[发明专利]变压器

说明书

技术领域

本发明涉及一种在高压绕组和低压绕组之间包括用于电势隔离的电压绝缘体的变压器。具体而言，本发明涉及一种高压变压器，具体而言涉及在高压绕组和低压绕组之间用于电势隔离的绝缘体。此外，本发明涉及一种用于在高压绕组和低压绕组之间用于电势隔离的绝缘装置。

背景技术

为了与不同电压电平匹配，高压变压器是必需的。例如，油式电炉变压器将110kV的电压变换成1.5kV的电压，油式电源变压器将110kV的电压变换成0.4kV，干式配电变压器将33kV电压变换成0.4kV。这种变压器的功率从大约0.4兆瓦开始，并且可能大到超过100兆瓦。

问题在于，对于功率范围内的高压变压器而言，对于大约36kV的电压，油绝缘变为必需的，或者对于36kV以下的干式绝缘，必须在高压绕组和低压绕组之间提供大的空气间距，或者必须使用树脂材料的非常昂贵的整体铸件。使用公知的干式绝缘，在高压情况下，在绝缘体的表面会发生部分放电，这限制了变压器的操作安全或使得不能构造出变压器。

当前，在大功率范围中没有能够在36kV以上无需油绝缘而工作的高压变压器。制造出了直到36kV电压都没有油绝缘的干式变压器。这些变压器是铸塑树脂变压器，其中使用铸塑树脂进行绝缘。除此之外，还知道有使用多层结构的绝缘材料。然而，这些变压器没有与绝缘层和半导电层结合的确定电势的导电层。此外，还有直到20kV的纯干式变压器，不过缺点是这些变压器需要非常大的空气距离，这又必需要有大的尺度且非常昂贵。

文献DE 17 63 515A公开了一种高压变压器，其中，高压绝缘体的层结构包括处于高压电势的导电层和另一个处于低压电势的导电层。由于电势关系的原因，在施加较低压的表面上发生部分放电，导致绝缘失效。

发明内容

本发明的目的是提供一种绝缘装置和相应地具有对应绝缘装置的变压器，所述绝缘装置用于变压器的高压绕组和低压绕组之间的电势隔离，在例如36kV以上的高压下，该绝缘装置不需要油绝缘，且利用该绝缘装置，可以减小例如36kV以下的低压处的空气间距。

本发明涉及一种根据权利要求1所述的特征的变压器。此外，本发明涉及一种根据权利要求21所述的特征的绝缘装置。在从属权利要求中表述了本发明的实施例的发展和优点。

具体而言，本发明涉及一种变压器，所述变压器具有在高压绕组和低压绕组之间用于电势隔离的绝缘装置，所述装置具有层结构，包括提供于高压绕组和低压绕组之间且具有至少一个与其相邻，即与其毗邻的半导电层的内绝缘体。

除此之外，本发明尤其涉及一种在变压器的高压绕组和低压绕组之间用于电势隔离的绝缘装置，所述装置具有层结构，包括将设置于高压绕组和低压绕组之间并具有至少一个与其相邻的半导电层的内绝缘体。

本发明的优点在于，能够实现无需危险的油式设计的较高压，例如36kV以上的变压器，在相对较低压，例如36kV以下的情况下，能够减少部分放电和空气间距，并由此减小变压器的尺寸。具体而言，可以显著减少或可以完全防止向外的部分放电。

在实施例中，其第一侧和第二侧(这些侧具体而言是相对侧)上的内绝缘体可以均与半导电层相邻。

在另一实施例中，变压器包括第一导电层，所述第一导电层具有施加于其上的第一确定电势且设置于高压绕组和内绝缘体之间。具体而言，所述第一导电层所具有的施加于其上的第一确定电势等于或至少接近所述高压绕组的高压。

在另一个实施例中，作为替代或者补充，变压器包括第二导电层，所述第二导电层具有施加于其上的第二确定电势且设置于低压绕组和内绝缘体之间。具体而言，所述第二导电层所具有的施加于其上的第二确定电势等于或至少接近所述低压绕组的低压。

可以从外部电压源或从变压器的绕组电压为导电层馈电，外部电压源可以具有限流装置。

在本发明的另一实施例中，变压器包括提供于高压绕组和低压绕组之间且具有至少一个与其相邻的第一半导电层的第一内绝缘体，以及提供于高压绕组和低压绕组之间且具有至少一个与其相邻的第二半导电层的第二内绝缘体。

在本实施例中，可以提供具有施加于其上的第一确定电势且设置于高压绕组和第一内绝缘体之间的第一导电层，以及具有施加于其上的第二确定电势且设置于第一内绝缘体和第二内绝缘体之间的第二导电层，以及具有施加于其上的第三确定电势且设置于低压绕组和第二内绝缘体之间的第三导电层。