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CN111480209A - 绕组组件 - Google Patents

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CN111480209A CN201880082539.2A CN201880082539A CN111480209A CN 111480209 A CN111480209 A CN 111480209A CN 201880082539 A CN201880082539 A CN 201880082539A CN 111480209 A CN111480209 A CN 111480209A
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Abstract

本发明涉及一种用于变压器、特别是具有Um≥72.5kV的中等操作电压的变压器的绕组组件，其中，该绕组组件具有至少一个绕组（1），所述绕组终止于绕组导体（3）中，其中，绕组导体（3）连接到切换线（2），切换线（2）被设计成将绕组（1）连接到其他绕组。为了减小在用于高温应用的高压端线区域中的局部放电和闪络的危险，设置的是，切换线（2）到绕组导体（3）的连接被布置在绕组（1）内部。

Description

绕组组件
技术领域
本发明涉及一种用于变压器、特别是具有Um≥72.5kV的中等操作电压的变压器的绕组组件，其中，绕组组件具有至少一个绕组，所述至少一个绕组终止于绕组导体中，其中，绕组导体连接到切换线，该切换线被设计成将绕组互连到其他绕组。
本发明的绕组组件可以用于各种类型的变压器中，特别是配电变压器，诸如充液配电变压器。
背景技术
在充油配电变压器的情况下，针对高温要求，例如在大于105°C的操作温度下，端引线经常要求芳族聚酰胺绝缘。在Um≥72.5 kV的中等操作电压的情况下，在高侧电压端引线范围内，换言之，在高电压范围内出现高场强。该选择性场强大大地增加了局部放电和闪络的风险。为了减小该电负载，在低温应用中，在端引线周围使用用于导体扩大的屏蔽件。对于高温应用，这些多年使用的经试验和测试的材料中有一些不可用于屏蔽。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种绕组组件，该绕组组件克服了现有技术的缺点并且同样降低了在用于高温应用的高侧电压端引线范围中局部放电和形成电弧的风险。
这个目的通过根据权利要求1所要求保护的一种绕组组件创造性地实现。从用于变压器的绕组组件、特别是具有Um≥72.5kV的中等操作电压的变压器的绕组组件开始，其中，绕组组件具有终止于绕组导体中的至少一个绕组，其中，该绕组导体连接到切换线，该切换线被设计成将绕组连接到其他绕组，所设置的是切换线至绕组导体的连接布置在绕组内部。
通过在绕组内部将绕组导体连接到切换线（该切换线通常具有比绕组导体更大的导体横截面）并且与切换线形成端引线，端引线处的电场强度被显著降低。
切换线到绕组导体的连接被布置在绕组内部的事实意味着，在绕组的径向方向和在绕组的轴向方向两者上观察，该连接被绕组包围。如果假设绕组围绕绕组轴线布置，则例如相对于绕组轴线，仍存在绕组的在本发明的连接的径向外侧的部分以及还有绕组的在该连接的轴向之前和之后的部分两者。绕组的绕组导体因此在很大程度上、特别是完全地将连接与绕组外部的空间绝缘。
本发明有利地用于变压器的高侧电压绕组，换言之，高压绕组。
为了将绕组导体容易且永久地电连接到切换线，可以设置的是，切换线和绕组导体之间的连接是压接连接。当两个部件通过塑性变形（例如通过折边、挤压、压接或折叠）彼此连接时，形成压接连接。压接连接本身不是可拆卸连接。压接连接是刚性配合。
在压接连接的情况下，通常使用连接元件，待连接的一个或两个导体插入该连接元件中。例如，连接元件可以被设计为套管或电缆接线头。除了电连接之外，压接还在待连接的两个导体（这里是绕组导体和切换线）之间建立机械连接。压接钳或压接压力机例如用作用于压接的工具。工具的形状和按压力必须各自被调整成使得形成刚性连接，但这些导体中没有一者由此被破坏、特别是断裂。作为压接的替代方案，这两个导体还可以被钎焊或焊接。
由于连接在绕组内部，所以有利的是连接元件（其在切换线和绕组导体之间形成连接）被电屏蔽件包围。因此，绕组的电场以简单的方式与切换线屏蔽开。
特别地，可以设置的是，电屏蔽件还包围绕组导体的邻接连接元件的部分和切换线的邻接连接元件的部分。因此，在任何情况下都实现了该连接元件的良好屏蔽。
在其最简单的情况下，电屏蔽件可以包括导电层，导电层至少包围连接元件。在此可设想导电箔、编织物或片材。导电层可以例如包含铜。
电屏蔽件、绕组导体的邻接连接元件的部分以及切换线的邻接连接元件的部分可以由公共绝缘体包围。因此，不会发生从绕组的其余部分到切换线上的导电连接或闪络。
如果假设绕组围绕绕组轴线布置，则可设想基本上三个实施例变型，其中，相对于绕组布置切换线到绕组导体的连接，特别是对应的连接元件。
在第一实施例变型中，绕组的一部分仍然既位于切换线到绕组导体的连接的径向外侧并且还位于切换线到绕组导体的该连接的轴向之前和之后。该连接（特别是呈连接元件的形式）因此在两侧上被绕组导体在轴向方向上包围。在径向方向上，至少在该连接的外部，特别是在连接元件的外部，存在另外的绕组导体或同一绕组导体的另外区段。绕组的绝缘体可以例如位于径向内侧。因此，该实施例变型适合用于绕组的起点，在绕组的径向方向上观察，其位于内部。
在第二实施例变型中，绕组的一部分仍然既位于切换线到绕组导体的连接的径向内侧并且还位于切换线到绕组导体的该连接的轴向之前和之后。该连接（特别是呈连接元件形式）因此在两侧上被绕组导体在轴向方向上包围。在径向方向上，至少在该连接的内部，特别是在连接元件的内部，存在另外的绕组导体或同一绕组导体的区段。绕组的绝缘体可以例如位于径向外侧。因此，该实施例变型适合用于绕组的端部，在绕组的径向方向上观察，其位于外部。
在第三实施例变型中，绕组的一部分仍然位于切换线到绕组导体的连接的径向内侧、径向外侧、轴向之前和轴向之后。该连接（特别是呈连接元件的形式）因此在所有侧上都被绕组导体包围。该实施例变型适合用于分接头，径向地观察，其位于绕组的起点和端部之间。
还可设想，针对每个绕组提供多个本发明的连接。因此，两个或所有三个实施例变型也可以存在于绕组上。特别地，可以存在第三实施例变型的多个连接。
本发明还包括具有本发明的绕组组件的变压器，特别是电力变压器，优选充油配电变压器。电力变压器是被设计成用于高性能（诸如用于电能电网中）的变压器。
电力变压器经常以三相方式实施为三相AC变压器。范围为从几十kVA到几MVA内的电力变压器在这种情况下用于本地变电站中，这些本地变电站用于为低压电网供电，并且被称为配电变压器。它们经常是充液配电变压器，在这种情况下通常是充油配电变压器。
附图说明
为了进一步解释本发明，在说明书的以下部分中参照附图，从这些图中可以看到本发明的进一步的有利细节和可能的应用领域。这些图应被理解为示例并且旨在阐明本发明的本质，但绝不使本发明的本质变窄或甚至总结性地复制本发明的本质。附图示出：
图1是本发明绕组组件在切换线与绕组导体之间的连接的区域中的纵向截面，
图2是来自图1的在切换线与绕组导体之间的连接周围的区域的纵向截面。
具体实施方式
图1示出了具有绕组1的本发明的绕组组件的上端，绕组1围绕绕组轴线5布置。另外的绕组可以布置在绕组1的径向内侧和/或径向外侧。绕组1通常缠绕在变压器芯的芯腿（这里未示出）周围，并且包括一个或多个绕组导体3。绕组导体3可以例如是绕组导线。为了将电能导出绕组1并且然后导出包围绕组1的变压器壳体，或将电能从外部通过变压器壳体引入绕组1中，设置所谓的端引线，换言之，设置将绕组1的绕组导体3的端部通过变压器壳体连接到变压器外部的线的导电连接。
端引线还包括所谓的切换线2，变压器的各个绕组1借助于该切换线仍可以在变压器壳体内部互连。以此方式，三相AC变压器的三相可以互连。
绕组1终止于绕组导体3中，并且借助于连接元件4连接到用于将绕组1连接到其他绕组的切换线2。连接元件4布置在绕组内部。一方面，这意味着在绕组1的径向方向上（换言之与绕组轴线5成直角），绕组1的一部分仍然至少位于连接元件4的外部，这里是绕组1的大部分。绕组导体3的端部在此形成绕组1的起点，绕组1在此被设计为高侧电压绕组。在此，在径向方向上观察，绕组的起点以及因此连接元件4位于绕组1至主散射间隙的绝缘体的内侧上，并且其进而位于高侧电压绕组和低压绕组之间。
在绕组内部还意味着绕组1的一部分在平行于绕组轴线5的方向上仍位于连接元件4之前和之后。在图1中，因此，在连接元件4上方和下方还存在绕组1的另外的绕组导体。绕组1的这些另外的绕组导体因此将连接元件4与绕组1外部的空间绝缘。
该连接（即在此为连接元件4）的布置在图1中对应于之前所描述的绕组起点的第一实施例变型。然而，根据第二实施例变型，连接元件4还可以用于绕组的端部，在绕组1的径向方向上观察，该端部位于外侧上，参见连接元件4的替代位置9，其被绘制为垂直线。连接元件4然后将在径向外侧，例如仅被绕组1的绝缘体包围，在所有其他侧上（径向内侧，轴向地）被绕组1的绕组导体包围。然而，根据第三实施例变型，连接元件4还可以用于分接部，在绕组1的径向方向上看该分接部位于绕组的起点和端部之间的任何点处，参见连接元件4的示例性替代位置8，其被绘制为垂直线。连接元件4然后将在所有侧上被绕组1的绕组导体包围。
因为切换线2具有比绕组导体3更大的导体横截面，所以在绕组2外侧的切换线2的外侧上的电场强度低于绕组导体3的情况（如果绕组导体3而不是切换线2从绕组1引出——在图1中从绕组1在上方引出）。
在图2中，连接元件以及（局部地在截面中）其紧邻的周围环境被放大地示出。切换线2和绕组导体3（其具有比切换线2更小的横截面）都被引导到连接元件4中，并且在连接元件4中借助于压接连接彼此机械地且导电地连接。电屏蔽件6包围连接元件4、绕组导体3的邻接连接元件4的部分和切换线2的邻接连接元件4的部分。在这个区域中——在平行于绕组轴线5的方向上观察（参见图1）——并且超过该区域，提供绝缘体7，该绝缘体包围电屏蔽件6、绕组导体3的邻接连接元件4的部分以及切换线2的邻接连接元件4的部分。
附图标记列表：
1 绕组
2 切换线
3 绕组导体
4 连接元件
5 绕组轴线
6 电屏蔽件
7 绝缘体
8 连接元件4的替代位置
9 连接元件4的替代位置

Claims (10)

1.一种用于变压器、特别是具有Um≥72.5kV的中等操作电压的变压器的绕组组件，其中，所述绕组组件具有至少一个绕组（1），所述绕组终止于绕组导体（3）中，其中，所述绕组导体（3）连接到切换线（2），所述切换线（2）被设计成将所述绕组（1）连接到其他绕组，其特征在于，所述切换线（2）到所述绕组导体（3）的连接布置在所述绕组（1）的内部。
2.根据权利要求1所述的绕组组件，其特征在于，所述切换线（2）与所述绕组导体（3）之间的连接是压接连接。
3.根据权利要求1或2所述的绕组组件，其特征在于，在所述切换线（2）和所述绕组导体（3）之间建立连接的连接元件（4）被电屏蔽件（6）包围。
4.根据权利要求3所述的绕组组件，其特征在于，所述电屏蔽件（6）还包围所述绕组导体（3）的邻接所述连接元件（4）的部分以及所述切换线（2）的邻接所述连接元件（4）的部分。
5.根据权利要求3或4所述的绕组组件，其特征在于，所述电屏蔽件（6）包括至少包围所述连接元件（4）的导电层。
6.根据权利要求3、4或5所述的绕组组件，其特征在于，所述电屏蔽（6）、所述绕组导体（3）的邻接所述连接元件（4）的部分以及所述切换线（2）的邻接所述连接元件（4）的部分被公共绝缘体（7）包围。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的绕组组件，其特征在于，所述绕组（1）的一部分仍然既位于切换线（2）到绕组导体（3）的连接的径向外侧并且还位于所述切换线（2）到所述绕组导体（3）的这个连接的轴向之前和之后。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的绕组组件，其特征在于，所述绕组（1）的一部分仍然既位于所述切换线（2）到绕组导体（3）的连接的径向内侧并且还位于所述切换线（2）到所述绕组导体（3）的这个连接的轴向之前和之后。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的绕组组件，其特征在于，所述绕组（1）的一部分仍然位于所述切换线（2）到绕组导体（3）的连接的径向内侧、径向外侧、轴向之前和轴向之后。
10.一种变压器、特别是电力变压器、优选地充油配电变压器，其具有根据权利要求1至9中的任一项所述的绕组组件。
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