[发明专利]装有间隔件的绕组

说明书

本发明涉及在空气冷却的由电缆绕制的电力变压器中的绕组或者在电抗器中的绕组，所述绕组装有在各电缆绕组之间的间隔件，以便按照机械上相关的绕组结构能够实现空气冷却和接地。

现代电力变压器通常是油冷却的。变压器具有由磁轭连接起来的一些铁芯支臂构成的铁芯，以及由线圈形成的绕组(初级，次级，控制)，这些部件浸入在充油的密封容器中。在线圈和铁芯中产生的热量利用通过线圈和铁芯的内部油循环带走，将该热量通过容器的器壁传输到周围的空气中。该油循环可以是强迫式的即用泵将油循环或者可以是自然式的即利用在油中的温度差形成。利用空气冷却或者水冷却装置在外部将循环油冷却。外部空气冷却可以或者是强迫式的和/或者是通过自然通风来实现的。除了传热作用以外在油冷却式高压变压器中油还起绝缘作用。

干式变压器通常是空气冷却的。由于当代干式变压器用于低电力负载它们通常是通过自然通风冷却的。本发明的技术涉及利用绕制的绕组产生的轴向冷却通道，如在GB 1147049中所介绍的，用于冷却绕组的轴向通道埋置在浇铸的树脂中，如在EP 83107410.9中所介绍的，以及在峰值负载下利用横流式风扇，如在SE 7303919-0中所介绍的。

由于可以利用高压电缆形成的绕组构成容量大于已有的干式电力变压器的干式变压器，这些新的电力变压器需要更有效地冷却。因此为了满足在所有的绕组中冷却需要强制通风。利用短的途径将热量传输到冷却剂中是重要的，还要使热量有效地传输到冷却剂中。因此重要的是使所有绕组直接地与充分数量的冷却剂相接触。

常规的电力变压器还装有一些特定的环，以便保证绕组承受短路引起的电动力的稳定性。各绕组作为一个整体组装在铁芯上。在将一系列的压板安装之后，再相对于一个隔板圆筒将它们夹紧。整个组件根据下间隔环安装对准。一个加压环位于在铁芯磁轭和绕组之间以便对各绕组预加压。因此短路引起的电动力必须由铁芯磁轭本身以及将叠层固定在一起的夹具来承担。

如果该绕组用在电抗器中以便补偿无功功率，该绕组可以按照没有铁芯的方式构成。在这种情况下绕组仅由一个线圈构成。

根据US 5036165已知一种绝缘导体其具有半导电的热解玻璃纤维的内层和外层。还已知提供一种在电动机中具有这种绝缘的导体。例如在US 5066881中所介绍的，其中，半导电的热解玻璃纤维层与形成该导体的两个平行的杆相接触，以及在定子槽中的绝缘由半导电的热解玻璃纤维的外层所围绕。据介绍该热解玻璃纤维材料是适宜的，这是因为其即使在浸渍处理之后也能保持其电阻率。

本发明的目的是提供一种包含高压电缆的新型的绕组，用于电力变压器或者用于电抗器。

与具有绝缘绕组的常规电力变压器不同，本电力变压器具有由高压电缆构成的绕组，其具有接地的外半导电层，以便基本上消除电缆外层上的电位和以及为了降低容性电流。

根据本发明通过提供具有外半导电层的高压电缆解决了这一层的接地问题。该绕组具有一些分布的间隔件以便在绕组中沿轴向施加预应力，意在解决在绕组中因短路引起的电动力问题，因此例如在变压器中不再需要承受电动力的夹具。

根据本发明间隔件的目的还在于形成大量的接地点，以便实现对于该绕组的所有线匝，该绕组的外半导电层的有效接地。正像在每一电缆中一样，容性电流存在于变压器的绕组中。这些容性电流通过外半导电层流动并且使电压沿半导电层分布。为了将电压降低到在外半导电层上的安全电压值，两个接地点之间的距离必须相对短。对于在配电中使用的频率(50/60赫)，接地距离(两个接地点之间的距离)可以高达几米。对于间隔件的一个任务是实现在外半导电层和接地的间隔件之间的电接触。

对于冲击电压、暂态过程需要较短的接地距离，这是因为在电压脉冲中具有高频分量。对于防冲击接地所需要的间隔件不需要具有特别良好的接触。在外半导电层和间隔件的金属部分之间的小的空气隙可以是允许的。如果出现冲击电压，在外半导电层上的电压(由容性电流引起)将很高，足以在外半导电层和间隔件的金属部分之间的空气隙之间产生火花。该火花则在外半导电层和间隔件的金属部分之间形成地接触。

间隔件的金属部分(例如由不锈钢制成)任务是由外半导电层汇集所有接地电流。因此绕组的良好接地是通过将各间隔件接地实现的。

该绕组被构成机械上紧凑和均匀接地的绕组组件，使得能够承受载荷例如短路引起的电动力，而不会将该力传递到在变压器中的铁芯上。