[发明专利]提供有抽头面板的变压器、用于干式配电变压器的抽头面板的电绝缘方法以及用于干式配电变压器的抽头面板

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年4月15日递交的巴西专利申请PI1101495-4的优先权，其内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明涉及用于三相或单相电变压器的抽头面板，该抽头面板为固态绝缘并具有屏蔽和接地的线圈，特别被设计用于地下或水下配电设施或者内部或外部设施。

背景技术

如根据现有技术已知，变压器被广泛应用于转换电能。在高压下进行电能传输直至靠近消费场所，而在消费场所，同样通过变压器将电能传输降低至适用于消费者的设备部件的值。电压电平的下降可通过抽头来完成，抽头本质上为沿线圈绕组的连接点，这使得能够沿绕组选择给定数量的线匝。以这种方式，变压器产生一部分变化的线匝，从而能够将输出电压调节至例如标准绕组电压的+5%和-5%。

选择抽头来改变绕组线匝的数量是调节电压的通常步骤，并通常被指示在特性与图表板上或指示在变压器手册中。可从外部接近抽头和连接桥，抽头通过永久电导体被连接到线圈绕组，存在于每个抽头绕组上的电压根据连接每个抽头的线匝而变化。也可从外部接近螺母，并且当变压器运行时，每个螺母具有与其连接的绕组线匝的电压。相对于螺母和电桥的地电位的电压与绕组线匝上的电压相同。

在现有技术中大量使用且已知的并且使用抽头的变压器类型为干式配电变压器。这种类型变压器的示例被显示在文献US5,621,372中，该文献描述了具有封装在树脂中的线圈的变压器，这防止与湿气接触，并由此防止在湿气凝结期间形成电弧。树脂通过真空被施加，抽头面板保持在变压器的外部，而没有任何保护。

现有技术中使用的干式配电变压器的其它实施例被例示在图1、图2和图3中。这些图例示了提供有抽头面板2的1000kVA的变压器1，抽头面板2被提供有螺母3和连接桥4，螺母3与例如封装在树脂中的13.8kV的高压线圈关联，连接桥4通过螺钉5与螺母3关联，螺钉5则利用适当的工具被拧紧，以保证低接触电阻和良好的电路连续性。图3进一步例示了变压器1壳体的外壁上的突起部7，变压器1壳体的外壁包含抽头面板2。通常，抽头面板2的每个螺母3对应一个绕组抽头。螺母3通常被标识，并且连接桥4如在制造商提供的变压器1的特性板上或文档中指示的那样被放置。

螺母3之间的电距离以及连接桥4与其它螺母3之间的距离应该满足其间的电压。例如，对于+/-5%的换向范围的13,800伏特的绕组，端部螺母3之间的电压为13,800伏特的10%，即1,380伏特。面板2上的抽头和连接桥4相对于地的电压与绕组上的抽头相对于地的电压相同。

螺母3与反地线（counter ground）之间的绝缘通过存在于内部的树脂并通过外部的空气的距离来完成。

这些实施例的缺点在于抽头面板不受保护的事实，这是由于干式配电变压器被用于内部和保护性环境中。然而，在浸没条件下没有绝缘，抽头仍然不受保护，即，抽头面板不具有适用于这种环境的构造。

解决该问题的尝试被呈现在图4和图5中，其例示了13.8kV变压器的提供有螺母3、连接桥4、突起部7和螺钉5的抽头面板，螺钉5具有将连接桥4与螺母3关联并将盖（未示出）紧固到突起部7上的功能。图5进一步例示了螺母3之间的绝缘件6，绝缘件6的功能是增加螺母3与空气之间的表面距离

这些实施例的缺点在于变压器使用盖来保护抽头面板免受湿气和水的事实。然而，该盖仅防止灰尘的积聚并具有低的电绝缘度，从而存在于突起部内的空气由于被电离而可能造成放电，由此损坏变压器。

所列举的问题的解决方案在文献US3,175,148中被提及，该文献描述了一种三相变压器，其中利用门在室中将抽头隔离。这种室被密封并填充有围绕抽头的介电流体。该文献还描述了一种母线（strap），该母线可从外部接近并允许与调节电路关联的全部线圈接地连接，从而使面板被静电屏蔽。

该实施例的缺点在于变压器使用液态介电材料的事实，如从现有技术已知，除了在维修的情况下如果操作者接触该材料可能被污染之外，液态介电材料处理起来非常复杂。

液态介电材料的另一个缺点在于如果液态介电材料不被正确丢弃则可能对环境造成破坏的事实。

该实施例的进一步的问题在于操作者必须进行与变压器的接地平台的接地连接。