抗雷变压器 本发明涉及一种特殊变压器,尤其适用于对防雷要求特别高的场合,如铁道信号电源及供电系统。
根据铁道部标准TB/T2653-1995“铁道信号设备雷电防护用变压器技术条件”规定,防雷变压器的冲击电压转移系数T≤1/500(轨道用或信号用)或≤1/1000(电源用),T=V2V1=C12C12+C2]]>C2为次级绕组对地电容量,C12为初、次级绕组间的电容量,C12一般影响不了T值,要使T值小,主要是要加大C2。
通常是在初、次级绕组间放置一个接地静电屏,在满足绝缘的前提下使静电屏尽量贴近次级绕组,在正常的结构数据情况下,约只能做到T≤1/20~30,达不到技术条件规定的要求。
专利号91215981.2“防雷变压器”提出将静电屏移放到次级绕组中去,这样可使C2加大数倍,但因次级绕组层数不多,也难以理想地达到技术条件规定的要求。
本发明的目的在于提供一种“抗雷变压器”,其冲击电压转移系数小,能达到T≤1/500~1/1000而性能优越,材料消耗相对较少。
本发明是这样实现的,防雷变压器由带初、次级绕组的铁芯,固定在带散热装置及组件的油箱内组成,而次级绕组由带屏蔽层的复合绝缘导体绕制成,屏蔽层接地。
图1.本发明的结构示意图。
图2.复合导体截面示意图。
图3.第二方案复合导体截面示意图。
图4.箔(板)式绕组截面示意图。
下面结合附图对本发明的实施例作进一步描述。
此变压器带散热装置的油箱(5)、铁芯(6)、初级绕组(7)及各种组件都与现有的变压器相同,不作详细描述。
例1:如LS-30/10型三相油浸式高压抗雷变压器。
额定容量为30千伏安,额定电压比为10000伏±5%/400伏,联接组Y,的抗雷配电变压器,除次级绕组外其余结构和普通标准型配电变压器基本类同,同时性能数据也同样符合普通配电变压器的国家标准。
次级绕组地导体(1)采用线材为裸扁铜线,外半迭包二层0.05毫米厚的聚酯薄膜作绝缘层(2),在绝缘层(2)外平包厚度为0.03毫米的带状铝箔作为屏蔽层(3),最外面1/4迭包厚度为0.08毫米的电缆纸二层作为保护层(4),制作成带屏蔽层的复合绝缘导体。
用上述制成的复合绝缘导体按设计要求及常规工艺绕制成圆筒式绕组,初级绕组(7)直接绕在次级绕组外,绕组经工艺处理后,套在铁芯柱上。
将裸线次级绕组未端的绝缘层剥除,用多股铜软绞线作为屏蔽层的引出线,其外套绝缘管,一端紧贴着屏蔽层,外再用电缆纸将其与导体绕包成一体,另一端引出接地,即用屏蔽层上的引出线接地,其它按普通变压器规范装配,屏蔽层的引出线必须和导体可靠绝缘。
例2:如一台LDG1.5/0.22型单相干式低压抗雷变压器。
额定容量1.5千伏安,额定电压比为220伏/231伏。
次级绕组采用Φ2.12圆截面的高强度聚酯漆包线导体(1’),外半迭包一层0.05毫米厚的聚酯薄膜,作绝缘层(2),外再平包一层厚度为0.03毫米的带状铝箔作屏蔽层(3),外最后再半迭包一层聚酯薄膜作保护层(4’),制成带屏蔽层的复合绝缘导体。用以绕制5层圆筒式次级绕组,引出线制作与上述相同与屏蔽层连接并接地。
若容量较大例如315千伏安以上的配电变压器,或是电压低,电流大,匝数较少的绕组,次级绕组导体可采用铜或铝箔(板)材制成箔式绕组,此时采用和导体箔(板)宽度相同,其两面均有厚度0.03毫米的绝缘薄膜的铜或铝箔作为屏蔽层(3’),屏蔽层(3’)和导体(1”)间设有绝缘层(2’)(电缆纸或薄膜),端绝缘(8)放置在导体(1”)两端,屏蔽层、导体箔(板)的一端焊接有引出线,并使屏蔽层的引出线接地。
当雷电袭击时,频率很高的雷电冲击电压作用在初级绕组上,决定绕组对地电位高低的主要是绕组的对地容抗X=12πfC]]>当初级绕组上,呈现很高的冲击电压时,如次级绕组的对地电容相对很大,则冲击电压转移系数T=U1U2=C12C2+C11]]>就很小,起到了保护接在次级绕组侧受电电器免受冲击损坏的作用。
本发明与现有技术相比,因该防雷变压器的次级绕组是由带屏蔽层的复合绝缘导体绕制成,此绝缘导体中的屏蔽层接地,因此,次级绕组形成很大的对地电容。因为平板电容器的电容C2=ϵS4πδ]]>,此次级绕组的δ很小,而S很大,因此C2值比现有技术大很多,从而冲击电压转移系数能达到T≤1/500~1/1000,则接在次级绕组上的受电电器就不会受到雷击影响,就有防雷功能。
例1:实测C12=0.00314微法,C2=0.266微法,K为初、次级绕组的电压比10000/400=25T=V2V1=1KC12C2+C12=1250.003140.2974=12143]]>
例2实测值:在扫描速率为100μS,冲击电压幅值为1千伏时,T=1542]]>,在冲击电压幅值为10千伏时T=11424]]>