一种试验平台的线圈结构

技术领域

本发明属于换流变压器生产制造及试验技术领域，具体为一种试验平台的线圈结构，所述试验平台应用于换流变压器。

背景技术

换流变压器是高压直流输电系统的核心设备之一。换流变压器在运行中承受交直流电压的共同作用，其负载电流中含有大量的高次谐波和直流偏磁电流，这些电流在换流变压器绕组中流通，使得绕组受到复杂电磁力的作用，加之铁芯自身存在的磁致伸缩效应，导致铁芯及绕组的振动非常复杂。铁芯及绕组的振动会通过箱体结构传递至油箱表面，引发整个换流变压器更加复杂的振动与噪声，从而威胁到换流变压器的安全运行。

换流变压器的振动噪声问题，一方面影响着换流变压器的使用寿命，容易引发事故，另一方面，换流变压器产生的噪声辐射影响着员工的身体健康，并对周围居民的生活和工作环境造成噪声污染。因此，迫切需要对该领域开展深入、系统的研究。要进行振动噪声研究就需要搭建一个换流变压器试验平台，在这个试验平台上，频繁拆装组合不同结构形式的线圈进行振动噪声的试验。而目前常规的线圈结构，线圈绕制完成后进行围屏和撑条的装配，当换流变压器试验平台需要频繁拆装更换线圈时，就必须先将围屏和撑条拆除，然后再更换线圈。因此，现有的线圈结构并不能很好地满足试验平台线圈需要频繁拆装组合的操作要求，需要设计一种新型的试验平台线圈结构。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种试验平台的线圈结构。本发明所采用的技术方案如下：

一种试验平台的线圈结构，所述试验平台应用于换流变压器，线圈结构包括：底部端圈、阀侧线圈和网侧线圈，底部端圈、阀侧线圈和网侧线圈均套装设置在铁芯的外周，阀侧线圈和网侧线圈放置在底部端圈的上表面，且阀侧线圈套装设置在铁芯与网侧线圈之间；所述的阀侧线圈和网侧线圈结构相同，阀侧线圈和网侧线圈均包括放置在下部底端的线圈下部端圈。

当试验过程中需要更换不同形式的试验平台线圈时，所述的底部端圈用于试验平台线圈在拆装组合时的整体吊装，只需要吊装起底部端圈就可以更换整个试验平台线圈。同时，也可以通过线圈下部端圈分别对阀侧线圈和网侧线圈进行单独吊装更换。作为试验平台线圈的下部定位支撑，底部端圈和线圈下部端圈的结构，满足了整体吊装套装试验平台线圈的工艺要求。

优选的，阀侧线圈和网侧线圈均包括：挂垫块撑条和硬纸筒，硬纸筒用于套装固定在绕线模的外周，且硬纸筒的下端部位于线圈下部端圈上表面的内径边沿位置，若干根挂垫块撑条间隔固定安装在硬纸筒背离绕线模的外周；挂垫块撑条的下部外周套装设置导线下部端圈，导线下部端圈位于线圈下部端圈的上表面，导线下部端圈的上表面固定安装若干个油道垫块组成底层油道垫块圈，底层油道垫块圈以上的挂垫块撑条的外周绕设有多层纸包扁导线，任意相邻两层纸包扁导线之间固定设有若干个油道垫块，顶层纸包扁导线的上表面固定安装若干个油道垫块组成顶层油道垫块圈，挂垫块撑条的上部外周套装设置导线上部端圈，导线上部端圈位于顶层油道垫块圈的上表面。

优选的，阀侧线圈和网侧线圈均还包括：若干根线圈外撑条以及若干层围屏和油道撑条，线圈外撑条固定安装在导线上部端圈、多层纸包扁导线、多层油道垫块和导线下部端圈的外周，若干层围屏和油道撑条套装在一圈线圈外撑条的外周，围屏和油道撑条的下端部位于线圈下部端圈的上表面。

优选的，所述的线圈下部端圈包括上部垫块、纸圈和下部垫块，上部垫块和下部垫块相互对齐分别粘接在纸圈上表面和下表面。

优选的，导线上部端圈和导线下部端圈的外周边沿设有第一开槽，线圈下部端圈高度方向开设垂直通孔，线圈外撑条上沿线圈外撑条宽度方向上设有间隔设置的第二开槽，PET带穿过第二开槽在圆周方向上绑扎线圈外撑条。

优选的，所述的挂垫块撑条的截面为T型，边棱位置倒圆角；所述的导线上部端圈和导线下部端圈的径向截面为矩形截面，边棱位置倒圆角。

优选的，所述的油道撑条的横向截面为矩形截面，矩形角部设置为圆角。

优选的，所述的硬纸筒、围屏、挂垫块撑条、线圈外撑条和油道撑条的材质为绝缘纸板。

优选的，所述的导线上部端圈和导线下部端圈的材质为层压纸板。

优选的，所述的上部垫块、纸圈和下部垫块的材质为层压纸板，上部垫块和下部垫块边棱倒圆角。

本发明的有益效果是：

本发明的一种试验平台的线圈结构，最下部放置底部端圈，阀侧线圈和网侧线圈的下部放置线圈下部端圈，实现线圈的整体吊装；高度方向上匝间加油道垫块可以调整线圈整体高度，有利于散热和安匝平衡；线圈外部撑条使用PET带绑扎，能有效增加线圈的抗震能力；该线圈结构整体性好，绕制紧实，结构简单，不同形式的线圈互换时工艺吊装简单方便，能减少试验时铁芯、器身等部件的空气暴露时间，减少总的怠工时间，对于不同结构形式线圈的振动机理试验研究提供有效支撑。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的具体实施方式、或者现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些具体实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的属于本申请保护范围之内的附图。

图1是本发明实施例的试验平台的线圈结构的整体示意图；

图2是本发明实施例的阀侧线圈和网侧线圈的结构剖视图；

图3-1是本发明实施例的硬纸筒的结构示意图；

图3-2是本发明实施例的硬纸筒的俯视图；

图4-1是本发明实施例的线圈外撑条的结构示意图；

图4-2是本发明实施例的线圈外撑条的右视图；

图5是本发明实施例的导线上部端圈的结构示意图；

图6-1是本发明实施例的线圈下部端圈的结构示意图；

图6-2是本发明实施例的图6-1的N-N处的剖视图；

图7是本发明实施例的试验平台的线圈结构的加工步骤流程图；

图中，1为底部端圈，2为铁芯，3为阀侧线圈，4为网侧线圈，5为绕线模，6为硬纸筒，7为挂垫块撑条，8为导线上部端圈，9为纸包扁导线，10为油道垫块，11为线圈外撑条，12为围屏，13为油道撑条，14为线圈下部端圈，15为上部垫块，16为纸圈，17为下部垫块，18为导线下部端圈。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1所示，是本发明实施例的试验平台的线圈结构的整体示意图。一种试验平台的线圈结构，包括：套装在铁芯2外周的底部端圈1、阀侧线圈3和网侧线圈4，组成频繁拆装组合的试验平台的线圈整体结构。阀侧线圈3和网侧线圈4放置在底部端圈1的上表面，且阀侧线圈3套装设置在铁芯2与网侧线圈4之间，可实现阀侧线圈3和网侧线圈4两线圈同时一起更换，也可以单独更换阀侧线圈3或者网侧线圈4。

如图2所示，是本发明实施例的阀侧线圈和网侧线圈的结构剖视图。所述的阀侧线圈3和网侧线圈4整体上均是圆筒状结构，图2只是它们一侧的局部剖视图，不是它们的完整结构。阀侧线圈3和网侧线圈4分别均包括：硬纸筒6、挂垫块撑条7、纸包扁导线9、线圈外撑条11、围屏12、油道撑条13、线圈下部端圈14、导线上部端圈8、导线下部端圈18和油道垫块10。线圈下部端圈14位于阀侧线圈3和网侧线圈4的下部底端，线圈下部端圈14高度方向开设垂直通孔(图2中的虚线所示)，垂直通孔用于引出纸包扁导线9的下部出头。硬纸筒6套装在绕线模5的外周，且硬纸筒6的下端部位于线圈下部端圈14上表面的内径边沿位置，硬纸筒6的外周通过胶水间隔固定粘接竖直方向的若干根挂垫块撑条7，若干根挂垫块撑条7间隔固定安装在硬纸筒6背离绕线模5的外周；挂垫块撑条7的下部外周套装设置导线下部端圈18，导线下部端圈18位于线圈下部端圈14的上表面，导线下部端圈18的上表面固定安装若干个油道垫块10组成底层油道垫块，底层油道垫块以上的挂垫块撑条7的外周绕设有多层纸包扁导线9，任意相邻两层纸包扁导线9之间固定设有若干个油道垫块10，顶层纸包扁导线9的上表面固定安装若干个油道垫块10组成顶层油道垫块，挂垫块撑条7的上部外周套装设置导线上部端圈8，导线上部端圈8位于顶层油道垫块的上表面。挂垫块撑条7为长条结构，挂垫块撑条7的截面为T型，粘接时挂垫块撑条7的T型截面的竖向宽边外侧面与硬纸筒6的外周粘接在一起，与宽边垂直相交的凸出竖边与油道垫块10插接，油道垫块10的一侧开槽挂接安装在挂垫块撑条7上，挂垫块撑条7的边棱位置周边倒圆角，无尖角毛刺，以保护纸包扁导线9。

阀侧线圈3和网侧线圈4均还包括：若干根线圈外撑条11以及若干层围屏12和油道撑条13，线圈外撑条11固定安装在导线上部端圈8、多层纸包扁导线9、多层油道垫块10和导线下部端圈18的外周，若干层围屏12和油道撑条13套装在一圈线圈外撑条11的外周，围屏12和油道撑条13的下端部位于线圈下部端圈14的上表面。阀侧线圈3和网侧线圈4的结构相同，区别在于围屏12-油道撑条13-围屏12-油道撑条13的层数不同。

如图3-1所示，是本发明实施例的硬纸筒的结构示意图；如图3-2所示，是本发明实施例的硬纸筒的俯视图。所述的硬纸筒6是通过100/00型绝缘纸板卷绕拼接制成，绝缘纸板搭接处的边沿位置打相互配合的斜坡，在斜坡处粘胶定型，保证搭接打胶处无气泡，搭接处尽量与挂垫块撑条7粘接。

阀侧线圈3和网侧线圈4中，在挂垫块撑条7的外周采用单根导线连续式线匝结构绕制纸包扁导线9，绕制纸包扁导线9时将绕线模5放置在绕线工位调整好直径，绕线模5位于硬纸筒6的内侧。每绕纸包扁导线9一层放置一圈油道垫块10，纸包扁导线9在升层处进行换位，换位处要加包绝缘纸，绝缘纸半叠包两层，换位处是指纸包扁导线9从一饼线(一层)过渡到下一饼线(下一层)的位置，加包绝缘纸是为了增加换位处的纸包扁导线9的防护。采用纸包扁导线9绕制连续式线匝结构(包括但不限于此结构)，作为阀侧线圈3和网侧线圈4的主体。

纸包扁导线9绕制相应设计匝数后，上部放置导线上部端圈8，干燥、压服后通过油道垫块10调整好线圈的高度。在纸包扁导线9的外周放置线圈外撑条11，绑扎PET带后，根据网阀线圈(阀侧线圈3和网侧线圈4)之间的绝缘距离-主空道的尺寸，按照薄纸筒小油隙理论，依次放置围屏12-油道撑条13-围屏12-油道撑条13-围屏12-油道撑条13，使用白布带沿圆周方向固定，等待下一步工序套装。油道撑条13的横向截面为矩形截面，矩形角部设置为圆角。通过油道垫块10，方便调整阀侧线圈的高度，并且形成散热油道利于散热。

如图4-1所示，是本发明实施例的线圈外撑条的结构示意图；如图4-2所示，是本发明实施例的线圈外撑条的右视图。在线圈外撑条11宽度方向上间隔开设第二开槽，阀侧线圈绕制完成并压服调整好高度后，放置线圈外撑条11，使用PET带穿入第二开槽处沿圆周方向绕三层绑扎，可增强阀侧线圈的机械强度和抗震能力，提高抗短路能力。

如图5所示，是本发明实施例的导线上部端圈的结构示意图，导线下部端圈18的结构与导线上部端圈8相同。导线上部端圈8和导线下部端圈18均为连续式端圈，径向截面为矩形截面，导线上部端圈8和导线下部端圈18的边棱位置倒圆角，倒圆角可以保护纸包扁导线9，在对应阀侧线圈3的出头位置处的导线上部端圈8和导线下部端圈18的外周边沿开设第一开槽，第一开槽可以方便引出加包绝缘纸后的纸包扁导线9的出头，同时保证阀侧线圈的上下端部电场均匀。网侧线圈3上部出头(首头)穿过导线上部端圈8的第一开槽接网套管，下部出头(尾头)穿过导线导线下部端圈18的第一开槽和线圈下部端圈14的垂直通孔接网中性点套管；阀侧线圈4的上部出头连接阀侧套管a，下部出头连接阀侧套管b。

如图6-1所示，是本发明实施例的线圈下部端圈的结构示意图；如图6-2所示，是本发明实施例的图6-1的N-N处的剖视图。线圈下部端圈14包括上部垫块15、纸圈16和下部垫块17，上部垫块15和下部垫块17相互对齐分别粘接在纸圈16上表面和下表面，上部垫块15和下部垫块17数量与阀侧线圈分档数相同，保证油流的通畅，同时对阀侧线圈套装、吊装作业时，可以具有足够的支撑强度。在阀侧线圈3的最下部放置线圈下部端圈14，作为下部定位支撑结构，并保证阀侧线圈3的整体吊装套装工艺性，可以频繁进行拆装组合。

所述的硬纸筒6、围屏12、挂垫块撑条7、线圈外撑条11和油道撑条13的材质均为100/00型绝缘纸板。

所述的导线上部端圈8和导线下部端圈18的材质均为层压纸板。

所述的上部垫块15、纸圈16和下部垫块17的材质均为层压纸板，上部垫块15和下部垫块17无尖角毛刺、边棱倒圆角。

如图7所示，是本发明实施例的试验平台的线圈结构的加工步骤流程图，具体实施步骤如下：

步骤1、线圈下部端圈包括上部垫块、纸圈和下部垫块，制作并放置线圈下部端圈，将硬纸筒安装在绕线模上，硬纸筒套装在线圈下部端圈的内径边沿位置上表面，在硬纸筒的外周粘接挂垫块撑条；

步骤2、在挂垫块撑条的外周采用纸包扁导线绕制连续式线匝结构；

步骤3、在线匝结构的导线之间加装油道垫块，组成线圈本体；

步骤4、在导线的出头处包扎绝缘，放置线圈外撑条，并且用PET带沿线圈圆周方向进行绑扎固定；

步骤5、在线圈外撑条的外周放置围屏-油道撑条-围屏-油道撑条，使用白布带沿圆周方向固定，制作完成阀侧线圈和网侧线圈；阀侧线圈和网侧线圈的结构相同，区别在于围屏-油道撑条-围屏-油道撑条的数量不同；

步骤6、底部端圈套装在铁芯的外周，自铁芯开始从内到外依次布置阀侧线圈和网侧线圈，阀侧线圈和网侧线圈吊装放置在底部端圈上，组成试验平台的线圈结构。

本发明实施例中，未详细描述的技术特征均为现有技术或者常规技术手段，在此不再赘述。

最后需要说明的是：以上实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此。本领域技术人员应该理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。