[发明专利]一种机械支撑的绕组

说明书

本发明涉及气体冷却的导体缠绕的电力变压器的一种绕组、或电抗器的一种绕组，其绕组在导体绕组之间装有隔离件，以在机械保持在一起的绕组结构中实现空气冷却和接地。

当今的电力变压器通常是油冷却的。变压器装有一个包括多个由磁轭连接的铁心支柱的铁心、和构成浸在装有油的密封箱中的线圈(初级、次级、调节)的诸绕组。在油和铁心中产生的热，通过内部经线圈和铁心循环的油除去，并且经容器的壁释放到周围空气中。油循环可以通过抽吸油环绕强制进行，或者由于油中温度差自然地进行。循环的油在外部通过空气或水冷却装置冷却。油的外部空气冷却可以强制进行，和/或通过自然对流实现。油在用于高压的油冷却变压器中，除其起热传送剂的作用外，还具有绝缘功能。

干式变压器通常是空气冷却的。他们通常通过自然对流冷却，因为当今的干式变压器用在低电力负载下。与借助于波纹绕组产生的轴向冷却导管有关的本技术，公开在GB1.147.049中，用于嵌在浇铸树脂中的绕组的冷却的轴向导管公开在EP83107410.9中，或者在峰值负载下贯流式通风机的使用公开在SE7303919-0中。

而且，常规电力变压器装有专用环，从而相对于短路力保证绕组的稳定性。绕组作为一个单元安装在铁心上。此后串联安装一列相对于屏障圆柱靠紧的板。整套装置直线安装到一个低隔离件环上。一个预拉伸绕组的压缩环布置在铁心的磁轭与诸绕组之间。短路力因此必须由铁心的磁轭借助于其保持叠层到位的夹具而被吸收。

在绕组用来补偿电抗器中无功功率的情况下没有铁心。在这种情况下的绕组仅由一个线圈形成。

通过US5 036 165得知一种导体，其中绝缘层装有一个内和一个外半导体热解玻璃纤维层。还知道，在电动发电机中的导体装有这样一种绝缘层，例如如在US5 066 881中所述的那样，其中半导体热解玻璃纤维层与形成导体的两根平行杆相接触，并且定子槽中的绝缘层由一个外半导体热解玻璃纤维层包围着。描述的热解玻璃纤维材料是适当的，因为它即使在浸渍处理之后也能保持其电阻率。

本发明的目的在于，在包括带有一个外半导体层的高压电缆的电力变压器或电抗器中，提供一种新型绕组。该绕组装有隔离件，这些隔离件布置成在同心绕组匝之间产生冷却导管，以及构成用来轴向预拉伸绕组的装置。由此解决在绕组中的短路力问题，从而可以使以前在例如变压器中吸收力的夹具制得重量轻、尺寸小。这导致夹具中涡流减小，由此减小总涡流损耗。

诸绕组由此处于机械紧凑的形式，并且是可以吸收诸如短路力之类的应力的整体绕组单元，而在变压器中不把力传递到铁心上。

本发明的另一个目的在于，提供在诸绕组中的每个绕组匝之间用轴向圆柱形形成的导管，其中正确地分配冷却剂，以便满足绕组的冷却要求。由在线圈缠绕期间插入的隔离件产生圆柱形导管。冷却流由风扇产生，并且确定隔离件的尺寸，从而在导管中产生满足绕组各冷却要求的流动。

本变压器结构的另一个优点在于，绕组在现场绕铁心安装之前，安装在电缆厂中的电缆卷筒上，这在这些类型的变压器的生产技术方面是一种重大改进。

本发明涉及电力变压器或电抗器的一种绕组。该绕组包括一根绕变压器结构的一个变压器铁心缠绕的高压电缆。绕组装有多个沿绕组长度轴向延伸、在径向隔离绕组的每个电缆匝的隔离件，以便在其它部件之间产生轴向圆柱形冷却导管。

根据本发明的一个实施例，绕组因而在每个绕组匝之间布置有轴向圆柱形冷却导管，布置在外侧，这些导管在铁心的缠绕期间由隔离件产生。

根据该实施例，隔离件也布置成把绕组轴向夹持在一起，以形成尤其可以吸收机械短路力的一个整体绕组单元。

而且，隔离件布置有弹性层，以便吸收在绕组中可能产生的振动。

在根据本发明的一种电力变压器中，绕组由一种现在用于配电类型的具有固体、挤压绝缘层的电缆组成，如XLPE电缆或带有EPR绝缘层的电缆。这样一种电缆包括由一股或多股部分组成的一个内导体，一个内半导体层围绕着该导体，一个固体绝缘层围绕着内半导体层，及一个外半导体层围绕着绝缘层。这样的电缆是可弯曲的，这在该上下文中是一个重要的性质，因为用于根据本发明的装置的技术，主要基于其中绕组由在装配期间挠曲的电缆形成的绕组系统。XLPE电缆的柔性通常对于具有30毫米直径的电缆，对应于约20厘米的弯曲半径，而对于具有80毫米直径的电缆，对应于约65厘米的弯曲半径。在本申请中，术语“可弯曲”用来指示对低到四倍电缆直径量级，最好是电缆直径的八至十二倍，的弯曲半径而可弯曲的绕组。