專利名稱：主動(dòng)場(chǎng)磁屏蔽油浸變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
所屬領(lǐng)域本實(shí)用新型涉及一種電力變壓器。
背景技術(shù)：
1997年3月25日國(guó)家環(huán)保局第18號(hào)令發(fā)布《電磁輻射環(huán)境保護(hù)管理辦法》附件中(第二項(xiàng))工頻強(qiáng)輻射系統(tǒng)1、電壓在100KV以上送變電系統(tǒng)；2、電流在100安倍以上的工頻設(shè)備；3、輕軌和干線電氣化鐵道。建議上列建設(shè)項(xiàng)目應(yīng)在立項(xiàng)前辦理環(huán)境保護(hù)申報(bào)登記手續(xù)，使用上列電磁輻射設(shè)備應(yīng)在購(gòu)置設(shè)備前辦理環(huán)境保護(hù)申報(bào)登記手續(xù)。
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市用電量逐年增加，許多高電壓、大電流的變壓器等工頻電力設(shè)備的安裝地點(diǎn)正逐漸進(jìn)入市內(nèi)。特別是近年來(lái)由于城區(qū)的不斷擴(kuò)大以及城市電網(wǎng)改造的需要，一些變電站有時(shí)要建在靠近居民區(qū)處或直接建在居民區(qū)內(nèi)。變壓器是工頻強(qiáng)輻射設(shè)備，是工頻交變電磁場(chǎng)源，其電磁漏能以電磁波的形式向空間傳播、輻射。變壓器的連續(xù)運(yùn)行產(chǎn)生的電磁污染對(duì)變壓器以外的生物機(jī)體、空氣、儀器設(shè)備產(chǎn)生影響，對(duì)人及環(huán)境產(chǎn)生危害。
在大型變壓器設(shè)計(jì)和制造中，存在漏磁場(chǎng)和局部過(guò)熱等一系列復(fù)雜問(wèn)題。近十年來(lái)，變壓器繞組漏磁分布，局部過(guò)熱和屏蔽問(wèn)題是國(guó)內(nèi)外變壓器制造業(yè)中廣泛開(kāi)展的科研課題之一，美國(guó)曾研究用塑料等合成材料代替金屬油箱，在不同程度解決了漏磁和局部過(guò)熱問(wèn)題；在變壓器油箱局部布置磁屏蔽已是普遍采用的技術(shù)，目的是使漏磁通盡可能不穿入油箱鋼板，避免在油箱中產(chǎn)生大的損耗和局部過(guò)熱。但是在合理設(shè)計(jì)一種能把電磁漏場(chǎng)電磁漏能控制在變壓器內(nèi)部，從根本上防止電磁漏場(chǎng)、電磁漏能的外泄，達(dá)到防治電磁污染之目的變壓器，至今未見(jiàn)出版物的任何報(bào)導(dǎo)及公用方面的任何信息。
在變壓器油箱中采用磁屏蔽技術(shù)，從結(jié)構(gòu)上分析，普遍是局部布置在變壓器繞組周圍漏磁通場(chǎng)強(qiáng)較高的部位，都是采用平面鋪設(shè)的方式，把平板型磁屏蔽固定在油箱上，磁屏蔽與油箱之間無(wú)間隙，而且制造工藝復(fù)雜。變壓器雜志1997.34(1)-38～40，作者劉鳳和，題名《變壓器磁屏蔽》一文敘述了很好消化引進(jìn)國(guó)外變壓器磁屏蔽的結(jié)合技術(shù)，并取得了良好的效果的實(shí)例，其磁屏蔽結(jié)構(gòu)為平板型，變壓器雜志2004.41(11)-33～36，作者吳錦華，題名《一臺(tái)500KV變壓器色譜異常的分析》一文分析了一臺(tái)日本東芝生產(chǎn)的變壓器的故障原因是磁屏蔽與油箱表面接觸不良產(chǎn)生低能量間歇性放電造成的，展示的磁屏蔽結(jié)構(gòu)也是平板型的。
上述兩篇文章敘述的變壓器磁屏蔽都是局部鋪設(shè)在油箱上的平板型磁屏蔽，既硅鋼片的平面與油箱平面平行，而且局部布置，雖然在降低油箱附加損耗，防止油箱局部過(guò)熱，改善變壓器運(yùn)行條件效果是明顯的，但其磁屏蔽是平板型，磁阻較大，漏磁通不能順利流過(guò)，致使一些漏磁通與未設(shè)磁屏蔽部分的漏磁通疊加在一起流入磁屏蔽以外的油箱中產(chǎn)生附加損耗，一些漏磁通外泄在空氣中造成電磁污染。由于漏磁通穿過(guò)硅鋼片平面，在磁屏蔽中引起較大的渦流損耗，而磁屏蔽本身也會(huì)產(chǎn)生局部過(guò)熱。曾出現(xiàn)過(guò)在一種產(chǎn)品上設(shè)置平板型磁屏蔽后的損耗比不設(shè)平板型磁屏蔽的損耗大近4倍，溫升也高許多的實(shí)例。山東電力技術(shù)2001年第3期73～74頁(yè)，作者蘇岳卿等，題名《提高500KV變壓器質(zhì)量的措施和建議》一文中建議要注意防止磁屏蔽本身的局部過(guò)熱。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是要提供一種主動(dòng)場(chǎng)磁屏蔽油浸變壓器，它能有效地把電磁漏場(chǎng)電磁漏能控制在變壓器內(nèi)部，從根本上防止電磁漏場(chǎng)電磁漏能外泄，防治電磁污染，減少對(duì)人及環(huán)境的危害，而且附加損耗更低。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型是在現(xiàn)有的油浸變壓器器身繞組周圍的前面、后面、左面、右面與油箱之間設(shè)置高于繞組高度與變壓器器身長(zhǎng)、寬相應(yīng)的磁屏蔽墻。磁屏蔽墻采用優(yōu)質(zhì)晶粒取向硅鋼片制作，硅鋼片剪成長(zhǎng)條形、豎放，硅鋼片的平面垂直于油箱平面，此時(shí)硅鋼片的寬度成為磁屏蔽墻的厚度，數(shù)張很薄的硅鋼片沿著厚度方向壘疊在一起成為磁屏蔽墻的寬度，硅鋼片邊緣朝向漏磁場(chǎng)，繞組漏磁通沿著硅鋼片的邊緣順著硅鋼片晶粒取向的碾壓方向流通，磁阻極小。在50周波工頻下，電磁波在磁導(dǎo)率很高，磁阻極小的硅鋼片內(nèi)比在銅、鋁中衰減快許多，在幾毫米內(nèi)就完全停息。每面磁屏蔽墻的硅鋼片中設(shè)置有導(dǎo)電良好的接地片，所有磁屏蔽墻的接地片連通在一起后一點(diǎn)有效接地，這樣就有效地把電磁漏場(chǎng)電磁漏能控制在變壓器內(nèi)部，從根本上防止電磁漏場(chǎng)電磁漏能的外泄，達(dá)到防治電磁污染之目的，使其不對(duì)變壓器以外的生物機(jī)體、空氣、儀器設(shè)備產(chǎn)生影響，減少對(duì)人及環(huán)境的危害。
由于磁屏蔽墻采用優(yōu)質(zhì)晶粒取向硅鋼片制作，硅鋼片剪成長(zhǎng)條形、豎放，硅鋼片的平面垂直于油箱平面，此時(shí)硅鋼片的寬度成為磁屏蔽墻的厚度，硅鋼片的邊緣朝向漏磁場(chǎng)，繞組漏磁通沿著硅鋼片的邊緣順著硅鋼片晶粒取向的碾壓方向流通，磁阻極小，磁屏蔽墻選用較低磁密，磁密值在8500～11000高斯，附加損耗低、噪聲小，磁屏蔽墻不會(huì)產(chǎn)生局部過(guò)熱。
繞組與磁屏蔽墻之間留有間隙，間隙由不同的電網(wǎng)系統(tǒng)額定電壓的工頻試驗(yàn)電壓值與雷電沖擊試驗(yàn)電壓值所確定，系統(tǒng)額定電壓6～750KV時(shí)間隙范圍在20～600mm；磁屏蔽墻與油箱之間也留有間隙，間隙范圍在10～200mm。利用硅鋼片、間隙、油箱磁導(dǎo)率不同的特性，在空間位置的不同，漏磁通因企圖通過(guò)磁阻最小的路徑而有效地進(jìn)入磁屏蔽墻內(nèi)，而不會(huì)進(jìn)入油箱等金屬結(jié)構(gòu)件中而產(chǎn)生附加損耗引起油箱局部過(guò)熱，也不會(huì)產(chǎn)生低能量間歇性放電。在超銘牌額定值1.3倍負(fù)荷下，不會(huì)使變壓器漏磁通與主磁通疊加在一起使變壓器過(guò)勵(lì)磁能力受到限制。
由于磁屏蔽墻與油箱之間留有間隙不會(huì)妨礙油箱內(nèi)絕緣介質(zhì)油與油箱外散熱器或冷卻器中絕緣介質(zhì)油的連通、交換、循環(huán)，也不會(huì)因在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要考慮油箱內(nèi)絕緣介質(zhì)油與油箱外散熱器或冷卻器絕緣介質(zhì)油的連通、交換、循環(huán)而影響磁屏蔽墻的設(shè)置及磁屏蔽墻的整體性。
本實(shí)用新型特別適用高電壓、大電流、大容量的油浸變壓器。變壓器容量大，變壓器器身，油箱面積大，磁屏蔽墻采用拼裝結(jié)構(gòu)，做成數(shù)塊或數(shù)十塊，拼裝組合在一起，組成整體磁屏蔽墻。


圖1為本實(shí)用新型的外型主、俯、左三視圖；圖2為圖1俯視圖沿A-A線的剖視圖；圖3為圖1主視圖沿B-B線的剖視圖；圖4為磁屏蔽墻的主、俯、左三視圖。
具體實(shí)施方案
圖2、圖3所示，變壓器器身由一個(gè)45°全斜接縫的三相心式鐵芯13，鐵芯13每相心柱上套裝有低壓繞組11，高壓繞組12各1個(gè)。鐵芯下鐵軛兩側(cè)的低壓下夾件9B和高壓下夾件9A(圖中未畫(huà)出)，兩端各開(kāi)2個(gè)圓孔3D，用4根夾螺桿7B、螺母5C，通過(guò)圓孔3D用低壓下夾件9B和高壓下夾件9A把鐵芯下鐵軛夾緊。
每件兩端焊有螺栓4B的底腳8兩件，通過(guò)低壓下夾件9B、高壓下夾件9A上的孔3C、螺母5D把底腳8安裝在高壓下夾件9A和低壓下夾件9B上。
鐵芯上鐵軛兩側(cè)的高壓上夾件10A(圖2中未畫(huà)出，圖3中畫(huà)出)、低壓上夾件10B兩端各開(kāi)2個(gè)圓孔3D，用4根夾螺桿7B、螺母5C，通過(guò)孔3D用高壓上夾件10A、低壓上夾件10B把鐵芯上鐵軛夾緊。
在高壓下夾件9A、高壓上夾件10A、低壓下夾件9B、低壓上夾件10B上各開(kāi)8個(gè)孔3E，高、低壓側(cè)各用4根拉螺桿7C穿過(guò)高低壓上下夾件上的孔3E，用螺母5E、高低壓上下夾件把套裝在鐵芯心柱上的高低壓繞組拉緊。這樣變壓器內(nèi)臟主體磁路部分鐵芯、電氣部分繞組，通過(guò)夾件、底腳、夾螺桿、拉螺桿、螺母用機(jī)械方式連接緊固成一個(gè)整體部件，變壓器器身。
在圖2、圖3中長(zhǎng)方形波紋油箱1的外部四周的波紋箱壁及其下端的箱底和上端的箱沿1A是焊接成一體的。本實(shí)用新型是在變壓器器身繞組周圍的前面、后面、左面、右面四周如圖3所示與油箱1之間設(shè)置高于繞組高度與變壓器器身長(zhǎng)寬相應(yīng)的圖4所示的磁屏蔽墻6，在圖4中矩形磁屏蔽墻6中間是長(zhǎng)條形優(yōu)質(zhì)晶粒取向的硅鋼片61，此時(shí)硅鋼片的寬度成為磁屏蔽墻的厚度，數(shù)張很薄的硅鋼片沿著厚度方向壘疊在一起成為磁屏蔽墻6的寬度。長(zhǎng)條形硅鋼片61兩側(cè)是長(zhǎng)條形絕緣板63，長(zhǎng)條形絕緣板兩外側(cè)是長(zhǎng)條形鋼板條64，在長(zhǎng)條形絕緣板63和長(zhǎng)條形鋼板條64兩端伸出部分上有2個(gè)圓孔3B，長(zhǎng)條形硅鋼片61，長(zhǎng)條形絕緣板63，長(zhǎng)條形鋼板條64迭加在一起，在當(dāng)中適當(dāng)位置有3個(gè)圓孔3F，在孔3F中裝有絕緣管65，用螺桿7A穿過(guò)絕緣管65，用螺母5B把硅鋼片61、絕緣板63、鋼板條64緊固連接成圖4所示的矩形磁屏蔽墻6，此時(shí)磁屏蔽墻6中的硅鋼片61與鋼板條64，螺桿7A是絕緣的。在硅鋼片61中靠近絕緣板63處放置1個(gè)很薄的導(dǎo)電良好的銅帶作為磁屏蔽墻6的接地片62，接地片62一端開(kāi)一個(gè)孔3B，以便接地用。磁屏蔽墻選用較低磁密，磁密值為8500～11000高斯。
焊接在圖2、圖3所示的油箱1四周內(nèi)壁上位置，大小與矩形磁屏蔽墻兩邊上絕緣板63，鋼板條64兩端伸出部分上的圓孔3B對(duì)應(yīng)的支架2上有圓孔3A，用螺栓4A、螺母5A，通過(guò)圓孔3A、3B把矩形磁屏蔽墻連接固定在油箱1四周的內(nèi)壁上，并使該矩形磁屏蔽墻6距油箱1內(nèi)壁的間隙為10～200mm。每面磁屏蔽墻的接地片62相互連通，在合適位置通過(guò)一個(gè)接地片62一端的孔3B用螺栓4A與支架2連通，使所有磁屏蔽墻一點(diǎn)通過(guò)油箱有效接地，接地片也可用瓷套引出接地。
變壓器容量大、變壓器器身，油箱面積大，磁屏蔽墻采用拼裝結(jié)構(gòu)，做成數(shù)塊或數(shù)十塊圖4所示的磁屏蔽墻，拼裝組合在一起組成整體磁屏蔽墻。
圖2所示的低壓、零相瓷套17、高壓瓷套18是固定在箱蓋15上，高低壓繞組出線、零相出線通過(guò)高低壓引線、零相引線、高低壓導(dǎo)電桿、零相導(dǎo)電桿分別穿過(guò)各自相對(duì)應(yīng)的瓷套引出外部。箱蓋15內(nèi)壁上焊接著4個(gè)吊架14，吊架上有圓孔3H，高壓上夾件10A、低壓上夾件10B上有位置相對(duì)應(yīng)的孔3G，用吊螺桿7D、螺母5F，通過(guò)圓孔3G、圓孔3H，把變壓器器身與箱蓋15連接固定成一體，一起放入裝著絕緣介質(zhì)油16的油箱1內(nèi)當(dāng)中，并使變壓器器身與磁屏蔽墻6之間留有間隙，間隙范圍在20～600mm。箱蓋15與箱沿1A用螺栓緊固在一起。
通過(guò)上述具體實(shí)施方案，就構(gòu)成了主動(dòng)場(chǎng)磁屏蔽油浸變壓器，而且制造工藝簡(jiǎn)單，極易實(shí)現(xiàn)。
本實(shí)用新型特別適用高電壓、大電流的油浸變壓器，不局限于上述的三相心式鐵芯雙繞組油浸變壓器，同樣適用于立體三角形鐵芯，單相、自耦、多繞組、無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓、有載調(diào)壓油浸電力變壓器；也適用于電爐、變流或其他油浸變壓器。只要在變壓器器身繞組周圍與油箱之間設(shè)置了用硅鋼片制作，硅鋼片平面垂直于油箱平面、豎放，硅鋼片邊緣朝向漏磁場(chǎng)，繞組漏磁通流通方向與硅鋼片晶粒取向的碾壓方向一致的環(huán)形跑道狀、餅狀或其他適用形狀的磁屏蔽，這些變換均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種主動(dòng)場(chǎng)磁屏蔽油浸變壓器，主要由油箱、導(dǎo)電桿、絕緣瓷套管、絕緣介質(zhì)油、變壓器器身組成，而變壓器器身則由一個(gè)三相心式鐵芯(13)，鐵芯每相心柱上套裝有低壓繞組(11)，高壓繞組(12)用夾件、螺桿、螺母、底腳把鐵芯繞組連接緊固而成，其特征是在變壓器器身繞組周圍的前面、后面、左面、右面四周與油箱(1)之間設(shè)置高于繞組高度與變壓器器身長(zhǎng)、寬相應(yīng)的磁屏蔽墻(6)，器身與磁屏蔽墻(6)之間留有間隙，磁屏蔽墻(6)采用優(yōu)質(zhì)晶粒取向硅鋼片制作，選用較低磁密，硅鋼片剪成長(zhǎng)條形、豎放，硅鋼片(61)的平面垂直于油箱平面，此時(shí)硅鋼片(61)的寬度成為磁屏蔽墻(6)的厚度，數(shù)張很薄的硅鋼片沿著厚度方向壘疊在一起成為磁屏蔽墻(6)的寬度，硅鋼片(61)的邊緣朝向漏磁場(chǎng)，繞組漏磁通沿著硅鋼片(61)的邊緣順著硅鋼片晶粒取向的碾壓方向流通，磁阻極小，磁屏蔽墻(6)的兩邊上絕緣板(63)，鋼板條(64)兩端伸出部分上的圓孔(3B)，與之相對(duì)應(yīng)的焊接在油箱(1)內(nèi)壁上的支架(2)上有圓孔(3A)，用螺栓(4A)，螺母(5A)，通過(guò)圓孔(3A)，圓孔(3B)把磁屏蔽墻(6)連接固定在油箱(1)四周的內(nèi)壁上，并使磁屏蔽墻(6)與油箱(1)內(nèi)壁之間留有間隙，磁屏蔽墻(6)中的硅鋼片(61)與鋼板條(64)，螺桿(7A)是絕緣的，每面磁屏蔽墻的接地片(62)相互連通，在合適位置通過(guò)一個(gè)接地片(62)一端的孔(3B)用螺栓(4A)與焊接在油箱(1)上的支架(2)連通，使所有磁屏蔽墻一點(diǎn)通過(guò)油箱(1)有效接地，接地片(62)也可用瓷套引出接地，變壓器容量大，器身油箱面積大，磁屏蔽墻采用拼裝結(jié)構(gòu)，做成數(shù)塊或數(shù)十塊拼裝組合在一起組成整體磁屏蔽墻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主動(dòng)場(chǎng)磁屏蔽油浸變壓器，其特征是磁屏蔽墻(6)的磁密值為8500～11000高斯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主動(dòng)場(chǎng)磁屏蔽油浸變壓器，其特征是磁屏蔽墻(6)距油箱(1)內(nèi)壁的間隙為10～200mm，磁屏蔽墻(6)距變壓器器身的間隙為20～600mm。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了電力變壓器的一種主動(dòng)場(chǎng)磁屏蔽油浸變壓器。在變壓器器身繞組的周圍與油箱(1)之間設(shè)置與器身長(zhǎng)、寬相應(yīng)，高于繞組高度的磁屏蔽墻(6)，并使磁屏蔽墻一點(diǎn)有效接地。這樣就有效地把電磁漏場(chǎng)電磁漏能控制在變壓器內(nèi)部，從根本上達(dá)到防治電磁污染之目的，使其不對(duì)變壓器以外的生物機(jī)體、空氣、儀器設(shè)備產(chǎn)生影響，減少對(duì)人及環(huán)境的危害。油箱(1)與磁屏蔽墻(6)本身無(wú)局部過(guò)熱，附加損耗更低，在超銘牌1.3倍額定負(fù)荷下變壓器過(guò)勵(lì)磁能力不會(huì)受到限制。
文檔編號(hào)H01F27/36GK2831360SQ20052010449
公開(kāi)日2006年10月25日 申請(qǐng)日期2005年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月14日
發(fā)明者文浩, 文澤寶 申請(qǐng)人:文浩