电力变压器金属箔绕组的导电薄片构成的输送电导体

摘要

一种具有金属箔绕组的电力变压器输送电导体(8)在一个薄片端部借助于沿薄片(2)纵向延伸的槽，形成多个旗帜状端段(3d′)，它们折叠成一个相对于薄片纵向折弯的堆叠(10)。导体折叠(10)的旗帜状被折叠的端段(3d′)，至少应在未开槽薄片(2)边缘(21)的区域(12)内，彼此例如借助于绝缘薄膜(7c)绝缘。

说明书

本发明涉及一种电力变压器层状的输送电导体，它有一个由带状导电薄片卷绕而成的空气冷却金属箔绕组(Folienwicklung)，绕组的薄片端部借助于沿薄片纵向延伸的槽，形成多个旗帜状端段，它们折叠成输送电导体的一个相对于薄片纵向折弯的堆叠。

这样一种输送电导体由“Electrical Equipment”1974年7月/8月，60至62页所公开。

具有由带状导电薄片构成所谓低压绕组的高负荷空气冷却的电力变压器中，很容易会在馈电线中造成超温，馈电线与绕组的导电薄片在连接区连接。在这种电力变压器的一种已知的实施形式中设有汇流条作为馈电线，在汇流条侧面焊有低压绕组的导电薄片。在这种情况下，根据感应电压和电阻比在薄片中自由产生电流转向。若人们沿着供电方向从汇流条到薄片，也就是从具有汇流条的薄片第一连接部位(角)到薄片的相对角来看，上述情况导致在馈电线中电流呈指数状下降。因此在薄片的第一角中出现极高的电流密度，它导致局部高的热负荷。由于在馈电汇流条中电流的指数下降，汇流条较远的那一半几乎不再带有任何有效电流；也就是说，对于薄片内电流的传输它不再提供任何值得一提的贡献。在馈电汇流条的较远的部分中只感应涡流，而涡流产生附加的损失。在绕组边缘由金属箔绕组在馈电汇流条中感应了特别强的涡流。金属箔绕组在这里通过趋肤效应呈现出极高的电流密度。金属箔绕组的这一高的磁势在馈电汇流条的横断面中感应涡流，并因而造成附加的损失。若对于高负荷变压器在馈电线区域内损失的总量过高时，则试图通过改变导电的横断面或借助于采用另一种材料通过改变导电性或通过改善冷却，来解决这一难题。为此还采取综合性措施。

由上述“Electrical Equipment”中的文献已知具有金属箔绕组的电力变压器，人们借助于沿导电薄片纵向延伸的槽，将在连接区内的薄片端分为多个旗帜状端段，这些端段按一个直角折弯或折叠，使这些旗帜状端段构成层状输送电导体的一个堆叠。从上述文献无从得知这种层状输送电导体进一步具体的设计。在这类层状的输送电导体中也产生严重的涡流损失。

因此本发明的目的是，改进已知的具有本文开头部分所述特征的输送电导体，以进一步降低在其层状堆叠中的涡流损失。

本发明的目的是这样实现的，即采用一种电力变压器层状的输送电导体，它有一个由带状导电薄片卷绕而成的空气冷却的金属箔绕组，它的薄片端借助于沿薄片纵向延伸的槽形成多个旗帜状端段，它们折叠成输送电导体的一个相对于薄片纵向折弯的堆叠，其特点在于，导体堆叠旗帜状的被折叠的端段，至少在未开槽的薄片部分边缘的区域内彼此绝缘。

采取这一措施可有利地大大降低在输送电导体横断面中的涡流。亦即人们认识到，恰恰在未开槽的薄片部分边缘区内，形成涡流的危险性特别大。在这种情况下，这些旗帜状端段只需要从未开槽的薄片部分长的纵侧线向外彼此实施绝缘几个厘米；再靠外(在金属箔绕组区域之外)，旗帜状端段的绝缘可以取消，以及这些端段可继续无绝缘或可过渡为一个实心的馈电汇流条。

下面借助附图详细说明本发明，附图中：

图1至5依次表示用于电力变压器的按本发明输送电导体的结构；以及

图6表示这种输送电导体的另一种特殊的实施形式；

图7表示在一个相应的输送电导体中的电流下降曲线图。

为了有效地降低在输送电导体和电力变压器金属箔绕组配属于此输送电导体的连接薄片中的功率损失，规定输送电导体横断面分层并将它缩短至一个电效率高的长度。此外，在连接薄片中有控制的馈电降低了在绕组薄片中产生的最大电流密度；并因而同样减小薄片连接区的损失。

在一种相应的输送电导体的结构中，  以上述取自“ElectricalEquipment”的文献中阐明的措施为出发点，由金属箔绕组带状导电薄片的端部，制成一定数量的旗帜状端段，然后通过依次折叠这些端段，得到一个具有必要导电横截面积的输送电导体的堆叠(见图1至5)。下面所说明的步骤表明了这样一种输送电导体的结构。

图1表示具有宽度B的传统带状导电薄片2的端部。所表示的此导电薄片是金属箔绕组的连接薄片，并过渡为多个，例如4个，旗帜状端段3i(其中i＝a，b，c或d)，它们最好通过窄槽4j彼此分开。按照此所举的实施例，旗帜状端段3i全都有大体相同的宽度b。但必要时它们也可以有不同的宽度。端段3i的宽度b最好选择为，使连接薄片2的端面边缘区2a和2b保持为空缺。除此之外，旗帜状端段3i最好能相对于连接薄片2长的中心线5对称排列。其中，各个端段3i的长度Li可以选择为，在折叠后端段3i的前端6i，构成了输送电导体堆叠的一个大体共同的端面。

在图1中最短的端段3a应是首先折叠的，并也可能是沿馈电方向看首先将电流从输送电导体过渡到连接薄片2的那一个端段。按图中的表示，它可看作是“最上部的”端段。

按图2，此最上部的端段3a向上折叠90°角，并构成一个折叠区11a。现在用3a′表示的端段按本发明应在其上平侧F至少局部绝缘，晚些时候下一个旗帜状端段(3b)应放在它的上面。(下面对已折叠的端段附加标记“′”)。为此，按图3此平侧F相应地用绝缘薄膜7a覆盖。由图3可见，此绝缘薄膜的宽度b′略大小有关的旗帜状端段3a′的宽度；不过绝缘薄膜7a和端段3a′的宽度b′和b也可以是相同的。绝缘薄膜7a应在连接薄片2长的侧边21左右(或长的侧向纵棱边左右)至少覆盖一个区域12。区域12的两个侧边最好离长边21几个厘米。此外，绝缘薄膜7最好延伸到(并包括)端段3a的折叠区11a，除此之外，最好还覆盖住下一个端段(3b)的折叠区11b。必要时端段3a′的下侧也可以至少在它的折叠区11a设置绝缘薄膜。

按图4，接着相应地向上折叠第二个旗帜状端段3b，所以，这两个端段3a′和3b′与在它们之间的绝缘薄膜7a一起，例如上下叠合。然后按图3再次进行绝缘。

旗帜状端段3i在各折叠区(11a至11d)中的折叠和它们彼此之间的绝缘继续进行，直至所有的端段相叠地按图5共同构成层状输送电导体8的一个相对于薄片纵向折弯的堆叠10。其中，在各个旗帜状端段3i′之间，至少在边缘区12内，最好也一直到各折叠区(11a至11d)内，分别有一层绝缘薄膜(7a至7c)，因此，端段互相电绝缘。从而有效地抑制了在输送电导体8横断面平面内的涡流。

旗帜状端段3i互相的绝缘只须进行到金属箔绕组边缘区12之外几个厘米；之后，在端段之间可以不绝缘，以及，端段可以继续没有绝缘或过渡为一个实心的馈电汇流条。

全部导体电流在各个旗帜状端段上的分配，受不同长度的影响，并因而受各有关端段的电阻和端段在连接薄片上不同的轴向连接位置的影响。这些连接位置决定了沿绕组高度金属箔的不同的磁通交联，并因而决定感应电压。在金属箔的轴向中央，磁通交联高于金属箔的上边处和下边处。

在各个旗帜状端段3i′上全部导体的电流自然地不均匀分布，可最好通过沿周围方向，亦即通过沿连接薄片2长的纵向小量移动端段，在相应地改变感应电压的情况下彼此影响。在图6中表示，在与图1至5之一相应的视图中，旗帜状端段3d′和3c′的此类移动。端段沿薄片2纵向的彼此移动通常在毫米的范围内，并取决于金属箔变压器的匝间电压。侧向移动一般最大为几个毫米。这样便可有利地达到各旗帜状端段之间电流分配的均衡化。当然，对于其余的旗帜状端段也可以规定作相应的移动。

通过借助于上列附图说明的馈电线，可以在电力变压器中达到在馈电线中有控制的电流降，并因而与此同时在低区绕组连接薄片中获得比较均匀的电流输入。图7在一个曲线图中表示了这种电流降。图中沿纵坐标方向表示输送电导体中其薄片端部的电流I，沿横坐标X方向表示在此端部输送电导体的长度，单位是任意的。各旗帜状端段3i有关的长度a(3i′)用各端段相应的符号表示。此外，也相应地画出了低压绕组连接薄片2区域的长度a(2)。由此曲线变化可以看出在输送电导体端部处受控制的比较均匀的电流降。因此有利地避免了在连接薄片中电流密度过高，并避免了由于电流密度过高造成的附加损失。

按照所表示的实施例，其出发点是各折叠端段3i′的相互绝缘借助于绝缘薄膜实现。当然其他绝缘技术方面的措施也是适用的。例如，各端段在折叠前或折叠后，可以设绝缘层。

此外，旗帜状端段3i相对于一条想象的金属箔中心线5为对称设置(见图1)。然而也可以是一种非对称设置。这样做带来的优点是导体长度较短，并因而在电流不均匀分布的情况下有较小的损失。不过，不均匀的电流分布可能造成的问题，可通过如图6中表示的端段侧向移动使之减小。

各旗帜状端段3i有不同的宽度在原则上也是可能的，并能有利地与已提及的侧向移动措施结合起来。侧向移动可例如通过在端段左侧和/或右侧纵边处事后去除材料来实现。

按本发明的措施主要涉及一种具有金属箔绕组的电力变压器输送电线路的设计。有关的电力变压器原则上是已知的，所以在附图中取消了对它的具体的表示。