一種配合良好的大型變壓器導線繞組換位用牛角墊的結構的制造方法與工藝

本發明涉及變壓器技術領域，具體涉及一種配合良好的大型變壓器導線繞組換位用牛角墊的結構。

背景技術：
當變壓器繞組繞制過程中,多根并繞時需要進行換位。而對于變壓器繞組導線換位時所產生的類似“剪刀口”的較大空隙，目前變壓器生產廠家均用牛角墊進行填充。牛角墊相比最早的紙墊條填充，繞組更加緊實。然而，現有的牛角墊采用單一圓弧，這樣繞制過程中就存在以下問題：(1)由于牛角墊采用單一圓弧設計，在換位剪刀口只提供一點支撐，“剪刀口”未能有效填充，線圈繞緊后，在該剪刀口處剪切力較大，絕緣層易受損。(2)內外牛角墊的弧度不能有效配合，線圈輻向不緊實，對于輻向空隙過大的場合，仍需操作現場根據需要填充紙墊條。

技術實現要素：
為解決上述技術問題，本發明的目的在于提供一種配合良好的大型變壓器導線繞組換位用牛角墊的結構，，本發明的牛角墊可以保護導線的外包絕緣層，提高繞組抗短路能力，換位空隙可得到完全緊實的填充。為實現上述技術目的，達到上述技術效果，本發明通過以下技術方案實現：一種配合良好的大型變壓器導線繞組換位用牛角墊的結構，該牛角墊包括位于繞組內側的內牛角墊和位于繞組外側的外牛角墊，內牛角墊和外牛角墊均具有內弧和外弧，內牛角墊的外弧和外牛角墊的內弧均分為頭段和主體段，在繞組軸向上，內牛角墊和外牛角墊均與繞組導線之間設有繞組墊塊；內牛角墊的內弧半徑Ra1＝r，r為繞組內半徑，內牛角墊的內弧與繞組同心，當換位間隔檔位數n>3時，內牛角墊的內弧的中心弧長La1＝(n-1)L1+b÷2，當換位間隔檔位數n<3時，內牛角墊的內弧的中心弧長La1＝(n-0.5)L1+b÷2，其中，L1為繞組內周長與繞組的總檔位數的比值，b為繞組墊塊的寬度；內牛角墊的外弧的頭段的半徑Ra2＝r+A，內牛角墊的外弧的主體段的半徑Ra3＝Ra2＝r+A，其中，A為繞組導線輻向高度；內牛角墊的外弧的頭段圓心與繞組同心，內牛角墊的外弧頭段與內牛角墊的內弧之間的輻向距離H1＝A，內牛角墊的外弧頭段的弧長La2＝d+Δ，Δ＝5～10mm，d為繞組導線換位時形成的剪刀口的垂直距離，d的計算公式為：該式中，δ為內牛角墊的頭端厚度，δ＝3～6mm，C為繞組導線厚度，D為升層換位區間兩個端點位置處的兩個墊塊之間的距離，B為繞組墊塊的厚度；內牛角墊的末端的輻向高度K1＝1～3mm，內牛角墊的外弧的主體段相接于內牛角墊的末端和內牛角墊的外弧的頭段之間；外牛角墊的外弧半徑Rb1＝R，R為繞組外半徑，外牛角墊的外弧與繞組同心，當換位間隔檔位數n>3時，外牛角墊的外弧的中心弧長Lb1＝(n-1)L2+b÷2，當換位間隔檔位數n<3時，外牛角墊的外弧的中心弧長Lb1＝(n-0.5)L2+b÷2，其中，b為繞組墊塊的寬度，L2為繞組外周長與繞組的總檔位數的比值；外牛角墊的內弧的頭段的半徑Rb2＝R-A，A為繞組導線輻向高度，外牛角墊的內弧的主體段的半徑Rb3＝Ra3+A×(N-1)+m，m為預留冷卻用油道的尺寸，m＝2～4mm，N為輻向滿匝時的導線數，外牛角墊的內弧的頭段圓心與繞組同心，外牛角墊的內弧頭段與外牛角墊的外弧之間的輻向距離H2＝A，外牛角墊的內弧頭段的弧長Lb2＝La2；外牛角墊的末端的輻向高度K2＝1～3mm，外牛角墊的內弧的主體段與內牛角墊的外弧的主體段圓心相同，外牛角墊的內弧的主體段相接于外牛角墊的末端和外牛角墊的內弧的頭段之間；內牛角墊和外牛角墊的頭部均具有坡口，該坡口的頭端厚度為δ，坡口的垂直長度S＝d，內牛角墊和外牛角墊除頭部坡口外的其余部分的厚度為T，且T＝C。本發明的有益效果是：(1)本發明的內牛角墊的外弧分為兩段，外牛角墊的內弧分為兩段，而不是采用單一的圓弧，相比傳統牛角墊可顯著減小換位時產生的剪切力，保護導線的外包絕緣層，提高繞組抗短路能力；(2)本發明的內牛角墊和外牛角墊與繞組配合良好，除留下必要油道外，換位空隙完全緊實填充，線圈加壓時受壓均勻，避免局部受壓損壞絕緣層。附圖說明圖1為本發明輻向的部分結構示意圖。圖2為本發明展開后的軸向上的部分結構示意圖。圖3為本發明中的外牛角墊的結構示意圖。圖4為圖3的俯視圖。圖5為本發明中的內牛角墊的結構示意圖。具體實施方式下面結合附圖對本發明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發明的優點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本發明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。如圖1至圖5所示，一種配合良好的大型變壓器導線繞組換位用牛角墊的結構，該牛角墊包括位于繞組內側的內牛角墊1和位于繞組外側的外牛角墊2，內牛角墊1和外牛角墊2均具有內弧和外弧，內牛角墊1的外弧和外牛角墊2的內弧均分為頭段和主體段，在繞組軸向上，內牛角墊1和外牛角墊2均與繞組導線4之間設有繞組墊塊3。根據變壓器繞組確定內牛角墊1和外牛角墊2的相關尺寸：以下計算公式中：r為繞組內半徑，R為繞組外半徑，A為繞組導線輻向高度，n為換位間隔檔位數，C為繞組導線厚度，B為繞組墊塊3的厚度，b為繞組墊塊3的寬度，如圖2中所示的展開圖中，D為升層換位區間兩個端點位置處的兩個墊塊之間的距離(即在該繞組未被展開時的升層換位區間兩個端點位置處的兩個墊塊之間的弧長)；(1)內牛角墊1的相關尺寸：內牛角墊的內弧半徑Ra1＝r，內牛角墊的內弧與繞組同心，當n>3時，內牛角墊的內弧的中心弧長La1＝(n-1)L1+b÷2，當n<3時，內牛角墊的內弧的中心弧長La1＝(n-0.5)L1+b÷2，其中，L1為繞組內周長與總檔位數的比值；L1是通過繞組內半徑來計算的，檔位數指繞組被撐條中心線等分后的區域數量；如圖1中所示的徑向線為撐條中心線，圖1中的換位間隔檔位數n＝5；內牛角墊的外弧分為頭段和主體段，內牛角墊的外弧的頭段的半徑Ra2＝r+A，內牛角墊的外弧的主體段的半徑Ra3＝r+A，內牛角墊的外弧的頭段圓心與繞組同心，內牛角墊的外弧頭段與內牛角墊的內弧之間的輻向距離H1＝A，內牛角墊的外弧頭段的弧長La2＝d+Δ，Δ＝5～10mm，如圖2所示的展開圖，d為繞組導線換位時形成的剪刀口展開后的垂直距離，d的計算公式為：該式中，δ為內牛角墊的頭端厚度，δ＝3～6mm；在本發明的實施例中，該內牛角墊的頭端厚度δ可取5mm。設定內牛角墊的末端的輻向高度(即內牛角墊的內弧與內牛角墊的外弧主體段之間的輻向距離)K1＝1～3mm，在本發明的實施例中，內牛角墊的末端的輻向高度K1可取2mm。分別以內牛角墊的末端的一個端點M1和外弧的頭段的端點M2為圓心，并分別以r+A為半徑畫兩個圓弧，以該兩個圓弧的交點為內牛角墊的外弧主體段的圓心，并以r+A為半徑得出從M1點到M2點的內牛角墊的外弧的主體段；(2)外牛角墊2的相關尺寸：外牛角墊的外弧半徑Rb1＝R，外牛角墊的外弧與繞組同心，當n>3時，外牛角墊的外弧的中心弧長Lb1＝(n-1)L2+b÷2，當n<3時，外牛角墊的外弧的中心弧長Lb1＝(n-0.5)L2+b÷2，其中，L2為繞組外周長與總檔位數的比值；L2是通過繞組外半徑來計算的；外牛角墊的內弧分為頭段和主體段，外牛角墊的內弧的頭段的半徑Rb2＝R-A，外牛角墊的內弧的主體段的半徑Rb3＝Ra3+A×(N-1)+m，m為預留冷卻用油道的輻向尺寸，m＝2～4mm，在具體實施例中，m可取3mm，N為輻向滿匝時的導線數，外牛角墊的內弧的頭段圓心與繞組同心，外牛角墊的內弧頭段與外牛角墊的外弧之間的輻向距離H2＝A，外牛角墊的內弧頭段的弧長Lb2＝La2；設定外牛角墊的末端的輻向高度(即外牛角墊的外弧與外牛角墊的內弧的主體段之間的輻向距離)K2＝1～3mm，在具體實施例中，該K2可取2mm，外牛角墊的內弧的主體段與內牛角墊的外弧的主體段圓心相同，以內牛角墊的外弧的主體段圓心為圓心，以Rb3為半徑得出外牛角墊的內弧的主體段；如圖3所示，內牛角墊和外牛角墊的頭部均做坡口處理，兩者坡口的頭端厚度(即內牛角墊和外牛角墊的頭端厚度)均為δ。在具體實施例中，該坡口的頭端厚度可取5mm。內牛角墊和外牛角墊的坡口的垂直長度S＝d(即繞組導線換位時形成的剪刀口的垂直距離)，內牛角墊和外牛角墊除頭部坡口外的其余部分的厚度T等于繞組導線厚度C。以上所述僅為本發明的實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。