專利名稱：防雷配電變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及變壓器安全領(lǐng)域，具體涉及一種改進(jìn)絕緣結(jié)構(gòu)的防雷配電變壓器。
背景技術(shù)：
雷電是一種極具破壞力的自然現(xiàn)象，我國每年都會(huì)發(fā)生大量的雷害事故。特別是 每年都有大批的變壓器因雷擊損壞，造成了直接的經(jīng)濟(jì)損失。通過對這些雷電活動(dòng)頻繁地 區(qū)進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)位于某些特殊場所的變壓器雷害事故占有較大的比重。現(xiàn)有的配電變 壓器一股包括三個(gè)變壓單元，變壓單元包括外殼、鐵芯、低壓側(cè)繞組、高壓側(cè)繞組和設(shè)于低 壓側(cè)繞組、高壓側(cè)繞組之間的油道。但是現(xiàn)有低壓側(cè)繞組、高壓側(cè)繞組之間繞組絕緣結(jié)構(gòu) 的電容較大，沖擊電壓在繞組間通過高壓側(cè)繞組和低壓側(cè)繞組之間的電容和低壓側(cè)繞組對 地間的電容傳遞到低壓側(cè)，容易導(dǎo)致配電變壓器被雷電損壞以及對低壓側(cè)的弱電設(shè)備造成 損害。變壓器受雷電波侵害較為嚴(yán)重，特別是一些特殊場所，比如雷達(dá)站、微波站、移動(dòng)通信 站、民航、軍工部門、風(fēng)電廠等。這些特殊場所的變壓器雷擊事故，雷電不但打壞變壓器本身 有時(shí)雷電還通過電磁感應(yīng)和電容耦合的方式傳遞到變壓器的副邊，輕者造成站內(nèi)設(shè)備的接 口損壞，大量數(shù)據(jù)丟失或無法傳輸；重者使主機(jī)損壞，導(dǎo)致通信中斷，如某水電廠微波站一 次雷害事故打壞了微波設(shè)備造成了 200多萬元的直接經(jīng)濟(jì)損失。如圖1所示，假設(shè)首端電壓為U00當(dāng)雷電波從高壓側(cè)某相繞組侵入配電變壓器時(shí)， 雷電波到達(dá)不接地的中性點(diǎn)后將經(jīng)由其他兩相繞組向送電線路傳出。此時(shí)，雷電波進(jìn)入的 第一相繞組末端是互相并聯(lián)的兩個(gè)串有送電線路的L-C-K鏈形電路，其等效電路如圖2所 示。因?yàn)榕潆娮儔浩骼@組的沖擊波阻抗遠(yuǎn)大于線路的波阻抗，因此可以認(rèn)為其它兩相繞組 的線路側(cè)端點(diǎn)是接地的。繞組的起始電位分布和穩(wěn)態(tài)電位分布如圖3所示。起始電位分布 受B、C兩相繞組并聯(lián)的影響不大，其中性點(diǎn)N的電位接近于零。而穩(wěn)態(tài)電位則按繞組電阻 分布，受B、C兩相繞組并聯(lián)的影響，成為一條折線。故在振蕩過程中，中性點(diǎn)的最大電位極
限值將為f ^，即中性點(diǎn)的最大電位極限值將為首端電壓值的三分之二。當(dāng)雷電波從兩相
(A、B)侵入配電變壓器時(shí)，兩相雷電波到達(dá)不接地的中性點(diǎn)后將同時(shí)經(jīng)由第三相繞組傳到
線路上去，這種情況可用疊加法來估計(jì)繞組內(nèi)各點(diǎn)的波過程。中性點(diǎn)的最大電位將為，
在過渡過程中其最大電位將為，即中性點(diǎn)在過渡過程中其最大電位將為首端電壓值的
三分之四，超過了首端電位隊(duì)。當(dāng)雷電波從三相侵入配電變壓器時(shí)，中性點(diǎn)最大電位將為首 端電位的兩倍?？梢?，當(dāng)雷電波分別在一相、兩相或三相侵入的情況下，中性點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)很高 的過電壓，在實(shí)踐中也有大量的配電變壓器由于雷電波的作用，導(dǎo)致中性點(diǎn)絕緣會(huì)被擊穿， 造成嚴(yán)重的變壓器雷擊事故。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型針對上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種的高壓側(cè)繞組和低壓側(cè)繞組之間的容抗小、防雷性能好的防雷配電變壓器。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為一種防雷配電變壓器，包括數(shù)量與變壓器相數(shù)相 同的變壓單元，所述變壓單元包括外殼以及裝設(shè)于外殼內(nèi)的低壓側(cè)繞組、高壓側(cè)繞組、油 道、鐵芯，所述低壓側(cè)繞組套設(shè)于鐵芯上，所述高壓側(cè)繞組套設(shè)于低壓側(cè)繞組上，所述低壓 側(cè)繞組與高壓側(cè)繞組之間設(shè)有油道，所述油道與低壓側(cè)繞組之間設(shè)有靜電隔離層。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)所述靜電隔離層由隔板和接地金屬屏蔽層組成，所述接地金屬屏蔽層裹覆于所述 隔板靠近低壓側(cè)繞組的側(cè)面上；所述隔板為紙板；所述接地金屬屏蔽層為金屬皺紋紙或者鋁箔。所述接地金屬屏蔽層的厚度為0. 3mm 0. 5mm，所述隔板的厚度為2mm 3mm ；所述低壓側(cè)繞組或者高壓側(cè)繞組中中性線的引出接頭與相鄰母線的母線引出接 頭之間的距離L為12cm以上；所述中性線的絕緣層的厚度為25mm 35mm。本實(shí)用新型具有下述優(yōu)點(diǎn)1、本實(shí)用新型在油道與低壓側(cè)繞組之間設(shè)有靜電隔離層，可以減少了高壓側(cè)繞組 和低壓側(cè)繞組之間的容抗，可有效地限制了雷電波通過高壓側(cè)繞組和低壓側(cè)繞組之間的容 抗傳遞，有效提高了配電變壓器的防雷性能，提高了配電變壓器輸出電壓的穩(wěn)定性。2、本實(shí)用新型中靜電隔離層由隔板和接地金屬屏蔽層組成，隔板為紙板，成本低 廉，使用壽命長；接地金屬屏蔽層為金屬皺紋紙或者鋁箔，延展性和柔性較好，適合加工成 所需形狀，施工簡單方便、導(dǎo)熱性較好。中性線的接頭與相鄰的母線的接頭之間的距離L為 12cm以上，且中性線的絕緣層的厚度為25mm 35mm，可以顯著提高中性線的防雷性能。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中單相侵入雷電波的原理示意圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中單相侵入雷電波后的等效電路示意圖；圖3為現(xiàn)有技術(shù)中單相侵入雷電波后的起始電位和穩(wěn)態(tài)電位分布示意圖；圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例中變壓單元的局部橫截面的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例中變壓單元的局部縱切面的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例的等效電路原理圖。
具體實(shí)施方式
如圖4、圖5和圖6所示，本實(shí)用新型實(shí)施例的防雷配電變壓器包括數(shù)量與變壓器 相數(shù)相同的變壓單元1，變壓單元1包括外殼7以及裝設(shè)于外殼7內(nèi)的低壓側(cè)繞組2、高壓 側(cè)繞組3、油道4、鐵芯6，低壓側(cè)繞組2套設(shè)于鐵芯6上，高壓側(cè)繞組3套設(shè)于低壓側(cè)繞組2 上，低壓側(cè)繞組2與高壓側(cè)繞組3之間設(shè)有用于給配電變壓器內(nèi)部散熱的油道4，油道4與 低壓側(cè)繞組2之間設(shè)有靜電隔離層5。本實(shí)施例中，靜電隔離層5由隔板51和接地金屬屏蔽層52組成，接地金屬屏蔽層
452裹覆于所述隔板51靠近低壓側(cè)繞組2的側(cè)面上，隔板51為紙板。接地金屬屏蔽層52可 采用金屬皺紋紙或者鋁箔，它的延展率較高，一股可達(dá)60%以上，且具有較高的柔軟性，可 制成與圓筒狀的隔板51的形狀相吻合的光滑表面。本實(shí)施例中，接地金屬屏蔽層52為金 屬皺紋紙，金屬皺紋紙上的基體為0. 075mm厚的纖維絕緣紙，在纖維絕緣紙上粘有經(jīng)過皺 紋處理的鋁箔，進(jìn)行皺紋處理前鋁箔的厚度為0. 0075mm。粘覆金屬皺紋紙時(shí)，可將金屬皺 紋紙制成寬度為IOOOmm的金屬皺紋紙帶，也可制成其他任意寬度的金屬皺紋紙帶，然后將 金屬皺紋紙帶粘覆于隔板51靠近低壓側(cè)繞組2的側(cè)面上即可。為了安裝靜電隔離層5，低 壓側(cè)繞組2、高壓側(cè)繞組3之間的間隙比傳統(tǒng)的低壓側(cè)繞組2、高壓側(cè)繞組3之間的間隙大 2mm 5mm，根據(jù)公式C = ε · S/d，其中d為低壓側(cè)繞組2、高壓側(cè)繞組3之間的間隙，S為 低壓側(cè)繞組2和高壓側(cè)繞組3相對的側(cè)面的面積。因此可知，增大低壓側(cè)繞組2、高壓側(cè)繞 組3之間的間隙d也可以減少低壓側(cè)繞組2、高壓側(cè)繞組3之間的容抗。本實(shí)用新型中接地金屬屏蔽層52的厚度為0. 3mm 0. 5mm,隔板51的厚度為 2mm 3mm，該厚度可以在不降低低壓側(cè)繞組2和高壓側(cè)繞組3之間的電感性能的同時(shí)又可 以最大程度降低低壓側(cè)繞組2和高壓側(cè)繞組3之間的容抗。本實(shí)施例中，接地金屬屏蔽層 52的厚度為0. 5mm,隔板51的厚度為2. 5mm。如圖7所示，靜電隔離層5可以等效為電容Cx，低壓側(cè)繞組2和高壓側(cè)繞組3之間 的電容為C23，低壓側(cè)繞組2對地的電容為Q。而低壓側(cè)繞組2和高壓側(cè)繞組3之間傳遞的
電壓U2的函數(shù)為-U2=U ^23
。23十兒0其中U為施加在配電變壓器高壓側(cè)繞組3的電壓。因此，一旦配電變壓器遭受雷 擊，由于接地電容Cx的存在，使得低壓側(cè)繞組2和高壓側(cè)繞組3之間的電容C23減少，因此 低壓側(cè)繞組2和高壓側(cè)繞組3之間傳遞的電壓U2會(huì)被降低，從而可以達(dá)到防止雷電波通過 低壓側(cè)繞組2和高壓側(cè)繞組3之間的容抗傳播的目的，可以有效提高配電變壓器的防雷水 平和低壓側(cè)的電壓輸出性能。由于中性點(diǎn)在配電變壓器受到雷擊時(shí)會(huì)承受較高的雷電過電壓，本實(shí)用新型為了 提高中性線8的防雷性能，將中性線8的引出接頭81與相鄰的母線9的母線引出接頭91 之間的距離L在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上進(jìn)行增大，使中性線8的引出接頭81與相鄰的母線9的母線 引出接頭91之間的距離L為12cm以上，本實(shí)施例中中性線8的引出接頭81與相鄰的母線 9的母線引出接頭91之間的距離L為30cm。此外，本實(shí)用新型還對中性線8的絕緣層進(jìn)行 了增強(qiáng)，中性線8的絕緣層的厚度可為25mm 35mm，本實(shí)施例中的中性線8的絕緣層的厚 度為30mm。以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不僅局限于 上述實(shí)施例，凡屬于本實(shí)用新型思路下的技術(shù)方案均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指 出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理前提下的若干改進(jìn)和 潤飾，例如接地金屬屏蔽層52采用其他的包括鋁箔在內(nèi)的金屬箔或者金屬箔復(fù)合結(jié)構(gòu)，這 些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種防雷配電變壓器，包括數(shù)量與變壓器相數(shù)相同的變壓單元(1)，所述變壓單元(1)包括外殼(7)以及裝設(shè)于外殼(7)內(nèi)的低壓側(cè)繞組(2)、高壓側(cè)繞組(3)、油道(4)、鐵芯(6)，所述低壓側(cè)繞組(2)套設(shè)于鐵芯(6)上，所述高壓側(cè)繞組(3)套設(shè)于低壓側(cè)繞組(2)上，所述低壓側(cè)繞組(2)與高壓側(cè)繞組(3)之間設(shè)有油道(4)，其特征在于所述油道(4)與低壓側(cè)繞組(2)之間設(shè)有靜電隔離層(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防雷配電變壓器，其特征在于所述靜電隔離層(5)由隔板 (51)和接地金屬屏蔽層(52)組成，所述接地金屬屏蔽層(52)裹覆于所述隔板(51)靠近低 壓側(cè)繞組(2)的側(cè)面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的防雷配電變壓器，其特征在于所述隔板(51)為紙板。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的防雷配電變壓器，其特征在于所述接地金屬屏蔽層(52)為 金屬皺紋紙或者鋁箔。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的防雷配電變壓器，其特征在于所述接地金屬屏蔽 層(52)的厚度為0. 3mm 0. 5mm，所述隔板(51)的厚度為2mm 3mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的防雷配電變壓器，其特征在于所述低壓側(cè)繞 組(2)或者高壓側(cè)繞組(3)中中性線(8)的引出接頭(81)與相鄰的母線(9)的母線引出 接頭(91)之間的距離L為12cm以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的防雷配電變壓器，其特征在于所述低壓側(cè)繞組(2)或者高 壓側(cè)繞組⑶中中性線⑶的引出接頭(81)與相鄰的母線(9)的母線引出接頭(91)之間 的距離L為12cm以上。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的防雷配電變壓器，其特征在于所述中性線(8)的絕緣層的 厚度為25mm 35mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的防雷配電變壓器，其特征在于所述中性線(8)的絕緣層的 厚度為25mm 35mm。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種防雷配電變壓器，包括數(shù)量與變壓器相數(shù)相同的變壓單元(1)，所述變壓單元(1)包括外殼(7)以及裝設(shè)于外殼(7)內(nèi)的低壓側(cè)繞組(2)、高壓側(cè)繞組(3)、油道(4)、鐵芯(6)，所述低壓側(cè)繞組(2)套設(shè)于鐵芯(6)上，所述高壓側(cè)繞組(3)套設(shè)于低壓側(cè)繞組(2)上，所述低壓側(cè)繞組(2)與高壓側(cè)繞組(3)之間設(shè)有油道(4)，所述油道(4)與低壓側(cè)繞組(2)之間設(shè)有靜電隔離層(5)。本實(shí)用新型具有高壓側(cè)繞組和低壓側(cè)繞組之間的容抗小、防雷性能好的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H01F27/36GK201673782SQ20102018871
公開日2010年12月15日 申請日期2010年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月13日
發(fā)明者曹斌, 李景祿, 黃清社 申請人:李景祿