芯上夹板21和上支架7固定在一起。上支架7与端子板10之间用端子板固定螺栓9固定。屏蔽引出线6位于线圈的右上方和左下方。Ⅰ次线圈引出线12和Ⅱ次线圈引出线13分别位于线圈的上端，分前后两侧引出。

为加大线圈的C₂，采用了逐层屏蔽方式，即每绕一层加一层屏蔽，再把各屏蔽并联引出，形成一个“栅”状屏蔽层，同时又增设了Ⅱ次线圈的“端屏蔽层”19。

为了减小线圈的C₀采取了Ⅰ、Ⅱ次线圈分段交叉分柱绕制，并在Ⅰ、Ⅱ次线圈端面间增设了“悬浮屏蔽层”16，形成C₀为C_0Ⅰ和C_0Ⅱ的两个电容串联的形式。根据电工原理：

C₀＝ (C_OⅠ× C_0Ⅱ)/(C_{O Ⅰ}× C_OⅡ)

C₀值变小了。

实施例：