專利名稱:可注模塑的芯絕緣筒的制作方法
在現(xiàn)有技術(shù)如在申請?zhí)朜o.85109646的中國專利申請書中所揭示的環(huán)形變壓器中，有一個絕緣構(gòu)件包圍著鐵心(有時帶有繞線筒)，并作為低壓繞組與鐵心間的絕緣。這個絕緣構(gòu)件作成弧形(半圓環(huán))筒的形式，在該筒上纏繞低壓繞組。在繞完低壓繞組、裝上高壓繞組、并用一類似組件將其配置以形成約330°的圓環(huán)之后，再將一個鐵心卷繞到這兩個絕緣筒所提供的環(huán)形通路中。
每個絕緣筒是由濕壓模形成圓筒的電工絕緣牛皮紙(electrical Kraft insulating paper)構(gòu)成的。如在現(xiàn)有技術(shù)中所公知的，電工絕緣牛皮紙通過油浸具有絕緣的功能，由于油浸的電工牛皮紙具有優(yōu)良的絕緣性能，所以這種電工牛皮紙?jiān)谧儔浩髦圃熘蝎@得了廣泛的應(yīng)用，為了確保妥善地油浸這種牛皮紙，以及借此確保該絕緣具有合適的介質(zhì)強(qiáng)度，通常變壓器在裝配后進(jìn)行專門的加熱并抽真空以便除去電工牛皮紙中的潮氣和空氣。同時，在這樣的抽真空狀態(tài)下，向變壓器中注油，從而占據(jù)那些在電工牛皮紙內(nèi)抽真空前由空氣所占據(jù)的微孔。
近年來，變壓器工業(yè)界為使塑性材料代替成功并廣泛使用的油浸電工牛皮紙業(yè)已做出了各種努力，但只取得了有限的成績。油浸電工牛皮紙?jiān)谟徒^緣的變壓器工業(yè)中依然是較佳的絕緣材料。
在上述參考的申請書中，這種模壓、油浸電工絕緣牛皮紙具備良好功效。然而，盡管牛皮電工紙可以通過將紙浸濕成功地模壓，但這卻是一種昂貴的處理方法。眾所周知，這種濕模壓處理方法要求在該模壓紙的絕緣件付諸應(yīng)用之前經(jīng)過費(fèi)時的烘干步驟。通過加熱來加速烘干的嘗試只部分地取得了成功，因?yàn)闇囟壬醺邔⑹顾蔀檎羝?，有損于電工紙，所以只能用較低溫度，這樣又延長了烘干時間。
除了模壓紙絕緣在造價方面的缺點(diǎn)之外，在該紙筒上纏繞粗直徑導(dǎo)體時，牛皮電工紙具有與加在紙筒上的壓力相應(yīng)的強(qiáng)度極限，這就需要使用一個放置在該圓筒內(nèi)的、較為緊密配合的芯骨架，以在繞制線圈時支撐該筒壁，如在申請?zhí)朜o.86100947的中國專利申請書中所揭示的。為了防止在纏繞粗直徑導(dǎo)體期間筒壁塌陷，必須在電工牛皮紙筒和位于其內(nèi)的芯骨架之間的尺寸緊密配合，由于這一尺寸要求增加了一個制造公差，而這個公差在濕模壓紙生產(chǎn)中是難以實(shí)現(xiàn)的，因此使電工牛皮紙筒的制造復(fù)雜化了。
本發(fā)明提供一種改進(jìn)的圓筒以容納上述申請書中所揭示的那種型式的環(huán)形變壓器的鐵芯(如果要用，還有繞線架)，那些申請書中公開的技術(shù)作為本文的參考文件。本發(fā)明的絕緣筒特別適合于導(dǎo)體在筒上的繞制或安裝。在本說明書中所述的繞組是低壓繞組。然而，本發(fā)明也可采用高壓繞組。在其較佳的形式中，圓筒的每端附加上一個整體法蘭，以使繞組在圓筒上就位和固定該繞組的引出線。
本發(fā)明有利于采用可注模的塑性材料，例如所述塑性材料如可從“通用電氣公司”(General Electric)得到，并標(biāo)以商標(biāo)“Valox DR51”的那種塑性材料，這是一種被認(rèn)為適用于變壓器中的絕緣部件的塑性材料。
本發(fā)明還提供一種由注模塑料形成的芯絕緣筒，并在功能上代替用電工絕緣牛皮紙濕模壓成形的現(xiàn)有技術(shù)的芯絕緣筒。本發(fā)明是通過新穎運(yùn)用這種塑料以及應(yīng)用一種新穎結(jié)構(gòu)的芯絕緣筒而實(shí)現(xiàn)的。
本發(fā)明的一個優(yōu)點(diǎn)在于，芯絕緣筒是由兩個相同的U形通道的半瓣制造的。這兩個半瓣可相互對著連接成一個閉合的半環(huán)形通路。在每個U形通道半瓣的每個端口上設(shè)有一個法蘭盤，該法蘭盤與其相配的另一個半瓣的法蘭盤連接，在該半圓環(huán)形芯筒上形成一對端部法蘭盤。這些端部法蘭盤最好是與芯筒本身整體模鑄，而不是如前述各申請文件中所揭示的那樣分別制成再連接到預(yù)先模鑄的芯筒上。這些法蘭盤用來將繞組保持在芯筒上，還用來在線圈繞成后方便地固定該線圈的引線。后一項(xiàng)功能是這樣實(shí)現(xiàn)的，即在法蘭盤的徑向靠外部分上設(shè)一個凹槽，它的大小位置能接受來自配置在一單獨(dú)的線圈的一端引出的導(dǎo)線，最好是該凹槽具有足夠深度，以便除容納紙壓繞組一端的引出線累加寬度外，并有一定富余部份，以將凸緣的法蘭材料例如用超聲波焊接固定到芯筒本身上，塞住該槽的端部并借此將該繞組每層端引線保持定位。
由于芯筒一端法蘭盤的這些槽在軸向上偏離于在芯筒另端法蘭上的各槽，在組裝好的環(huán)形變壓器上，低壓繞組組件固定在槽中的各引線在軸向上偏離于與其相對的低壓繞組組件的各引線，后者是以同樣方法固定在芯筒另一端的槽中的，所以這兩部份引線沿軸線方向不會重疊，并且能被彎曲并從該低壓繞組延伸到環(huán)形變壓器的外部，為此僅需占用一根導(dǎo)線的空間，這樣一來就使在兩個相關(guān)繞組組件之間所需間隙的尺寸被限制到最小。
在較佳實(shí)施例中，每個U形半瓣的徑向內(nèi)邊和徑向外邊的周壁的邊緣上都設(shè)有交替變化的半厚度部分。該交替變化的半厚度部分圍繞一個對稱平面對稱地分布，以便在兩個U形半瓣相配接時一個U形半瓣的半厚度部份可疊搭在另一半瓣的相對著的半厚度部份上。這即保證了兩個U形半瓣相匹配的內(nèi)、外周壁相互交替地搭疊，實(shí)現(xiàn)了將兩半瓣鎖定在彼此相對固定的位置，借此防止了兩半瓣圍繞半環(huán)的軸線相對轉(zhuǎn)動，還防止兩半瓣在徑向上向內(nèi)或向外移動。此外，在該各疊搭部份上還提供了便于將兩半瓣焊接或用其它方法連接起來的部位。當(dāng)然也可用其它的配接方法，例如可用陰陽部件進(jìn)行互鎖配接;并且在較佳的實(shí)施例中，這樣一種互鎖特點(diǎn)有利于在端部法蘭盤所提供的增大橫斷面厚度的部位上定位。這些匹配的陽和陰部分能夠方便地用超聲波焊接以增強(qiáng)兩個匹配半瓣間的結(jié)合強(qiáng)度。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點(diǎn)是該U形通道的深度可以通過改變模壓嵌入件而較方便地進(jìn)行修改，模壓嵌入件即可在U形通道的所需新深度處提供一個新的模壓底。通常，該模壓件底部在形式上是很簡單的，因此，它的形狀能用一個模壓嵌入件方便地進(jìn)行復(fù)制。采用這種方法，可以利用相同的主要工具制造不同體積和大小的鐵芯的芯絕緣筒，以提供不同大小荷載容量(千伏安)的變壓器。
本發(fā)明的其它特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，將從以下的描述明顯看出，其中，結(jié)合附圖詳細(xì)說明較佳實(shí)施例。
圖1A為表示本發(fā)明絕緣筒的U形通道半瓣的透視圖;
圖1B為表示按照本發(fā)明相互裝配在一起形成一個絕緣筒的兩個圖1A所示的U形通道半瓣。
圖2為沿圖1B剖線2-2所取的端部視圖;
圖3為沿圖1B剖線3-3所取的該絕緣筒一個端部法蘭盤的底視圖;
圖4為圖1A的U形通道半瓣的一部份放大的橫切面圖，說明在U形通道半瓣的每端部的引線槽中的引線的軸向偏移。
現(xiàn)在回到圖1A和1B，圖示了一個普通的半環(huán)形筒2，它有兩個相同的部件，都是由注模塑料制成的。該絕緣筒2的弧度最好約為165°(在一個較佳實(shí)施例中取164°)，但可在150°到175°的范圍內(nèi)變化。此外，本發(fā)明的一個或多個特點(diǎn)仍可用于獲得相應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)的超出該范圍的情況。U形通道半瓣4包括一個普通的半環(huán)形的限定弧度約為165°底6，和一個普通的半筒狀的內(nèi)、外壁8、10，它們彼此平行地延伸并基本上垂直于底6。
壁8、10分別端起于徑向內(nèi)邊緣12和徑向外邊緣14。邊緣12、14具有交替搭接的、具有半厚度的部份16、18、20和22。各交替搭接部份16～22是以通過內(nèi)、外壁8、10中央的、軸向和徑向定向的平面對稱定位的。由于這樣的布置，兩個相同的U形通道半瓣分別當(dāng)做絕緣筒2的底部半瓣和頂部半瓣，通過將一個U形通道半瓣4的交替搭接部份16和18分別疊挾接在另一個U形通道半瓣的相應(yīng)的交替搭接部份18、16上而構(gòu)成絕緣筒2。同樣，底部的U形通道半瓣的交替搭接部份20、22分別與上部U形通道半瓣的相應(yīng)的交替搭接部份22、20相嚙合。為實(shí)現(xiàn)這種嚙合，在交替搭接部份16、18之間和搭接部份20、22之間都提供了狹窄的間隙24、26。交替搭接部份的這一安排，通過超聲波焊接或其它緊固或粘敷措施將兩者固接在一起，可以有效地防止絕緣筒2的上部和下部U形通道半瓣4之間的相對轉(zhuǎn)動和徑向移動。
如圖2和3所示，每個U形通道半瓣4在其開口端具有楔形的端部法蘭盤28、30。該法蘭盤28、30起著將繞組保持在筒2的外表面上的作用，并有助于增強(qiáng)絕緣筒2的剛性。法蘭盤28、30在其靠近內(nèi)壁8的內(nèi)邊緣12上具有陽、陰配合部份32、34。當(dāng)兩個U形通道半瓣4被固定在一起時，這種相互連接能進(jìn)一步提高絕緣筒2的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。
法蘭盤28、30包括有分別為朝上和朝下開口的電氣引線槽36、38。與法蘭盤28、30整體形成的這些槽提供了一個線槽來固定引線40、42，如圖2和4所示。這一點(diǎn)在較佳實(shí)施例中是借助于將變形端部44、45向內(nèi)扭曲并用超聲波將它們焊接到外壁10上實(shí)現(xiàn)的。其它固定引線40、42的方法例如將塊狀材料用超聲波焊接在槽36、38的開口處也可采用。如圖4所示，引線40在軸向上偏離開引線42。這是本發(fā)明的一個重要方面，因?yàn)檫@樣一來，即可如圖1B所示，使在第一絕緣筒2上的變壓器各引線相對于從變壓器引出并固定于與第一絕緣筒相對的第二絕緣筒2上的引線居于不同的軸向位置，也就是說，若兩個絕緣筒2用于一臺變壓器，則絕緣筒2的弧度最好約為164°，在一個絕緣筒2一端上的法蘭盤28、30將與另一絕緣筒2上的法蘭盤30、28相對，同時一個絕緣筒2上的引線槽36、38則與另一絕緣筒2上的引線槽38、36相對。
法蘭盤28的角46、48和法蘭盤30的角50被斜切去一塊，以便在纏繞低壓繞組時為使用卷繞輪提供了所需的空隙。法蘭盤30的角52則不進(jìn)行斜切或?qū)⒔桥?，因?yàn)樗鄬τ趯?0來說，它已被插入。
在應(yīng)用中，在兩個環(huán)形安置的筒2上裝上或繞上合適的初、次級繞組，然后，將一個鐵芯卷繞到筒2中，如前述申請書中所公開的那樣。最好的是，將一個繞組直接繞在筒2上，例如施萊克(Schlake)的申請書中說明的。然后將每個圓筒2和其相關(guān)的繞組再置入到相關(guān)的其它各個變壓器繞組中。另外，正如前述申請書中所公開的，利用一個繞線筒能將鐵芯卷繞在帶著它們的繞組的環(huán)形安置的圓筒2中。
沒有偏離下述權(quán)利要求
所規(guī)定的本發(fā)明主題的情況下，對所公開的實(shí)施例可以做出修改和衍變。例如，盡管用超聲波焊接兩個半瓣是較好方案，但并不受此限制，固定這兩個半瓣的其它方式也可采用。
權(quán)利要求
1.一個用于環(huán)形變壓器的絕緣筒包括由一公共軸線分界的第一和第二、相同的U形通道半瓣，每個半瓣都由塑性電工絕緣材料制成，它具有一個帶第一和第二邊緣的弧形底部，和從該底部的第一和第二邊緣延伸的內(nèi)壁和外壁，該內(nèi)壁和外壁分別具有各自的內(nèi)邊緣和外邊緣，并且至少內(nèi)緣和外緣之中的一個具有互鎖部份，該互鎖部份對稱地安置在通過內(nèi)邊緣和外邊緣的一個平面的任一側(cè)，并且在結(jié)構(gòu)上相互補(bǔ)充，借此第一和第二U形通道半瓣被固定在一起，通過第一U形通道半瓣的至少一個內(nèi)邊緣和外邊緣上的互鎖部份與第二U形通道半瓣的各互補(bǔ)互鎖部份進(jìn)行互鎖嚙合而實(shí)現(xiàn)的。
2.權(quán)利要求
1的絕緣筒，其中的每個U形通道半瓣都具有第一和第二開口端。
3.權(quán)利要求
2的絕緣筒，其中的每個U形通道半瓣都具有在第一和第二端部處形成的第一和第二電氣引線槽，用以接受電力變壓器的各引出線。
4.如權(quán)利要求
3的絕緣筒，其中的第一和第二引出線沿軸向定向和定位，從而使其內(nèi)定位的電氣引線在軸向分開。
5.權(quán)利要求
2的絕緣筒，其中的U形通道半瓣整體形成，在第一和第二端部上具有徑向向外延伸的法蘭盤。
6.權(quán)利要求
5的絕緣筒，其中的法蘭盤都是扁平形的。
7.權(quán)利要求
5的絕緣筒，其中的法蘭盤具有在第一和第二端部形成的第一和第二電氣引線槽，用以接受電力變壓器的引出線。
8.權(quán)利要求
7的絕緣筒，其中的第一和第二引線槽沿軸向定向和定位，從而使其中的電氣引出線在軸向上分開。
9.權(quán)利要求
3的絕緣筒還包括一個將電力變壓器的引出線固定在槽內(nèi)的裝置。
10.權(quán)利要求
1的絕緣筒，其中的互鎖部份包括有所述內(nèi)邊緣和外邊緣之一的搭接部份，這些邊緣的構(gòu)造可疊搭第二U形通道半瓣上互補(bǔ)的搭接部份。
11.如權(quán)利要求
10的絕緣筒，其中，搭接部份沿所述內(nèi)邊緣和外邊緣之一交替改變，以便與第二U形通道半瓣的第一次搭接在徑向上是在外側(cè)，而第二次搭接在徑向上是在內(nèi)側(cè)。
12.權(quán)利要求
1的絕緣筒，其中，該互鎖部份是對稱地設(shè)置在通過內(nèi)邊緣和外邊緣的中央徑向延伸的平面的任意一側(cè)。
13.一個用于環(huán)形變壓器的絕緣筒包括具有第一和第二開口端的第一和第二相同的U形通道半瓣，每半瓣都由一種塑料絕緣材料制成;還具有一個帶第一和第二邊緣的弧形底部，從該底的第一和第二邊緣延伸的半圓形內(nèi)壁和外壁互相平行并在同一軸向上。該內(nèi)壁和外壁分別具有各自的內(nèi)邊緣和外邊緣，內(nèi)邊緣和外邊緣都具有交替搭接部部份，這些搭接部份都對稱地設(shè)置在通過內(nèi)邊緣和外邊緣中心徑向延伸的平面的任一側(cè)，該第一和第二U形通道半瓣都是通過將第一U形通道半瓣內(nèi)邊緣和外邊緣上的搭接部份與第二U形通道半瓣互補(bǔ)的搭接部份搭接而相互卡緊的;以及在具有第一和第二電氣引線槽的第一和第二端部的徑向向外延伸的法蘭盤，各引線槽在相對的軸線方向上具有互相面對著朝上的開口和在軸向空間上分開的和底部所以裝在其內(nèi)的電氣引線在軸向上彼此偏離。
專利摘要
本絕緣筒包括由注模塑料制的兩個相同的U形通道半瓣。每個半瓣都有弧形底和半圓的側(cè)面，這些側(cè)面從底向上延伸到內(nèi)和外邊緣。邊緣上有對稱布置的交替搭接部分，它們在徑向與相鄰的搭接部分互補(bǔ)，當(dāng)兩U形通道半瓣以其邊緣對準(zhǔn)，疊裝在之上時，搭接部分匹配，從而限制兩個U形通道半瓣徑向的相對運(yùn)動和轉(zhuǎn)動。半瓣的端部有厚法蘭盤，將繞組牢固保持在絕緣筒上。法蘭盤有多個引線槽接受變壓器引出線。
文檔編號B65D6/24GK87106431SQ87106431
公開日1988年8月3日 申請日期1987年9月18日
發(fā)明者理查德·W·馬丁, 赫伯特·J·馬塞蒙, 威廉姆·R·弗坦伯里 申請人:庫曼公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan