[發明專利]用銅鋁復合材料導線繞制鐵心變壓器繞組的方法及其繞組

無效

• 申請號: 200710167388.4
• 申請日: 2007-11-26
• 公開（公告）號: CN101226819A
• 公開（公告）日: 2008-07-23
• 發明（設計）人: 馮斌;代先智;紀巧;魏彩霞;金保利
• 申請（專利權）人: 青島青波變壓器股份有限公司
• 主分類號: H01F27/30
• 分類號: H01F27/30;H01F41/06;H01F27/28
• 代理公司: 北京金信立方知識產權代理有限公司
• 代理人: 殷雷

所屬技術領域

本發明涉及一種繞制變壓器繞組的方法及其繞組，尤其是一種用銅鋁復合材料導線繞制鐵心變壓器繞組的方法及其繞組。

背景技術

變壓器的繞組構成設備本身的電路部分，它與外部的電網直接相連，是變壓器中的重要的部件，常把繞組比做變壓器的“心臟”。當遭受雷電沖擊電壓和操作沖擊波時，繞組內部會產生大于額定電流許多倍的短路電流，沿軸向與輻向產生巨大的機械力，同時會瞬時將繞組溫度提升至極高的危險程度。

銅具有獨特的物理性能和電氣性能，是傳統的導電材料，也是變壓器繞組的主要原材料。由于世界上銅資源的匱乏和市場價格居高不下，促使電工行業積極尋求代用材料。一般認為，鋁導線是較好的代用材料。由于鋁的資源豐富，其具有價格低廉、重量輕、導電率較高等優點，所以，在20世紀60年代就提出“以鋁代銅”，用鋁導線作電能傳輸線，其中包括制作變壓器繞組。隨著雙金屬復合材料技術的發展，人們利用銅的優良導電性和鋁重量輕的特點，將銅層包覆在鋁芯線周圍，形成具有導電性好、密度小、柔軟、耐腐蝕、易釬焊、價格低廉的銅包鋁導線，從而發展成為導線的第三種金屬材料。銅鋁復合導線是一種高性能的雙金屬線材，其銅的厚度大約是在最小半經的3.5％，其導電率大約是銅線的62.9％，而同樣重量、截面的銅包鋁線的長度是純銅線長度的2.7倍。但是，由于鋁的強度較低，容易蠕變，長期使用后會產生變形，而且鋁的耐蝕性較差，表面極易形成堅固的氧化膜，致使用銅鋁復合導線繞制變壓器繞組成為技術難題，從而限制了“以鋁代銅”的進一步推廣應用。

現如今變壓器繞組最常用的材料仍然是銅。雖然其可以承受短路機械力、瞬時的高溫，但由于銅資源緊缺、銅價格高，使得變壓器成本居高不下。如何解決使用銅鋁復合導線繞制變壓器繞組這一技術問題便日益為人們所關注。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種用銅鋁復合材料導線繞制鐵心變壓器繞組的方法，以及用銅鋁復合導線繞制成的鐵心變壓器繞組，實現既降低變壓器繞組的成本，又不減損其性能的目的。

本發明所述的一種用銅鋁復合材料導線繞制鐵心變壓器繞組的方法，其所采用的技術方案的內容包括：

先將絕緣紙筒固定在繞線模具上，然后將線圈首頭揻制完畢包扎好后，將導線按要求均勻繞在紙筒上，可以繞制一層或多層；在兩層之間加相應的層間絕緣，或瓦楞油道；在線圈繞制過程中，每層的開始和結束時，都要放置端絕緣，加強上下端部的絕緣強度；還要滿足下列要求：

1、按照繞組內徑確定模具尺寸，并按照要求確定繞組模具的形狀；

2、將銅鋁復合材料導線按常規方法在選定的模具上繞制繞組；

3、繞制過程中，繞組的卷制要緊密無間隙，繞組的匝間層間要緊密，不允許有松動的線匝；結構上的裕度必須適當，控制絕緣零件及導線不要超出允差；如遇負允差時用適當的絕緣材料將匝間、層間填實，不允許用松繞的辦法保持繞組外限尺寸；保證繞組的幾何尺寸，控制繞組尺寸不能超出允許的偏差值；

4、銅鋁復合材料導線的截面尺寸、絕緣厚度和質量應符合要求；保持銅鋁復合材料導線的表面光潔度，不能有毛刺、劃痕和重皮，無污物及銹斑，對扁線還要保持截面上圓角形狀；同一變壓器繞組所用扁導線，圓角應相同，以保證三相電阻值保持一致；

5、盡量減少導線接頭數量，繞組內部導線的焊接，除保證焊接電阻外，應修光焊點，不能有尖角毛刺，并加強絕緣；

6、卷制過程中，杜絕有絕緣損傷的導線卷入繞組內部，對導線的換位、跨段、升層及引出線端等處均加強絕緣；

7、線圈多根導線并排出頭時，盡可能使導線排成正方形；

8、卷制過程中，嚴格控制繞組內外徑，尤其短軸方向，需要邊繞制邊用木錘擊打來保證短軸方向的尺寸；

9、銅鋁復合線在制造過程中為增加其抗拉強度，使得其延展性不及銅導線，在繞制線圈過程中，銅鋁復合線線圈首頭以及末頭出線揻彎時，要避免因外力使導線的銅覆層斷裂從而影響導線的整體性能。

一種用上述方法繞制的鐵心變壓器繞組，包括鐵心和線圈，其特征是：所述的線圈是用銅鋁復合材料導線繞制的。

所述的鐵心變壓器繞組，其特征是：所述銅鋁復合材料線圈均勻繞在紙筒上，可以有一層或多層，線圈兩端放置端絕緣。

所述的一種鐵心變壓器繞組，其特征是：在兩層線圈之間有相應的層間絕緣或瓦楞紙板，瓦楞紙板與線圈之間有若干油道。