油浸式電力變壓器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種油浸式電力變壓器，屬于電力設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種油浸式電力變壓器。本發(fā)明公開的油浸式電力變壓器的低壓輸出端設(shè)置有聯(lián)接柱，聯(lián)接柱部分嵌入低壓輸出端且與低壓輸出端過盈配合，聯(lián)接柱設(shè)置有與電力母排過盈配合的導(dǎo)電的第一柱狀部，第一柱狀部?jī)?nèi)同軸設(shè)置具有導(dǎo)電性的第二柱狀部，第一柱狀部和第二柱狀部過盈配合，第二柱狀部的熱脹系數(shù)大于第一柱狀部的熱脹系數(shù)。本發(fā)明公開的變壓器具有如下有益效果：1.相同的搭接長(zhǎng)度產(chǎn)生更多的導(dǎo)電面積，進(jìn)而降低電流密度，實(shí)現(xiàn)低壓輸出端的低溫升。2.降低了母排的用量，節(jié)約了資源。3.加大了電氣間隙或者安全距離，提高了設(shè)備的電氣安全性。
【專利說明】
油浸式電力變壓器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電力設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種油浸式電力變壓器。
【背景技術(shù)】
[0002]在工廠的配電房里，油浸式變壓器低壓輸出端通常采用電力母排直接聯(lián)接，電力母排直接搭接在低壓輸出端上，低壓輸出端與電力母排聯(lián)接通常采用重疊搭接法，之后再用螺栓緊固。如圖8的上半段，這樣聯(lián)接方法需要將母排與輸出端重疊一定長(zhǎng)度，以使接觸面的電流密度維持在一定范圍值內(nèi)，從而使聯(lián)接處的溫升符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。為了使聯(lián)接處溫升低，通常需要增加母排與端子重疊的長(zhǎng)度，使接觸面積增加，進(jìn)而使接觸面的電流密度降低，最終使聯(lián)接處具有較低的溫升。而增加重疊長(zhǎng)度會(huì)加大母排的用量，進(jìn)而增加制造成本。緊固用的螺栓會(huì)使導(dǎo)電部件與非導(dǎo)電部件間的電氣間隙或者安全距離減小，為了使電氣間隙或者安全距離保持不變，需要將輸出端與非導(dǎo)電部件間的間距加大，而加大間距必然造成變壓器占用空間變大。如何增加接觸面積而使聯(lián)接處溫升低，但不縮小電氣間隙，以及不加大變壓器占用空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于解決上述問題，并提供一種油浸式電力變壓器。
[0004]為此，本發(fā)明提供一種油浸式電力變壓器，其具有高壓繞組、低壓繞組、鐵磁芯及油箱，高壓繞組和低壓繞組同軸設(shè)置且被鐵磁芯穿過，高壓繞組、低壓繞組及鐵磁芯位于油箱內(nèi)，高壓繞組設(shè)置有高壓輸入端，低壓繞組設(shè)置有低壓輸出端，高壓輸入端和低壓輸出端位于油箱外。低壓輸出端設(shè)置有聯(lián)接柱，聯(lián)接柱部分嵌入低壓輸出端且與低壓輸出端過盈配合，聯(lián)接柱設(shè)置有與電力母排上的預(yù)制孔過盈配合的第一柱狀部，第一柱狀部具有導(dǎo)電性，第一柱狀部同軸設(shè)置具有導(dǎo)電性的第二柱狀部，第一柱狀部和第二柱狀部過盈配合，第二柱狀部位于第一柱狀部?jī)?nèi)部，第二柱狀部的熱脹系數(shù)大于第一柱狀部的熱脹系數(shù)。
[0005]有利地，第二柱狀部的電阻率大于第一柱狀部的電阻率。
[0006]具體地，第二柱狀部的材質(zhì)為鋁或者鋁合金，第一柱狀部的材質(zhì)為銅或者銅合金。
[0007]優(yōu)選地，第二柱狀部的外徑與第一柱狀部的外徑的比值為0.5-0.8。
[0008]具體地，第二柱狀部具有實(shí)心結(jié)構(gòu)，第一柱狀部具有中空的結(jié)構(gòu)，第二柱狀部貫穿第一柱狀部。
[0009]有利地，聯(lián)接柱內(nèi)部同軸設(shè)置有第二貫穿孔，聯(lián)接柱的外柱面徑向設(shè)置第一貫穿孔，第一貫穿孔和第二貫穿孔連通，第一貫穿孔位于聯(lián)接柱的軸向中部。
[0010]有益效果
由于本發(fā)明公開的油浸式電力變壓器的低壓輸出端采用對(duì)接的聯(lián)接方式與電力母排聯(lián)接，相對(duì)于現(xiàn)有的重疊搭接方式，其可帶來如下有益效果。
[0011]1.相同的搭接長(zhǎng)度產(chǎn)生更多的導(dǎo)電面積，進(jìn)而降低電流密度，實(shí)現(xiàn)聯(lián)接處的低溫升。
[0012]2.無需對(duì)母排進(jìn)行重疊搭接，降低了母排的用量，節(jié)約了資源。
[0013]3.由于免去了緊固螺栓和螺母，所以加大了電氣間隙或者安全距離，提高了設(shè)備的電氣安全性。
[0014]4.由于免去了緊固螺栓和螺母，所以聯(lián)接處與非導(dǎo)電部件間的距離變大了，而變壓器的占用空間并沒有增大。
【附圖說明】
[0015]
在下面參照附圖對(duì)作為非限制性實(shí)施例給出的實(shí)施方式的說明中，本發(fā)明及其優(yōu)越性將得到更好的理解，附圖如下:
圖1是現(xiàn)有油浸式電力變壓器的立體圖，其中電力母排已搭接上；
圖2是圖1中A處的局部放大圖；
圖3是本發(fā)明公開的油浸式電力變壓器的立體圖，其中電力母排已對(duì)接上；
圖4是圖3中B處的局部放大圖；
圖5是本發(fā)明公開的油浸式電力變壓器的立體圖；
圖6是圖5中C處的局部放大圖；
圖7是圖3的低壓輸出端位置的局部分解立體圖；
圖8是現(xiàn)有電力母排搭接方式與本發(fā)明公開的電力母排對(duì)接方式的尺寸對(duì)比圖；
圖9是本發(fā)明公開的聯(lián)接柱的立體圖；
圖10是圖9的剖切立體圖；
圖11是圖9的分解立體圖；
圖12-13是本發(fā)明公開的聯(lián)接柱的排布示意圖；
圖14是電力母排的立體圖。
[0016]附圖標(biāo)記說明
1.第一柱狀部;2.第二柱狀部;3.正面;4.背面;5.端面;6.第一貫穿孔;7.第二貫穿孔。
【具體實(shí)施方式】
[0017]
本申請(qǐng)文件中的R代表半徑。
[0018]如圖1所示，是現(xiàn)有油浸式電力變壓器的低壓輸出端與電力母排的聯(lián)接方式，采用的聯(lián)接方式是重疊搭接方式，將電力母排和低壓輸出端重疊一定長(zhǎng)度后，再用螺栓和螺母將二者緊固，這樣的聯(lián)接方式被定義為搭接，如圖2所示。
[0019]如圖5所示，是本發(fā)明公開的油浸式電力變壓器，其具有高壓繞組、低壓繞組、鐵磁芯及油箱，高壓繞組和低壓繞組同軸設(shè)置且被鐵磁芯穿過，高壓繞組、低壓繞組及鐵磁芯位于油箱內(nèi)，高壓繞組設(shè)置有高壓輸入端，低壓繞組設(shè)置有低壓輸出端，高壓輸入端和低壓輸出端位于油箱外。
[0020]如圖6所示，低壓輸出端設(shè)置有聯(lián)接柱，聯(lián)接柱部分嵌入低壓輸出端且與低壓輸出端過盈配合，嵌入長(zhǎng)度為聯(lián)接柱長(zhǎng)度的一半，聯(lián)接柱的下半部嵌入低壓輸出端，低壓輸出端正面的銷釘將聯(lián)接柱與低壓輸出端二者緊固聯(lián)接。
[0021]如圖3-4所示，將電力母排上的預(yù)制孔套入低壓輸出端上的聯(lián)接柱，電力母排與聯(lián)接柱過盈配合，電力母排的端面與低壓輸出端的端面貼合，電力母排正面的銷釘將聯(lián)接柱與電力母排二者緊固聯(lián)接，這樣的聯(lián)接方式被定義為對(duì)接。
[0022]如圖8所示，是現(xiàn)有電力母排搭接方式與本發(fā)明公開的電力母排對(duì)接方式的尺寸對(duì)比圖，上半部為現(xiàn)有油浸式電力變壓器的低壓輸出端與電力母排的搭接方式，下半部為本發(fā)明公開的油浸式電力變壓器的低壓輸出端與電力母排的對(duì)接方式，圖中右側(cè)的實(shí)線是為了計(jì)算電氣間隙或者安全距離而設(shè)計(jì)的輔助線。為了增強(qiáng)兩種聯(lián)接方式的對(duì)比效果，本發(fā)明公開的聯(lián)接方式直接設(shè)置在現(xiàn)有聯(lián)接方式的下方。兩種聯(lián)接方式的的搭接長(zhǎng)度一樣，都為L(zhǎng)5，體現(xiàn)為:現(xiàn)有聯(lián)接方式下的電力母排與低壓輸出端的重疊長(zhǎng)度為L(zhǎng)5，本發(fā)明公開的聯(lián)接方式下的聯(lián)接柱的長(zhǎng)度也為L(zhǎng)5。兩種聯(lián)接方式帶來的直觀改變就是相關(guān)尺寸的明顯變化，LI是現(xiàn)有聯(lián)接方式下的電氣間隙或者安全距離，L2是本發(fā)明公開的聯(lián)接方式下的電氣間隙或者安全距離，L3是現(xiàn)有聯(lián)接方式下的聯(lián)接處占用寬度，L4是本發(fā)明公開的聯(lián)接方式下的聯(lián)接處占用寬度。從圖中可以直觀地看出:L2明顯大于LI，增加的尺寸大約為母排厚度加螺母的高度加螺栓尾部突出螺母的高度。L4明顯小于L3，減小的尺寸大約為母排厚度加螺栓頭部高度加螺母高度加螺栓尾部突出螺母的高度。因此，對(duì)電力設(shè)備有利的因素(電氣間隙或者安全距離)得到了提高，而對(duì)電力設(shè)備不利的因素(占用空間)得到了減少。
[0023]如圖9所示，本發(fā)明公開的一種聯(lián)接柱，其具有圓柱狀的外形，端部設(shè)置有方便裝配的倒角。
[0024]如圖10所示，第一柱狀部I內(nèi)同軸設(shè)置第二柱狀部2，第一柱狀部I和第二柱狀部2過盈配合。
[0025]如圖11所示，第一柱狀部I具有中空的結(jié)構(gòu)，第二柱狀部2貫穿第一柱狀部I，第二柱狀部2的外徑與第一柱狀部I的外徑的比值為0.5-0.8。第一、二柱狀部1、2都具有導(dǎo)電性，第二柱狀部2的熱脹系數(shù)大于第一柱狀部I的熱脹系數(shù)，第二柱狀部2的電阻率大于第一柱狀部I的電阻率。
[0026]當(dāng)聯(lián)接柱裝配于低壓輸出端和電力母排后，由于第一柱狀部I與低壓輸出端及母排的預(yù)制孔過盈配合，所以，第一柱狀部I和低壓輸出端及母排緊密貼合，聯(lián)接柱的第一柱狀部I充分承載電流。由于第一柱狀部I和第二柱狀部2也過盈配合，所以第一柱狀部I和第二柱狀部2也緊密貼合，第二柱狀部2也充分承載電流。因此，第一柱狀部I和第二柱狀部2的熱效應(yīng)可以充分發(fā)揮，由于第二柱狀部2的電阻率大于第一柱狀部I的電阻率，所以第二柱狀部2的溫度會(huì)高于第一柱狀部I，由于第二柱狀部2的熱脹系數(shù)大于第一柱狀部I的熱脹系數(shù)，因此，在溫度和熱脹系數(shù)都相對(duì)高的情況下，第二柱狀部2的徑向脹大現(xiàn)象會(huì)明顯大于第一柱狀部I的徑向脹大現(xiàn)象，因此第二柱狀部2會(huì)緊密貼合第一柱狀部I并向第一柱狀部I施加徑向向外的壓力，由此使第一柱狀部I的徑向尺寸也向外變大，最終導(dǎo)致第一柱狀部I與低壓輸出端及電力母排的預(yù)制孔更緊密貼合，同時(shí)也向預(yù)制孔提供徑向向外的壓力，即聯(lián)接柱與低壓輸出端及母排之間的壓力比聯(lián)接柱剛裝配時(shí)更大了，增大接觸壓力也可以使接觸部位的溫升降低。
[0027]由此可見，各個(gè)特征間的過盈配合、電阻率的匹配及熱脹系數(shù)的匹配對(duì)降低低壓輸出端與母排聯(lián)接處的溫升有著顯著的作用，三者之間的作用是相輔相成的，起初的過盈配合使得電阻率和熱脹系數(shù)有了發(fā)揮作用的基礎(chǔ)，而電阻率和熱脹系數(shù)產(chǎn)生的效應(yīng)又加劇了過盈配合，最終，使得聯(lián)接處的接觸壓力加大。
[0028]如圖12所示，橫截面為正方形的電力母排，中間設(shè)置有一個(gè)接納聯(lián)接柱的預(yù)制孔，預(yù)制孔圓周到母排邊緣的距離為R，母排寬度為L(zhǎng)6。當(dāng)采用現(xiàn)有重疊搭接法聯(lián)接時(shí)，聯(lián)接處的導(dǎo)電面積為
Sl=L6xL5=(R+2R+R)xL5=4RxL5(L5 為搭接長(zhǎng)度，如圖 8 所示)
而采用聯(lián)接柱聯(lián)接時(shí)，聯(lián)接處的導(dǎo)電面積為
S2=2jtRxL5
因此，
S2: S1=2jtR: 4R=jt/2^1.57
所以，采用聯(lián)接柱搭接的方式可獲得更多的接觸面積。顯然，在滿足機(jī)械強(qiáng)度的條件下，增加預(yù)制孔的直徑，減小孔邊距可獲得更大的接觸面積。
[0029]如圖13所示，橫截面為長(zhǎng)方形的電力母排，中間設(shè)置3個(gè)接納聯(lián)接柱的預(yù)制孔，預(yù)制孔圓周到母排邊緣的距離為R，各個(gè)孔間的最短距離為R，母排寬度為L(zhǎng)6。當(dāng)采用現(xiàn)有重疊搭接法聯(lián)接時(shí)，
聯(lián)接處的導(dǎo)電面積為
Sl=L6xL5=(4R+3x2R)xL5=10RxL5
而采用聯(lián)接柱聯(lián)接時(shí)，聯(lián)接處的導(dǎo)電面積為
S2=3x2jiRxL5=6jiRxL5
因此，
S2: S1=6jtR: 10R=3jt/5^1.884
所以，采用聯(lián)接柱搭接的方式可獲得更多的接觸面積。顯然，在滿足機(jī)械強(qiáng)度的條件下，增加預(yù)制孔的直徑，減小孔邊距可獲得更大的接觸面積。
[0030]因此，本發(fā)明公開的聯(lián)接柱產(chǎn)生了兩個(gè)方面的積極效果，一是增加了接觸壓力，二是大幅度增加了導(dǎo)電面積，在這兩個(gè)積極因素的共同作用下，聯(lián)接處的溫升大幅度降低，實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的目的。
[0031]如圖7所示，本發(fā)明公開的油浸式電力變壓器的低壓輸出端，聯(lián)接柱的第一柱狀部I的材質(zhì)為銅，第二柱狀部2的材質(zhì)為鋁。聯(lián)接柱裝配于低壓輸出端之前，先在低壓輸出端的端面5沿輸出端的長(zhǎng)度方向加工3個(gè)接納聯(lián)接柱的預(yù)制孔，預(yù)制孔的直徑略小于聯(lián)接柱的外徑，使聯(lián)接柱與預(yù)制孔在徑向上過盈配合;預(yù)制孔的深度略大于0.5倍的聯(lián)接柱長(zhǎng)度，預(yù)制孔加工好后，將聯(lián)接柱的一半長(zhǎng)度插入預(yù)制孔中，使聯(lián)接柱中部的第一貫穿孔處于端面5處，從低壓輸出端的正面3垂直加工用于裝配銷釘?shù)耐?，使通孔貫穿低壓輸出端的正?和背面4，且同時(shí)貫穿聯(lián)接柱，通孔的軸線與聯(lián)接柱的軸線相交，通過銷釘將低壓輸出端和聯(lián)接柱二者緊固聯(lián)接。
[0032]電力母排裝配于低壓輸出端之前，先在電力母排的端面5沿母排長(zhǎng)度方向加工3個(gè)預(yù)制孔，預(yù)制孔的直徑略小于聯(lián)接柱子的外徑，使聯(lián)接柱與預(yù)制孔在徑向上過盈配合;預(yù)制孔的深度略大于0.5倍的聯(lián)接柱長(zhǎng)度，預(yù)制孔加工好后，將電力母排上的預(yù)制孔套入低壓輸出端上顯露出來的聯(lián)接柱，直到電力母排的端面5與低壓輸出端的端面5貼合，從電力母排的正面3垂直加工用于裝配銷釘?shù)耐?，使通孔貫穿電力母排的正?和背面4，且同時(shí)貫穿聯(lián)接柱，通孔的軸線與聯(lián)接柱的軸線相交，通過銷釘將電力母排和聯(lián)接柱二者緊固聯(lián)接，最終實(shí)現(xiàn)了電力母排和低壓輸出端的緊固聯(lián)接。
[0033]低壓輸出端和電力母排對(duì)接后，使聯(lián)接柱與預(yù)制孔在軸向上間隙配合，有利于低壓輸出端的端面和電力母排的端面的緊貼，預(yù)制孔的頭部加工有方便安裝的倒角。由于孔與銷釘過盈配合，當(dāng)銷釘裝配到位后，可限制低壓輸出端和電力母排相互間的軸向移動(dòng)，最終使低壓輸出端、聯(lián)接柱、電力母排，銷釘四者牢固聯(lián)接一起。
[0034]如圖14所示，為了區(qū)分母排及低壓輸出端的各個(gè)面，端面5被定義為以母排(或者低壓輸出端)的厚度和寬度組成的面，即圖14中標(biāo)識(shí)5的面。正面和背面被定義為以母排(或者低壓輸出端)的寬度和長(zhǎng)度組成的面，即圖中標(biāo)識(shí)3、4的面，3為正面，4為背面。
[0035]如圖10所示，第二柱狀部2的內(nèi)部同軸設(shè)置有第二貫穿孔7，第一柱狀部6具有中空結(jié)構(gòu)，第二柱狀部2貫穿第一柱狀部I，第一柱狀部I的外柱面徑向設(shè)置第一貫穿孔6，第一貫穿孔6和第二貫穿孔7連通，第一貫穿孔6位于第一柱狀部I的軸向中部。
[0036]由于貫穿孔6、7的設(shè)置，使得聯(lián)接柱在插入低壓輸出端的預(yù)制孔的過程中，預(yù)制孔內(nèi)的空氣可以順利地從第二貫穿孔7排出，進(jìn)而使得聯(lián)接柱可以順利地裝配到位，當(dāng)電力母排套入已經(jīng)安裝好的聯(lián)接柱時(shí)，電力母排的預(yù)制孔中的空氣可以順利地通過第二貫穿孔7從第一貫穿孔6排出，進(jìn)而使得第二母排可以順利的裝配到位。
[0037]實(shí)施例二
將實(shí)施例一中的第一柱狀部I的材質(zhì)更改為銅合金，第二柱狀部2的材質(zhì)更改為鋁合金，由于合金的硬度相對(duì)高些，可先將第二柱狀部2在低溫環(huán)境(5度)下保存一段時(shí)間(5分鐘)，而第一柱狀部I在高溫環(huán)境(80度)下保存一段時(shí)間(5分鐘)，借助熱脹冷縮效應(yīng)，可使第一柱狀部I的內(nèi)徑略微變大，而第一柱狀部I的外徑略微變小，進(jìn)而方便地將第二柱狀部2裝配到第一柱狀部I中，待裝配好的聯(lián)接柱恢復(fù)常溫后，第一柱狀部I和第二柱狀部2即可實(shí)現(xiàn)過盈配合。本發(fā)明公開的聯(lián)接柱的直徑和長(zhǎng)度具有不同尺寸規(guī)格，以適應(yīng)不同母排尺寸或者低壓輸出端尺寸的需要。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種油浸式電力變壓器，其具有高壓繞組、低壓繞組、鐵磁芯及油箱，高壓繞組和低壓繞組同軸設(shè)置且被鐵磁芯穿過，高壓繞組、低壓繞組及鐵磁芯位于油箱內(nèi)，高壓繞組設(shè)置有高壓輸入端，低壓繞組設(shè)置有低壓輸出端，高壓輸入端和低壓輸出端位于油箱外;其特征在于，低壓輸出端設(shè)置有聯(lián)接柱，聯(lián)接柱部分嵌入低壓輸出端且與低壓輸出端過盈配合，聯(lián)接柱設(shè)置有與電力母排過盈配合的導(dǎo)電的第一柱狀部(1)，第一柱狀部(I)同軸設(shè)置具有導(dǎo)電性的第二柱狀部(2)，第一柱狀部(I)和第二柱狀部(2)過盈配合，第二柱狀部(2)位于第一柱狀部(I)內(nèi)部，第二柱狀部(2)的熱脹系數(shù)大于第一柱狀部(I)的熱脹系數(shù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油浸式電力變壓器，其特征在于，所述的第二柱狀部(2)的電阻率大于第一柱狀部(I)的電阻率。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種油浸式電力變壓器，其特征在于，所述的第二柱狀部(2)的材質(zhì)為鋁或者鋁合金，第一柱狀部(I)的材質(zhì)為銅或者銅合金。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油浸式電力變壓器，其特征在于，所述的第二柱狀部(2)的外徑與第一柱狀部(I)的外徑的比值為0.5-0.8。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種油浸式電力變壓器，其特征在于，第二柱狀部(2)具有實(shí)心結(jié)構(gòu)，第一柱狀部(I)具有中空結(jié)構(gòu)，第二柱狀部(2)貫穿第一柱狀部(I)。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種油浸式電力變壓器，其特征在于，聯(lián)接柱內(nèi)部同軸設(shè)置有第二貫穿孔(7)，聯(lián)接柱的外柱面徑向設(shè)置第一貫穿孔(6)，第一貫穿孔(7)和第二貫穿孔(6)連通，第一貫穿孔(6)位于聯(lián)接柱的軸向中部。
【文檔編號(hào)】H01F27/28GK106057446SQ201610351944
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年5月24日
【發(fā)明人】龔柱
【申請(qǐng)人】龔柱