專(zhuān)利名稱(chēng)：帶有熱保護(hù)裝置的變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種帶有熱保護(hù)裝置的變壓器。
背景技術(shù)：
變壓器的預(yù)期壽命是由其絕緣介質(zhì)的老化速度決定的。在變壓 器運(yùn)行期間，繞組線(xiàn)圈由于電阻損耗而發(fā)熱，使其繞圈本身的溫度升
高，這一現(xiàn)象加速了變壓器絕緣的老化。對(duì)于使用A級(jí)絕緣材料的變 壓器，溫度每增加6'C ，絕緣老化速度增加一倍，變壓器工作壽命 減少一半。當(dāng)繞組溫度超過(guò)其絕緣材料容許的最高溫度時(shí)，絕緣材料
將因過(guò)熱而損壞，從而直接導(dǎo)致變壓器的損壞。因此，利用限制繞組 溫度的保護(hù)裝置對(duì)變壓器實(shí)施過(guò)熱保護(hù)顯得十分重要。
小型變壓器由于受體積、重量等因素的限制，不能采用大中型 變壓器常用的復(fù)雜的溫度保護(hù)和測(cè)試方法，小型變壓器一般采用熔斷 器、過(guò)電流釋放器、熱斷路器等保護(hù)裝置進(jìn)行過(guò)熱保護(hù)。熔斷器和過(guò) 電流釋放器的過(guò)熱保護(hù)原理在于通過(guò)限制繞組電流的方式來(lái)防止繞 組溫度過(guò)高，對(duì)于采用這種限制電流的過(guò)熱保護(hù)裝置的小型變壓器而 言，若電流的限制值選擇過(guò)低，則變壓器的過(guò)載能力達(dá)不到要求，若 電流的限制值選擇太高，則對(duì)于過(guò)載情況下的過(guò)熱保護(hù)效果不好。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不 足，提供一種體積小、安裝簡(jiǎn)單方便、能可靠地對(duì)變壓器實(shí)施過(guò)熱保 護(hù)的變壓器。
該帶有熱保護(hù)裝置的變壓器包括線(xiàn)圈繞組、熱保護(hù)裝置，其中， 熱保護(hù)裝置串接于初級(jí)繞組中，在各次級(jí)繞組之間有用于安裝所述熱 保護(hù)裝置的安裝盒，熱保護(hù)裝置可裝于安裝盒內(nèi)與各次級(jí)繞組可靠接 觸。
本實(shí)用新型提出的基于熱保護(hù)裝置的變壓器過(guò)熱保護(hù)方案具有 重大的實(shí)用價(jià)值。變壓器的過(guò)熱損壞機(jī)理在于當(dāng)溫度超過(guò)容許值時(shí)， 線(xiàn)圈間的絕緣層由于溫度過(guò)高而損壞，導(dǎo)致線(xiàn)圈間發(fā)生打火，最終永 久性地破壞絕緣層。因此最直接的變壓器熱保護(hù)方案是通過(guò)監(jiān)測(cè)變壓 器線(xiàn)圈或鐵芯的溫度，從而確保其溫度保持在允許的范圍內(nèi)。而由于 線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)和絕緣本身性能的原因，溫度在線(xiàn)圈上的分布是不均勻的， 這樣絕緣老化速度將取決于繞組上最熱點(diǎn)的溫度。
本實(shí)用新型通過(guò)實(shí)驗(yàn)方式對(duì)變壓器因過(guò)載和短路導(dǎo)致的過(guò)熱分 布進(jìn)行了分析。實(shí)驗(yàn)時(shí)先將熱保護(hù)裝置安裝于變壓器繞組之間，以保 證變壓器在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不被損壞并確定實(shí)驗(yàn)的結(jié)束時(shí)間，分過(guò)載和短 路兩種情況進(jìn)行，分別對(duì)其中一個(gè)次級(jí)繞組進(jìn)行過(guò)載或短路實(shí)驗(yàn)，其 余繞組加額定負(fù)載，在熱保護(hù)裝置動(dòng)作后立即對(duì)各繞組的阻值進(jìn)行測(cè) 量，并根據(jù)下式來(lái)確定繞組的實(shí)際溫度
穴i
式中At —溫升，'C;
A—試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)繞組的電阻值，Q; / 2 —試驗(yàn)結(jié)束時(shí)繞組的電阻值，Q;
^一試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)室溫，°c;
h—試驗(yàn)結(jié)束時(shí)室溫，°c。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)于小型變壓器而言，若變壓器處于過(guò)載或短 路情況下，則相應(yīng)短路或過(guò)載的次級(jí)繞組溫度最高。因此，只需保證 每個(gè)次級(jí)繞組均處于熱保護(hù)裝置的保護(hù)之下，整個(gè)變壓器即可以得到 全面的熱保護(hù)。為確保該變壓器熱保護(hù)方案的可靠性，對(duì)于不同型號(hào) 的變壓器，都可以進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)以確定熱保護(hù)裝置的安裝位置。
根據(jù)有關(guān)學(xué)者對(duì)變壓器繞組溫度場(chǎng)的數(shù)值計(jì)算和實(shí)驗(yàn)結(jié)果(參
閱鄭殿春，劉占磊，張秀麗繞包干式變壓器最熱點(diǎn)溫升及絕緣老
化的探討，黑龍江電力，2000， 22 (5) : 8-10.)，變壓器各級(jí)繞組
的最高溫度點(diǎn)出現(xiàn)在次級(jí)繞組的縱向中央處，因此本實(shí)用新型中的熱 保護(hù)裝置置于安裝盒中的位置應(yīng)為次級(jí)繞組的縱向中央處，由于安裝
盒內(nèi)的熱保護(hù)裝置的兩側(cè)面與安裝盒全面接觸，因此熱保護(hù)裝置可感 知到線(xiàn)圈的最高溫度點(diǎn)。
安裝盒可釆用導(dǎo)熱性能好的材料制成，優(yōu)選的是，安裝盒釆用 的導(dǎo)熱性能好的材料為金屬材料，進(jìn)一步優(yōu)選的是安裝盒采用的金屬 材料為薄銅皮，其截面形狀與熱保護(hù)裝置的形狀相適應(yīng)。
熱保護(hù)裝置采用熱熔斷器，安裝盒形狀為矩形，其尺寸與熱熔 斷器的截面尺寸相適應(yīng)。通過(guò)將熱熔斷器串入變壓器初級(jí)繞組中，利 用熱熔斷器對(duì)變壓器的繞組線(xiàn)圈和鐵芯溫度實(shí)施監(jiān)測(cè)。當(dāng)溫度超過(guò)熱 熔斷器的動(dòng)作溫度(可選擇不同動(dòng)作溫度的器件)時(shí)，熱熔斷器即動(dòng) 作(熔斷)并切斷變壓器初級(jí)繞組中的電流，從而確保變壓器的繞組 和鐵芯溫度不超過(guò)允許范圍。
熱熔斷器可選用合金型溫度保險(xiǎn)絲(熱熔斷體)，使用時(shí)溫度 保險(xiǎn)絲感受環(huán)境溫度，當(dāng)溫度達(dá)到易熔合金的融點(diǎn)時(shí)，易熔合金熔化， 在特殊樹(shù)脂的作用下，已熔化的合金迅速收縮成球，從而切斷初級(jí)繞 線(xiàn)圈中的電流。這種溫度保險(xiǎn)絲具有體積小巧、價(jià)格低廉、可靠性高
的特點(diǎn)，在正常溫度范圍下它的額定電流范圍為1 25A。
本實(shí)用新型中，安裝盒可設(shè)置有多個(gè)，其數(shù)量可根據(jù)變壓器繞 組的實(shí)際情況而定，其設(shè)置原則是須保證在任意繞組發(fā)生短路或過(guò)載 時(shí)，均有一個(gè)熱熔斷器與變壓器次級(jí)繞組的最高溫度點(diǎn)接觸。
本實(shí)用新型體積小巧、制作方便、成本低廉，能夠?yàn)樾⌒妥儔?器提供可靠的熱保護(hù)，有效地提高了變壓器的使用壽命。并且，在更 換了新的熱熔斷器之后，該變壓器能在出現(xiàn)過(guò)熱情況后繼續(xù)使用，從 而有效地降低了設(shè)備的維護(hù)成本。


圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1中變壓器繞組的橫向截面圖 圖2為實(shí)施例1中變壓器繞組的俯視圖，圖中示出了熱熔斷器 安裝于安裝盒中的位置
圖3為實(shí)施例1中變壓器繞組接線(xiàn)的電路原理圖
圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例2中設(shè)置有多個(gè)安裝盒的變壓器繞組
的橫向截面圖
圖中1 —環(huán)形變壓器鐵芯 2 —初級(jí)繞組 3—第一次級(jí)繞組
4一第二次級(jí)繞組 5 —第一安裝盒 6 —第一熱熔斷器 7—第二安 裝盒 8—第二熱熔斷器 9一變壓器繞組外廓 IO —環(huán)形變壓器 ll一第三次級(jí)繞組 12 —第三安裝盒 13 —第三熱熔斷器 14一第 四安裝盒15 —第四熱熔斷器
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合實(shí)施例及附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)敘述。 下面實(shí)施例為本實(shí)用新型的非限定性實(shí)施例。
實(shí)施例1:
本實(shí)施例中變壓器采用環(huán)形變壓器。將環(huán)形變壓器鐵芯的橢圓 長(zhǎng)軸方向定義為縱向，短軸方向定義為橫向，則圖1和圖4均為變壓 器繞組的橫向截面圖。
如圖l、 2所示，由于采用環(huán)形變壓器，因此繞組的截面為左右 對(duì)稱(chēng)的兩個(gè)。環(huán)形變壓器鐵芯l上依次繞制有初級(jí)繞組2、第一次級(jí) 繞組3、第二次級(jí)繞組4。對(duì)于環(huán)形變壓器鐵芯1左右對(duì)稱(chēng)的兩邊， 在第一次級(jí)繞組3與第二次級(jí)繞組4之間分別設(shè)置有第一安裝盒5 和第二安裝盒7，第一安裝盒5和第二安裝盒7的兩側(cè)面分別與第一 次級(jí)繞組3及第二次級(jí)繞組4可靠接觸，兩安裝盒位置對(duì)稱(chēng)。安裝盒 內(nèi)置有熱保護(hù)裝置。
本實(shí)施例中，變壓器的熱保護(hù)裝置采用熱熔斷器，熱熔斷器選 用合金型溫度保險(xiǎn)絲，在正常溫度范圍下它的額定電流范圍為l 25A。如圖3所示，熱熔斷器為兩個(gè)，即第一熱熔斷器6和第二熱熔 斷器8，兩熱熔斷器分別串連在環(huán)形變壓器10的初級(jí)繞組中。如圖1、 2所示，第一熱熔斷器6和第二熱熔斷器8分別置于第一安裝盒5和 第二安裝盒7中。
第一安裝盒5和第二安裝盒7采用薄銅皮制成，其截面形狀為 與第一熱熔斷器6及第二熱熔斷器8的截面相適合的矩形，這樣，熱 熔斷器可以方便地插入安裝盒中，并且與安裝盒可靠接觸。
由于變壓器各級(jí)繞組的最高溫度點(diǎn)出現(xiàn)在繞組的縱向中央處，
如圖2所示，第一熱熔斷器6和第二熱熔斷器8分別插入相應(yīng)安裝盒
內(nèi)的深度應(yīng)保證它們均處于統(tǒng)組的縱向中央處，以使之能檢測(cè)到線(xiàn)圈 的最高溫度。
變壓器工作時(shí)，由于第一安裝盒5的溫度與兩次級(jí)繞組的溫度 相同，而第一熱熔斷器6又與第一安裝盒5可靠接觸，因此第一熱熔 斷器6所感受的溫度應(yīng)與變壓器第一次級(jí)繞組3和/或第二次級(jí)繞組 4中的實(shí)際溫度相同。第二安裝盒7和第二熱熔斷器8位于環(huán)形變壓 器的另外一邊，與第一安裝盒5和第一熱熔斷器6對(duì)稱(chēng)，其保護(hù)機(jī)理 相同。當(dāng)變壓器繞組溫度由于過(guò)載或短路而超過(guò)易熔合金制成的熱熔 斷器的融點(diǎn)(即熱熔斷器動(dòng)作溫度值)時(shí)，易熔合金熔化，在特殊樹(shù) 脂的作用下，已熔化的合金迅速收縮成球，從而切斷初級(jí)繞組2中的 電流。這樣就可以確保當(dāng)任意一個(gè)次級(jí)繞組發(fā)生短路或者過(guò)載時(shí)，熱 熔斷器能最迅速地感受到繞組的局部最高溫度，從而對(duì)變壓器繞組實(shí) 施全面的熱保護(hù)。
熱熔斷器動(dòng)作后即永久損壞，必須更換新的熱熔斷器，本實(shí)用 新型線(xiàn)圈間設(shè)置的第一安裝盒5和第二安裝盒7使得熱熔斷器的更換
十分方便，只需將已損壞的熱熔斷器從安裝盒中拔出，將新的熱熔斷 器再插入安裝盒中繞組的縱向中央處并重新接線(xiàn)即可。
本實(shí)用新型不同于現(xiàn)有技術(shù)中采用一次性熱熔斷器的變壓器。 現(xiàn)有技術(shù)中變壓器的熱保護(hù)裝置，一般都是在變壓器繞制過(guò)程中將熱 熔斷器直接繞壓于繞組內(nèi)部，在變壓器制作完成后無(wú)法將熱熔斷器取 出，也無(wú)法對(duì)其進(jìn)行更換，因此一般不能更換熱熔斷器。當(dāng)變壓器過(guò) 熱導(dǎo)致熱熔斷器損壞后，此時(shí)變壓器的絕緣層不一定發(fā)生了損壞，但 整個(gè)變壓器卻由于不能更換熱熔斷器而不能繼續(xù)使用，造成極大的浪 費(fèi)。而本實(shí)用新型變壓器的熱保護(hù)裝置，在熱熔斷器發(fā)生動(dòng)作后，只 需更換新的熱熔斷器并通過(guò)耐壓測(cè)試以確保變壓器絕緣層性能完好。 由于變壓器絕緣層的老化速度是隨著溫度的升高而加快的，變壓器經(jīng) 過(guò)了多次的短路或過(guò)載之后，其絕緣層的絕緣性能會(huì)有一定程度的降 低，進(jìn)行耐壓測(cè)試的目的是考察和確認(rèn)變壓器在重新投入使用時(shí)的絕
緣狀態(tài)。在確定了變壓器的絕緣性能良好之后，變壓器可繼續(xù)使用。 實(shí)施例2:
如圖4所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1不同之處是，在兩對(duì)稱(chēng)的環(huán) 形變壓器鐵芯1上，第二次級(jí)繞組4外分別還有第三次級(jí)繞組11， 第二次級(jí)繞組4與第三次級(jí)繞組11之間分別設(shè)置有第三安裝盒12 和第四安裝盒14，第三安裝盒12和第四安裝盒14的兩側(cè)面分別與 第二次級(jí)繞組4及第三次級(jí)繞組11可靠接觸，這樣設(shè)置的目的是對(duì) 變壓器的第三次級(jí)繞組11實(shí)施過(guò)熱保護(hù)。
第三安裝盒12內(nèi)有第三熱熔斷器13，第四安裝盒14內(nèi)有第四 熱熔斷器15。同樣，第三熱熔斷器13和第四熱熔斷器15分別插入 相應(yīng)安裝盒內(nèi)的深度應(yīng)保證它們均處于繞組的縱向中央處，以使之能 檢測(cè)到線(xiàn)圈的最高溫度。
本實(shí)施例中，兩對(duì)稱(chēng)的三個(gè)次級(jí)線(xiàn)圈之間各設(shè)置有兩個(gè)安裝盒，
這樣設(shè)置的原則是保證在任意繞組發(fā)生短路或過(guò)載時(shí)，均有一個(gè)熱熔 斷器與變壓器次級(jí)繞組的最高溫度點(diǎn)接觸，從而對(duì)變壓器繞組實(shí)施全
面的熱保護(hù)。
本實(shí)施例中的其他結(jié)構(gòu)及使用都與實(shí)施例1相同。
權(quán)利要求1.一種帶有熱保護(hù)裝置的變壓器，包括線(xiàn)圈繞組、熱保護(hù)裝置，其特征在于熱保護(hù)裝置串連于初級(jí)繞組中，在各次級(jí)繞組之間有用于安裝所述熱保護(hù)裝置的安裝盒，熱保護(hù)裝置可裝于安裝盒內(nèi)與各次級(jí)繞組可靠接觸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的變壓器，其特征在于所述熱保護(hù)裝置 在安裝盒中的位置為置于次級(jí)繞組的縱向中央處。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的變壓器，其特征在于安裝盒采用導(dǎo)熱 性能好的材料制成，其截面形狀與熱保護(hù)裝置的形狀相適應(yīng)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的變壓器，其特征在于安裝盒采用的導(dǎo) 熱性能好的材料為金屬材料，其截面形狀與熱保護(hù)裝置的形狀相適應(yīng)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的變壓器，其特征在于安裝盒采用的金 屬材料為薄銅皮。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l一5之一所述的變壓器，其特征在于熱保護(hù) 裝置采用熱熔斷器，安裝盒形狀為矩形，其尺寸與熱熔斷器的截面尺 寸相適應(yīng)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的變壓器，其特征在于熱熔斷器采用合 金型溫度保險(xiǎn)絲。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種帶有熱保護(hù)裝置的變壓器，包括線(xiàn)圈繞組、熱保護(hù)裝置，其中，熱保護(hù)裝置串接于初級(jí)繞組中，在各次級(jí)繞組之間有用于安裝所述熱保護(hù)裝置的安裝盒，熱保護(hù)裝置可裝于安裝盒內(nèi)與各次級(jí)繞組可靠接觸。本實(shí)用新型體積小巧、制作方便、成本低廉，能夠?yàn)樾⌒妥儔浩魈峁┛煽康臒岜Ｗo(hù)，有效地提高了小型變壓器的使用壽命。并且，在更換了新的熱熔斷器之后，該變壓器在出現(xiàn)過(guò)熱情況后能繼續(xù)使用，從而有效地降低了設(shè)備的維護(hù)成本。
文檔編號(hào)H01F27/40GK201011632SQ20072000095
公開(kāi)日2008年1月23日 申請(qǐng)日期2007年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月17日
發(fā)明者蓉 張, 譚堅(jiān)文, 趙純亮 申請(qǐng)人:重慶海扶(Hifu)技術(shù)有限公司