均压环、固体绝缘变压器及其电场屏蔽结构的制作方法

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1.本实用新型涉及变压器技术领域，更具体地说，涉及一种均压环、一种固体绝缘变压器的电场屏蔽结构，还涉及一种固体绝缘变压器。

背景技术：

2.中高压场景应用的固体绝缘变压器中，高、低压侧存在较大的电位梯度差，通过合理的主绝缘以及电场屏蔽设计，电压应力可尽可能均匀地分布在固体绝缘件上，使得电场强度低于放电起始值。但是，对于电位截止处(如图1中电位2处)，尺寸有限且端面不平整，当与其他电位(即图1中电位1)距离较近时，容易形成尖端电位，造成局部电场的畸变，进而导致局部放电，长期放电会破坏固体绝缘件的绝缘性能，影响变压器产品的使用寿命及质量。
3.现有技术一般采用在尖端电位处设置均压环的方式来改善电场分布，均压环是有圆柱形原料围成的圆环；均压环与固体绝缘件的膨胀系数不同，两者浇注为一体，在生产以及后续使用中两者接触处存在应力。
4.目前，为了实现均匀电场，尖端电位处需具有足够的曲率，导致均压环体积尺寸需设置为较大，加剧固体绝缘件与均压环接触处的应力，易造成固体绝缘件中与均压环接触处产生开裂，影响固体绝缘件的绝缘性能。
5.综上所述，如何解决均压环因体积过大造成固体绝缘件中与均压环接触处易开裂的问题，是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

6.有鉴于此，本实用新型提供一种均压环，其主体扭转成中空的弹簧状，体积小、表面积大，相比于圆柱状的均压环，能在与固体绝缘件浇注为一体时与固体绝缘件充分接触，防止固体绝缘件中与均压环接触处的应力过大，避免固体绝缘件中与均压环接触接触处产生开裂，保障固体绝缘件的绝缘性能免受影响。本实用新型还提供分别应用上述均压环的电场屏蔽结构和固体绝缘变压器，使固体绝缘件免于开裂，保证固体绝缘件的良好绝缘性能。
7.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
8.一种均压环，用于固体绝缘变压器，包括主体，所述主体扭转成中空的弹簧状，并且所述主体首尾相接围成封闭环。
9.优选的，上述均压环中，所述主体的中空部分的截面为圆形，或者为椭圆形，或者所述截面的外周轮廓由对数曲线构成，或者
10.所述截面的外周轮廓包括两个平行线、两个半圆环，所述平行线和所述半圆环交替布置，并且四者依次首尾连接。
11.优选的，上述均压环中，还包括多个安装件，所述安装件间隔固定于所述主体。
12.优选的，上述均压环中，所述安装件与所述主体相互分体，两者通过焊接方式固定
连接；或者所述安装件与所述主体为一体式结构。
13.优选的，上述均压环中，所述安装件为嵌件螺母，并且所述嵌件螺母位于所述主体的预设侧。
14.优选的，上述均压环中，所述主体为金属主体或半导电材料主体。
15.优选的，上述均压环中，所述封闭环为圆形环、椭圆形环，或者矩形环。
16.一种固体绝缘变压器的电场屏蔽结构，包括第一电位件，第二电位件，设置于所述第一电位件和所述第二电位件之间的固体绝缘件，以及均压环，所述均压环为上述技术方案中任意一项所述的均压环，所述均压环安装于所述固体绝缘件，并且所述均压环与所述第二电位件短接。
17.优选的，上述电场屏蔽结构中，所述均压环作为嵌件浇注于所述固体绝缘件内部，或者所述均压环装配于所述固体绝缘件表面。
18.一种固体绝缘变压器，包括电场屏蔽结构，所述电场屏蔽结构为上述技术方案所述的电场屏蔽结构。
19.本实用新型提供一种均压环，用于固体绝缘变压器，包括主体，主体扭转成中空的弹簧状，并且主体首尾相接围成封闭环。
20.上述均压环中主体扭转成中空的弹簧状，具有体积小、表面积大的特点，相比于现有技术中圆柱状主体构成的均压环，能在与固体绝缘件浇注为一体时与固体绝缘件充分接触，防止固体绝缘件中与均压环接触处的应力过大，避免固体绝缘件中与均压环接触位置处产生开裂，保障固体绝缘件的绝缘性能免受影响。
21.本实用新型还提供分别应用上述均压环的电场屏蔽结构和固体绝缘变压器，使固体绝缘件免于开裂，保证固体绝缘件的良好绝缘性能。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为现有固体绝缘变压器高、低压侧之间电场分布状况的仿真图；
24.图2为本实用新型实施例提供的均压环的结构示意图；
25.图3为本实用新型实施例提供的主体的节距示意图；
26.图4为本实用新型实施例提供的电场屏蔽结构的电场分布状况的仿真图；
27.图5为本实用新型实施例提供的电场屏蔽结构在高频磁场中电场分布状况的仿真图；
28.图6为本实用新型实施例提供的电场屏蔽结构的示意图。
29.其中，图2-图6中：
30.均压环101；主体111；安装件112；中空部分113；第一电位件102；第二电位件103；固体绝缘件104。
具体实施方式
31.本实用新型实施例公开了一种均压环，其主体扭转成中空的弹簧状，相比于圆柱状的均压环，重量减少，有效减小固体绝缘件中与均压环接触处的应力，避免固体绝缘件中与均压环接触接触处产生开裂，防止固体绝缘件的绝缘性能受影响。本实用新型实施例还公开分别应用上述均压环的电场屏蔽结构和固体绝缘变压器，使固体绝缘件免于开裂，保证固体绝缘件的良好绝缘性能。
32.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
33.请参阅图2-6，本实用新型实施例提供一种均压环，用于固体绝缘变压器，包括主体111，主体111扭转成中空的弹簧状，并且主体111首尾相接围成封闭环。
34.上述均压环101中主体111扭转成中空的弹簧状，具有体积小、表面积大的特点，相比于现有技术中圆柱状主体111构成的均压环101，能在与固体绝缘件104浇注为一体时与固体绝缘件104充分接触，防止固体绝缘件104中与均压环101接触处的应力过大，避免固体绝缘件104中与均压环接触处产生开裂，保障固体绝缘件104的绝缘性能免受影响。
35.上述均压环101中，主体111的中空部分113需具有一定的曲率，以对电位截止处的屏蔽效果进行优化，具体的，主体111的中空部分113的截面可设置为圆形，或者为椭圆形，或者上述截面的外周轮廓由对数曲线构成，或者上述截面的外周轮廓包括两个平行线、两个半圆环，平行线和半圆环交替布置，并且四者依次首尾连接，形成如图6所示的形状。
36.为了便于装配，均压环101还包括多个安装件112，安装件112间隔固定于主体111。
37.本领域技术人员可以理解的是，主体111扭转成弹簧状，而非采用实心或空心的柱状结构，强度低，而多个安装件112间隔布置在主体111上，便于主体111通过安装件112可靠固定于固体绝缘件104的表面，或者便于主体111浇注在固体绝缘件104中时，通过安装件112将用作嵌件的主体111安装在浇注固体绝缘件104的模具内。
38.安装件112与主体111相互分体，两者通过焊接方式固定连接；或者安装件112与主体111为一体式结构。
39.均压环101通过安装件112后期组装于固体绝缘件104的方式便于均压环101回收；均压环101用作嵌件浇注在固体绝缘件104内部时，固体绝缘件104内部击穿场强较空气中高，可以降低均压环101尺寸。
40.均压环101用作嵌件与固体绝缘件104浇注成型时，能够与固体绝缘件104的绝缘材料充分接触，提高主体112与固体绝缘件104的连接紧密性，避免固体绝缘件104与主体112形成分界面。相应的，上述安装件112设置为嵌件螺母；嵌件螺母可露出固体绝缘件104外，用于均压环101的电位引出；嵌件螺母的电位需被主体111屏蔽，因此嵌件螺母优选设置在主体111的预设侧，预设侧为主体111中靠近主体111所接电位的一侧，如图6所示，以降低均主体111的尺寸。
41.主体111为金属主体(如镀锌铜主体)或为半导电材料主体，优选的，主体111材质与固体绝缘件104浸润性好，且主体111与固体绝缘件104的热膨胀系统接近，以进一步提高防护固体绝缘件104与主体111形成分界面的效果。
42.具体应用时，通过对主体111的线径与节距组合优化设计，能使临近匝之间互相屏蔽，以采用最少的材料实现均压效果，尤其在高频磁场应用时，主体111采用细线径可以降低涡流效应，如图5所示。
43.主体111围成的封闭环还可设置为圆形环、椭圆形环，或者设置为如图2所示的矩形环，本实施例不做限定。封闭环的形状、整体外尺寸可根据需要屏蔽的边界进行调整，较为灵活，调整时需注意主体111弯折处的曲率，防止临近匝之间的距离增大导致电厂畸变，必要时可调整弯折处的节距。
44.固体绝缘件104可设置为环氧树脂浇注而成的固体绝缘件104。
45.本实施例提供的均压环101中主体111扭转成弹簧状，相比于现有技术中圆柱状均压环，能在实现相同屏蔽效果的基础上更加节省材料。
46.如图6所示，本实用新型实施例还提供一种固体绝缘变压器的电场屏蔽结构，包括第一电位件102，第二电位件103，设置于第一电位件102和第二电位件103之间的固体绝缘件104，以及均压环101；均压环101为上述实施例提供的均压环101；均压环101安装于固体绝缘件104，并且均压环101与第二电位件103短接。
47.本实施例提供的电场屏蔽结构的电场分布状况仿真图如图4所示，第一电位件102在电场中所处第一电位和第二电位件103在电场中所处第二电位分别视为平面；非截止区，第一电位和第二电位之间基本为均匀电场，截止处无均压环时电场明显畸变(如图1所示)，而设置本实施例提供的均压环101后均压环101与第二电位短接，即便均压环101距离第一电位较近，但均压环101具有一定的曲率，明显改善了电场分布，实现了对原本第二电位截止处的电场屏蔽。
48.均压环101能作为嵌件浇注于固体绝缘件104内部，均压环101的嵌件螺母露出固体绝缘件104，用于均压环101电位引出并与第二电位件103短接。当然，均压环101还可设置为在固体绝缘件104浇注成型后组装于固体绝缘件104表面，本实施例不做限定。
49.本实用新型实施例还提供一种固体绝缘变压器，包括电场屏蔽结构，电场屏蔽结构为上述实施例提供的电场屏蔽结构。
50.本实施例提供的电场屏蔽结构和固体绝缘变压器分别应用上述实施例提供的均压环101，使固体绝缘件104免于开裂并免于形成分界面，保证固体绝缘件104具有良好的绝缘性能。当然，本实施例提供的电场屏蔽结构和固体绝缘变压器还分别具有上述实施例提供的有关均压环101的其他效果，在此不再赘述。
51.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
52.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：

1.一种均压环，用于固体绝缘变压器，其特征在于，包括主体，所述主体扭转成中空的弹簧状，并且所述主体首尾相接围成封闭环。2.根据权利要求1所述的均压环，其特征在于，所述主体的中空部分的截面为圆形，或者为椭圆形，或者所述截面的外周轮廓由对数曲线构成，或者所述截面的外周轮廓包括两个平行线、两个半圆环，所述平行线和所述半圆环交替布置，并且四者依次首尾连接。3.根据权利要求1所述的均压环，其特征在于，还包括多个安装件，所述安装件间隔固定于所述主体。4.根据权利要求3所述的均压环，其特征在于，所述安装件与所述主体相互分体，两者通过焊接方式固定连接；或者所述安装件与所述主体为一体式结构。5.根据权利要求3所述的均压环，其特征在于，所述安装件为嵌件螺母，并且所述嵌件螺母位于所述主体的预设侧。6.根据权利要求1所述的均压环，其特征在于，所述主体为金属主体或半导电材料主体。7.根据权利要求1所述的均压环，其特征在于，所述封闭环为圆形环、椭圆形环，或者矩形环。8.一种固体绝缘变压器的电场屏蔽结构，其特征在于，包括第一电位件，第二电位件，设置于所述第一电位件和所述第二电位件之间的固体绝缘件，以及均压环，所述均压环为权利要求1-7任意一项所述的均压环，所述均压环安装于所述固体绝缘件，并且所述均压环与所述第二电位件短接。9.根据权利要求8所述的电场屏蔽结构，其特征在于，所述均压环作为嵌件浇注于所述固体绝缘件内部，或者所述均压环装配于所述固体绝缘件表面。10.一种固体绝缘变压器，包括电场屏蔽结构，其特征在于，所述电场屏蔽结构为权利要求8或9所述的电场屏蔽结构。

技术总结

本实用新型公开一种均压环，用于固体绝缘变压器，包括主体，主体扭转成中空的弹簧状，并且主体首尾相接围成封闭环。上述均压环中主体扭转成中空的弹簧状，具有体积小、表面积大的特点，相比于现有技术中圆柱状主体构成的均压环，能在与固体绝缘件浇注为一体时与固体绝缘件充分接触，防止固体绝缘件中与均压环接触处的应力过大，避免固体绝缘件中与均压环接触位置处产生开裂，保障固体绝缘件的绝缘性能免受影响。本实用新型还公开分别应用上述均压环的电场屏蔽结构和固体绝缘变压器，使固体绝缘件免于开裂，保证固体绝缘件的良好绝缘性能。保证固体绝缘件的良好绝缘性能。保证固体绝缘件的良好绝缘性能。