[發明專利]具有電氣繞組的緊湊型干式變壓器和用于制備電氣繞組的方法

有效

• 申請號: 201780011614.1
• 申請日: 2017-01-30
• 公開（公告）號: CN108701534B
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: B.霍夫曼;B.霍尼什;T-F.梅;C.賽德爾;S.韋納特
• 申請（專利權）人: 西門子能源全球有限公司
• 主分類號: H01F27/28
• 分類號: H01F27/28;H01F27/32;H01F27/36
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 侯宇

本發明涉及一種用于干式變壓器的電氣繞組，其允許即使在較高的電壓等級下也能夠構建緊湊的干式變壓器。為此，電氣繞組具有繞組導體的多個纏繞為線圈的匝。線圈被嵌入固體絕緣體中。根據本發明規定，在絕緣體的至少一個表面上施加由導電材料形成的涂層，所述涂層包括模鑄樹脂和微米級填料。

技術領域

本發明涉及干式變壓器的絕緣體的涂層。

背景技術

干式變壓器，特別是模鑄樹脂變壓器是功率變壓器，其應用在能源工程中以變換高壓側的高達約36kV的電壓。在這種變壓器中，低壓繞組和高壓繞組同軸地圍繞鐵芯柱布置。在此，具有較低電壓的那個繞組被稱為低壓繞組，具有較高電壓的那個繞組被稱為高壓繞組。兩個繞組都被嵌入固體絕緣材料中，對于高壓繞組，通常為此使用模鑄樹脂(或稱為澆注樹脂)。這種干式變壓器從EP 1133779 B1中已知。

從尚未公開的EP 15185886 A1(內部文件編號201519004)中已知上面描述的、特別是針對高于36kV電壓的干式變壓器的進一步發展。其中公開了干式變壓器的一種緊湊型結構類型，其特征尤其在于，干式變壓器具有較小的尺寸，即被更緊湊地構建并且在該過程中，作為絕緣的空氣由作為固體絕緣體的合適的模鑄樹脂代替。

在嵌入電氣繞組中，即特別是嵌入纏繞為線圈的高壓和/或低壓繞組中的固體絕緣體的表面上設置涂層，其優選地來自半導電的材料。

對該半導電的涂層的化學和/或物理特性設置有特別的要求，特別是涉及熱、機械和化學穩定性以及限定的層電阻。

需要提供一種干式變壓器的絕緣體的滿足這種性能特征的合適的涂層

發明內容

因此本發明要解決的技術問題是提供一種用于以緊湊型結構形式的干式變壓器的電氣繞組以及一種制備用于以緊湊型結構形式的干式變壓器的這種電氣繞組的絕緣體的涂層的方法，其中，至少在絕緣體的表面設置涂層，其層電阻在10²至10⁵歐姆/平方米的范圍，并且示出高的熱穩定性、高的機械強度和對于諸如濕度和陽光照射的環境影響的穩定性。

在此，針對具有以多匝纏繞為線圈的繞組導體的干式變壓器設置電氣繞組，特別是高壓繞組，其中線圈嵌入在固體絕緣體中，其中絕緣體的至少一個表面具有帶有特定層電阻的涂層，其包括樹脂組分以及至少一種微米級的且導電的填料，其中導電的填料的顆粒尺寸處于1μm至2mm的范圍。

在此，繞組導體可以是膜導體，帶狀導體或者線導體。線圈被嵌入由固體絕緣材料構成的絕緣體中。通常，為此使用模鑄樹脂，利用其將線圈包封并且其在澆鑄之后固化。最終獲得機械穩定的以空心圓柱體的形式的繞組，其線圈被很好地保護免受環境影響。根據本發明，在絕緣體的至少一個表面上施加具有微米級的且導電的填料的樹脂混合物的涂層。

該技術問題還通過用于制備電氣繞組的方法解決，其具有如下方法步驟：

-將繞組導體纏繞多匝成為線圈，

-優選地通過利用模鑄樹脂進行包封以及隨后使絕緣體固化，將線圈嵌入固體絕緣體中，

-通過將至少一種導電填料顆粒的微米級填料級分引入未固化的樹脂中來調節用于制備涂層的配制物中的預定的層電阻，

-將配制物施加到絕緣體的至少一個表面上以產生涂層。

根據本發明的優選的實施方式，填料以至少一種微米級填料級分的形式存在，其填料含量占超過涂層重量的20％和/或超過涂層體積的10％，

根據本發明的優選的實施方式，在涂層中存在至少兩種填料顆粒級分。至少兩種填料級分具有微米級的填料顆粒是特別有利的。

在此，特別有利的是，限定的層電阻可以通過在涂層中存在至少兩種填料級分的比例確定。