一种绕组用环形静电板的制作方法

本实用新型涉及变压器制造技术领域，具体涉及一种绕组用环形静电板。

背景技术：

随着国家大力发展超高压、特高压交直流电网的建设，电力系统中变压器的电压等级范围越来越广。对于变压器的各个部件，需要采取有效的措施以保证其在各种复杂电场中具有安全、可靠运行的能力。其中，超高压、特高压变压器的关键部件——绕组，其端部电场分布不均匀，通常采用在绕组端部放置静电板的方式来改善绕组端部电场，以防止其运行时发生击穿现象。

目前，常见的静电板中，通常采用铜扁线来制作短路环(即电极)，所述短路环非封闭且绕骨架一周放置，其上靠近绕组工作线出头的位置处焊接有铜扁线作为引线，所述引线用于将短路环和绕组工作线出头连接在一起。其中，常见的铜扁线的规格有1×8mm或1×10mm。

现有的静电板中，引线通常采用如下两种方式引出。

一种方式为直接引出法，如图1和图2所示，骨架3上设置有固定槽，引线1在所述固定槽处与短路环2焊接后包绝缘，再从静电板的绕组侧直接引出，这种直接引出法因引线1外包绝缘而导致静电板的绕组侧有凸起，则绕组压紧受力时存在引线及其绝缘受损的安全隐患。

另一种方式为钻孔引出法，如图3和图4所示，骨架3上设有缺口，该缺口为绕组工作线从轴向引出的出线位置，引线1从骨架3的缺口处开孔引出，这种方式需根据引线的截面形状在骨架3的缺口上钻孔，引出时装配不方便。

此外，在超高压、特高压变压器绕组端部的静电板幅向尺寸较大时，这两种方式尤其凸显安全隐患和加工、装配的缺陷。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中所存在的上述缺陷，提供一种结构合理、安全可靠、加工和装配方便的绕组用环形静电板。

解决本实用新型技术问题所采用的技术方案是：

本实用新型提供一种绕组用环形静电板，所述环形静电板上设有缺口或断口，所述环形静电板包括环形骨架、设置在骨架的靠近绕组一侧的表面上的短路环，以及与短路环连接的引线，所述骨架的远离绕组一侧的表面上设置有凹槽，所述凹槽的底部沿骨架的厚度方向设有两个通孔，分别为第一通孔和第二通孔，所述短路环和引线分别穿过第一通孔、凹槽和第二通孔，所述骨架的靠近绕组一侧的表面上设置有条形走线槽，其一端与所述第二通孔连通，另一端为引线引出位置，所述引线从所述第二通孔穿出后沿所述条形走线槽到达所述引线引出位置，然后与绕组工作线或绕组工作线出头连接。

可选地，所述凹槽为矩形凹槽，其长度方向与同一位置处环形骨架的切线方向相同，所述两个通孔分别靠近所述矩形凹槽底面的两条短边处设置。

可选地，所述短路环和引线在第一通孔、凹槽和第二通孔内形成的间隙处设置有填充物，以将各个间隙填充紧实。

可选地，所述短路环与引线焊接，且焊点位于所述第一通孔内或所述凹槽内。

可选地，所述引线整体采用绝缘包覆，且引线上的焊点位置被挫平、砂光后先采用铝箔包覆再采用绝缘包覆。

可选地，还包括将骨架、短路环和引线均包覆在内的绝缘层，且所述引线引出位置未被绝缘层覆盖。

可选地，所述条形走线槽包括沿环形骨架的幅向设置的幅向走线槽，和沿环形骨架的圆周方向设置的周向走线槽，所述幅向走线槽的一端与所述第二通孔连通、另一端与周向走线槽的一端连通，所述周向走线槽的另一端为所述引线引出位置。

可选地，所述周向走线槽设置在环形骨架的外径侧。

可选地，所述骨架上靠近绕组工作线出头的位置处设有缺口或断口，所述引线引出位置位于所述缺口或断口处，所述引线从所述第二通孔穿出后沿所述条形走线槽到达所述缺口或断口处，从所述缺口或断口处穿出后与绕组工作线出头连接。

可选地，所述环形静电板包括外层静电板和设置在其内侧的内层静电板；所述外层静电板和内层静电板均包括骨架、短路环和引线，且二者的骨架上均设置有凹槽、第一通孔、第二通孔和条形走线槽；外层静电板的引线引出位置接近外层静电板的内径侧，内层静电板的引线引出位置接近内层静电板的外径侧，且外层静电板的引线和内层静电板的引线从各自的引线引出位置引出后与绕组工作线或绕组工作线出头连接在一起。

可选地，所述外层静电板的条形走线槽包括沿外层静电板的环形骨架的幅向设置的第一幅向走线槽，和沿外层静电板的环形骨架的圆周方向设置的第一周向走线槽，所述第一幅向走线槽的一端与外层静电板的第二通孔连通、另一端与第一周向走线槽的一端连通，所述第一周向走线槽的另一端为外层静电板的引线引出位置；

所述内层静电板的条形走线槽包括沿内层静电板的环形骨架的幅向设置的第二幅向走线槽，和沿内层静电板的环形骨架的圆周方向设置的第二周向走线槽，所述第二幅向走线槽的一端与内层静电板的第二通孔连通、另一端与第二周向走线槽的一端连通，所述第二周向走线槽的另一端为内层静电板的引线引出位置；

所述外层静电板的第一周向走线槽设置在其环形骨架的内径侧，所述内层静电板的第二周向走线槽设置在其环形骨架的外径侧。

可选地，所述外层静电板的骨架上靠近绕组工作线出头的位置处设有缺口或断口，外层静电板的引线引出位置位于所述缺口或断口处，该引线从外层静电板的第二通孔穿出后沿其条形走线槽到达所述缺口或断口处，从所述缺口或断口处穿出后与绕组工作线出头连接；

和/或，所述内层静电板的骨架上靠近绕组工作线出头的位置处设有缺口或断口，内层静电板的引线引出位置位于所述缺口或断口处，该引线从内层静电板的第二通孔穿出后沿其条形走线槽到达所述缺口或断口处，从所述缺口或断口处穿出后与绕组工作线出头连接；

和/或，所述外层静电板与内层静电板之间通过油道间隔。

有益效果：

本实用新型所述环形静电板采用使引线依次经过骨架上的第一通孔、凹槽、第二通孔和条形走线槽后再从引线引出位置引出的结构，既能避免静电板的绕组侧产生凸起，消除绕组压紧受力时引线及其绝缘受损的安全隐患，又具有结构合理、安全可靠、加工和装配方便的优势；同时，也能改善绕组端部电场。

附图说明

图1为现有技术中一种环形静电板的示意图；

图2为图1的A-A向截面图；

图3为现有技术中另一种环形静电板的示意图；

图4为图3的B-B向截面图；

图5为本实用新型实施例1提供的整体式环形静电板的示意图；

图6为图5的P向视图；

图7为图5的C-C向截面图；

图8为图7中骨架的截面图；

图9为图5的D-D向截面图；

图10为图5的E-E向截面图；

图11为本实用新型实施例2提供的分体式环形静电板的示意图；

图12为图11的G-G向截面图。

图中：1－引线；2－短路环；A－焊点；3－骨架；31－矩形凹槽；32－第一通孔；33－第二通孔；34－走线槽；4－绝缘层；5－绕组；6－绕组工作线；7－内层静电板；8－外层静电板；9－绕组工作线出头；10－油道。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例1：

本实施例提供一种绕组用整体式环形静电板，适用于绕组幅向尺寸较小的情况。所述环形静电板中设有骨架，当绕组工作线轴向引出时，需要在骨架上设置缺口或断口，以便绕组工作线轴向引出，且所述缺口或断口最好靠近绕组工作线出头；当绕组工作线幅向引出时，因骨架上无需预留绕组工作线轴向引出的位置，故可以不在骨架上设置缺口或断口。

本实施例中，仅以绕组工作线轴向引出，且环形静电板的骨架上设置有断口的结构为例进行描述，而环形静电板上设置有缺口的结构与其类似，因此不再赘述。下面具体说明。

如图5-10所示，所述环形静电板包括环形骨架3、设置在骨架3的靠近绕组一侧的表面上的短路环2，以及与短路环2连接的引线1。需要说明的是，在图6-10中，绕组设置在静电板下方，故而图6-10中静电板的上侧为远离绕组的一侧、静电板的下侧为靠近绕组的一侧。环形骨架3上靠近绕组工作线出头的位置处设有断口。

具体地，如图7和图8所示，骨架3的远离绕组一侧的表面上设置有矩形凹槽31，矩形凹槽31的底部沿骨架3的厚度方向设有两个通孔，分别为第一通孔32和第二通孔33，相当于矩形凹槽31将第一通孔32和第二通孔33连通。短路环2和引线1分别穿过第一通孔32、矩形凹槽31和第二通孔33，从而起到周向固定短路环2和引线1的作用，防止二者发生周向窜动，故而矩形凹槽也可称为“冂”形固定槽。当然，也可以采用其他形状的凹槽，如圆形凹槽、多边形凹槽，甚至不规则形状的凹槽等，本实用新型对此不作限制。

如图5、图9和图10所示，骨架3的靠近绕组一侧的表面上设置有条形走线槽34，其一端与所述第二通孔33连通，另一端为引线引出位置，其位于所述断口处。引线1从第二通孔33穿出后沿所述条形走线槽34到达所述引线引出位置，即到达所述断口处，从所述断口穿出后与绕组工作线出头连接，具体的连接方式可以为冷压连接，也可以为焊接。本实施例中，对条形走线槽34的具体形状不做限制，例如可以为长条形、折线形、波浪形、弧形，甚至可以为不规则形状，只要满足长度远大于宽度即可，至于其长度与宽度的倍数关系可由本领域技术人员根据实际情况进行设定。

而且，矩形凹槽31最好靠近绕组工作线出头设置，以缩短引线1在骨架3中的路径，相应缩短引线1的长度，至于矩形凹槽31与绕组工作线出头之间的具体距离，可由本领域工作人员根据实际情况(如绕组的幅向尺寸、骨架的尺寸等)进行设定。

矩形凹槽31的长度方向可与同一位置处环形骨架3的切线方向相同，所述两个通孔分别靠近矩形凹槽31底面的两条短边处设置，至于这两个通孔有多靠近矩形凹槽底面的两条短边，可由本领域技术人员根据实际情况(如矩形凹槽的尺寸，两个通孔的尺寸)进行设定。例如，若矩形凹槽31的尺寸为深3mm，宽10mm、长100mm，第一通孔32和第二通孔33的形状和尺寸相同，均为截面为10×10mm的矩形通孔，则第一通孔32的任一条边可与矩形凹槽31的一条短边重合，第二通孔33的任一条边可与矩形凹槽31的另一条短边重合，则此时第一通孔32与第二通孔33的垂直距离为100mm-10mm-10mm＝80mm。

如图5所示，条形走线槽34包括沿环形骨架3的幅向设置的幅向走线槽，和沿环形骨架3的圆周方向设置的周向走线槽(即图9和图10中示出的条形走线槽部分)，所述幅向走线槽的一端与第二通孔33连通、另一端与周向走线槽的一端连通，所述周向走线槽的另一端为所述引线引出位置，且位于所述断口处，这种结构的条形走线槽34便于引线1从断口处引出。

较优地，如图5所示，所述周向走线槽设置在环形骨架3的外径侧，此时引线1从所述断口处穿出的位置也处于环形骨架3的外径侧。因为在绕组绕制时，环形静电板的内径侧为绕线机的模具，若引线从内径侧引出则没有操作空间，相应地，引线从外径侧引出时操作空间最大。

本实施例中，短路环2与引线1的连接方式采用焊接，如图7所示，焊点A位于第一通孔32内，且相对靠近矩形凹槽31。根据实际操作情况，焊点A还可位于矩形凹槽31内。引线1需整体采用绝缘包覆，例如采用绝缘皱纹纸包覆，而引线1上的焊点位置被挫平、砂光后可先采用铝箔包覆以增加焊点处的平整度，再采用绝缘包覆。其中，引线1位于第一通孔32、矩形凹槽31和第二通孔33中的部分包覆的绝缘材料层的厚度为1mm，而引线1位于条形走线槽34中的部分包覆的绝缘材料层的厚度为2mm。

在实际应用中，需要先将短路环2和引线1焊接完成，再将二者的焊点处挫平、砂光，并采用铝箔包覆焊点，采用多层绝缘材料将引线1整体(包括引线1上的焊点位置)包覆，然后将完成上述工作的短路环2和引线1安装至骨架3内，以使短路环2和引线1分别穿过第一通孔32、矩形凹槽31和第二通孔33，此时，焊点随引线1和短路环2穿过第一通孔32时嵌在第一通孔32内或矩形凹槽31内；而且，短路环2的在第一通孔32、矩形凹槽31和第二通孔33以外的部分均位于骨架3的靠近绕组一侧的表面上，引线1从第二通孔33穿出的部分依次沿幅向走线槽和周向走线槽到达引线引出位置，即到达所述断口处，从所述断口穿出后与绕组工作线出头连接。可见，上述设置有矩形凹槽31、第一通孔32、第二通孔33和条形走线槽34的骨架3与短路环2和引线1装配方便，且加工简单、易于实现。

此外，如图7、图9和图10所示，所述环形静电板还包括将骨架3、短路环2和引线1均包覆在内的绝缘层4，以保证环形静电板的绝缘性。但是，骨架3上的引线引出位置未被绝缘层4覆盖。

在骨架3之外、绝缘层4之内还包覆有很薄的一层金属化皱纹纸(如铝箔皱纹纸)，其含金属的一面朝里、与短路环2相接触，从而形成一个均匀、立体、等电位的静电板。

从图7中可以看出，在包裹了绝缘层4之后，短路环2和引线1在第一通孔32、矩形凹槽31和第二通孔33内都形成有间隙(如果没有间隙的话短路环2和引线1就无法顺利安装在骨架3上)，会导致短路环2和引线1在间隙内窜动。因此，本实施例中，在第一通孔32、矩形凹槽31和第二通孔33内形成的间隙处均设置填充物，以将各个间隙填充紧实，从而固定短路环2和引线1。所述填充物可以为现有的纸板条。

本实施例中，引线1可采用铜电刷线或软铜绞线制成，具有一定的柔性，便于在第一通孔32、矩形凹槽31、第二通孔33和条形走线槽34中走线，而且外包绝缘材料，如绝缘皱纹纸。条形走线槽34的截面形状和尺寸最好与包绝缘后的引线1的截面形状和尺寸相匹配，以便于走线。

以上仅描述了绕组工作线轴向引出的情况。如果绕组工作线幅向引出，且环形静电板的骨架上并未设置缺口或断口，则其引线引出位置靠近绕组工作线即可，且引线从第二通孔穿出后沿条形走线槽到达引线引出位置，然后向下与绕组工作线连接。

相比于现有技术，本实施例所述的环形静电板能够避免在其绕组侧产生凸起，消除绕组压紧受力时引线及其绝缘受损的安全隐患，更适于静电板骨架的加工和静电板的装配；同时，也能改善绕组端部电场。

实施例2：

本实施例提供一种绕组用分体式环形静电板，适用于绕组幅向尺寸较大的情况。在绕组幅向尺寸较大时，为方便加工和装配，可将环形静电板设计为内、外层分体式结构，即分为外层静电板和内层静电板。当绕组工作线轴向引出时，为了预留绕组工作线轴向引出的位置，需在外层静电板的骨架上设置断口或缺口，而内层静电板的骨架上可以设置断口或缺口，也可以不设置，所述断口或缺口最好靠近绕组工作线出头；当绕组工作线幅向引出时，因内外层静电板的骨架上均无需预留绕组工作线轴向引出的位置，故内外层静电板的骨架上均可以不设置断口或缺口。

本实施例中，仅以绕组工作线轴向引出，且内外层静电板的骨架上均设置有断口的结构为例进行描述。下面具体说明。

如图11和图12所示，所述环形静电板包括外层静电板7和设置在其内侧的内层静电板8，二者的骨架上靠近绕组工作线出头的位置处均设有断口，且断口的位置相同；二者的骨架也可以位于同一平面上。

本实施例中，外层静电板8和内层静电板7的结构与实施例1中的环形静电板的结构大致相同，二者均包括骨架、短路环和引线，且二者的骨架上均设置有凹槽、第一通孔、第二通孔和条形走线槽。区别仅在于，外层静电板8的引线引出位置接近外层静电板8的内径侧，内层静电板7的引线引出位置接近内层静电板7的外径侧，且外层静电板8的引线和内层静电板7的引线从各自的引线引出位置引出，而二者的引线引出位置分别位于二者骨架的断口处，相当于二者的引线从各自的断口穿出，然后与绕组工作线出头9连接(如冷压连接)在一起。至于外层静电板8的引线、内层静电板7的引线在离开各自的静电板后与绕组工作线出头9的连接位置，由于该连接位置与绕组的形式、引线与绕组工作线出头的连接方式等相关，可由本领域技术人员根据实际情况进行设定。

而且，外层静电板8的条形走线槽包括沿外层静电板8的环形骨架的幅向设置的第一幅向走线槽，和沿外层静电板8的环形骨架的圆周方向设置的第一周向走线槽，所述第一幅向走线槽的一端与外层静电板8的第二通孔连通、另一端与第一周向走线槽的一端连通，所述第一周向走线槽的另一端为外层静电板8的引线引出位置，其位于外层静电板8的断口处；

所述内层静电板7的条形走线槽包括沿内层静电板7的环形骨架的幅向设置的第二幅向走线槽，和沿内层静电板7的环形骨架的圆周方向设置的第二周向走线槽，所述第二幅向走线槽的一端与内层静电板的第二通孔连通、另一端与第二周向走线槽的一端连通，所述第二周向走线槽的另一端为内层静电板7的引线引出位置，其位于内层静电板7的断口处；

外层静电板8的第一周向走线槽设置在其环形骨架的内径侧，此时，外层静电板8的引线从其骨架的断口处穿出的位置也位于其环形骨架的内径侧；内层静电板7的第二周向走线槽设置在其环形骨架的外径侧，此时，内层静电板7的引线从其骨架的断口处穿出的位置也位于其环形骨架的外径侧。

相比于现有技术，本实施例所述的环形静电板，一方面能够避免其引线直接承受绕组压紧时的压力，消除绕组压紧受力时引线及其绝缘受损的安全隐患；另一方面由于内、外层静电板的引线的走线路径均在内、外层静电板的范围内，故内、外层静电板之间的有限空间内不会发生干涉，避免出现内、外层静电板的引线包绝缘后因空间不够出现干涉的问题，尤其适用于绕组工作线出头轴向出线且内、外层静电板的引线与绕组工作线出头冷压连接的情况。当然，也可用于内、外层静电板的引线与绕组工作线焊接的情况。同时，也能改善绕组端部电场。

此外，外层静电板8与内层静电板7之间可通过油道10间隔，即，在内、外层静电板之间的间隙处放置油道。

以上仅描述了绕组工作线轴向引出的情况。如果绕组工作线幅向引出，且内外层静电板的骨架上均未设置缺口或断口，则二者的引线引出位置靠近绕组工作线即可，且外层静电板的引线和内层静电板的引线从各自的引线引出位置引出后与绕组工作线连接在一起。

本实施例所述结构与实施例1所述结构中的相关特征可以相互参考。

综上所述，本实用新型所述环形静电板可根据所应用的绕组的幅向尺寸设计为整体式结构(实施例1)或分体式结构(实施例2)。具体地，当绕组幅向尺寸较小时，可将环形静电板设计为整体式结构；当绕组幅向尺寸较大时，特别是超高压、特高压变压器绕组，可将环形静电板设计为包括内层静电板和外层静电板的分体式结构，以减小单件静电板的体积，满足设备的加工能力，方便运输、安装。至于绕组的幅向尺寸低于多少时采用整体式环形静电板，而绕组的幅向尺寸超过多少时采用分体式环形静电板，可由本领域技术人员根据设备加工能力和设计习惯来设定。而且，所述环形静电板结构合理、安全可靠、加工和装配方便。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。