具体实施方式

有鉴于此，本发明的核心在于提供一种混合气体绝缘变压器，以有利于全球环保。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

如图1至图4所示，本发明实施例公开了一种混合气体绝缘变压器，包括气箱100、器身200和附件组300。

其中，气箱100内填充有混合气体，混合气体包括C₄F₇N和CO₂；器身200由A、B、C三相器身组合而成，并且器身200设置于气箱100内部，器身200包括铁芯201、低压绕组202、高压绕组203、设置于低压绕组202的两端的低压绝缘端204、设置于高压绕组203的两端的高压绝缘端205、第一器身压板206和第二器身压板207，第一器身压板206与第二器身压板207共同作用压紧器身200；附件组300包括高压套管301、低压套管302和无载分接开关303，高压套管301与器身200的高压内部引线连通，低压套管302与器身200的低压内部引线连通，无载分接开关303与高压绕组203的分接出线2031连通。

使用本发明所提供的混合气体绝缘变压器时，将低压绕组202和高压绕组203套在铁芯201上，低压绕组202的两端设置低压绝缘端204，高压绕组203的两端设置高压绝缘端205，以便于满足绝缘需求，通过第一器身压板206和第二器身压板207共同作用压紧器身200，通过将附件组300的高压套管301与器身200的高压内部引线连通，实现外部高压侧电能的输入；通过将附件的低压套管302与器身200的低压内部引线连通，实现外部低压侧电能的输出；通过无载分接开关303与高压绕组203的分接出线2031连通，实现调压功能；由于气相内填充有混合气体，混合气体包括C₄F₇N和CO₂，C₄F₇N的绝缘强度约为SF₆的2倍，因此，C₄F₇N的绝缘效果优于SF₆；并且，C₄F₇N的GWP仅为2100，远低于SF₆的GWP，能够缓解温室效应，有利于环保，同时，将CO₂和C₄F₇N混合在一起，进一步降低了混合气体的GWP，并且拓宽了该混合气体的使用温度，不仅能够满足变压器的绝缘和冷却要求，具有防火防爆功能，而且能够缓解温室效应，有利于全球环保。

进一步地，上述C₄F₇N的摩尔质量在混合气体的摩尔质量中的比例为4％～20％，CO₂的摩尔质量在混合气体的摩尔质量中的比例为80～96％，以满足该混合气体绝缘变压器的绝缘要求。

需要说明的是，本发明对上述C₄F₇N和CO₂在混合气体中的具体比例不作限定，实际应用中，可以根据不同的电压等级，对C₄F₇N和CO₂在混合气体中的具体比例作适应性调整，只要是能够满足使用要求的比例均属于本发明保护范围内；优选地，本发明所提供的混合气体绝缘变压器为10KV的混合气体绝缘变压器，C₄F₇N的摩尔质量在混合气体的摩尔质量中的比例为9％，CO₂的摩尔质量在混合气体的摩尔质量中的比例为91％，既能满足绝缘要求，又具有良好的经济性。

与油浸式变压器相比，C₄F₇N和CO₂组成的混合气体填充的气箱中，由温度变化导致的混合气体体积变化会被混合气体压力变化抵消，只要保证气箱内压力变化在允许范围内即可，因此该混合气体绝缘变压器无需配置储油柜。并且，混合气体绝缘变压器的密封材料选用氟橡胶，与该混合气体相容性最好。

与油浸式变压器相比，当混合气体绝缘变压器的内部发生故障时，内部升高的压力会被C₄F₇N和CO₂组成的混合气体体积变化抵消，瞬间压力变化不会太大,短时间不会对气箱造成破坏，因此该混合气体绝缘变压器无需配置压力释放阀及本体突发气压继电器。

另外，由于传统变压器的绝缘系统是根据油浸式变压器设计的，C₄F₇N和CO₂组成的混合气体的相对介电常数远小于矿物油的介电常数，和空气的介电常数相当，因此，在工频交流电压下，该混合气体绝缘变压器的绝缘系统的电场分布均匀程度低于油浸式变压器的绝缘系统的电场分布，这将导致该混合气体绝缘变压器在现有的油浸式变压器结构下能承受的电压低于油浸式变压器的绝缘系统。

基于上述原因，本发明针对该混合气体绝缘变压器进行了仿真计算和核验，重新设计了该混合气体绝缘变压器的内部结构，增大了器身和气箱之间的间距、器身上所包裹的绝缘纸的厚度和气隙的宽度，以增大该混合气体绝缘变压器所能承受的电压。

并且，上述气箱100的截面可以是方形孔、多边形孔或者圆形孔等形状，只要是能够满足使用要求的形状均属于本发明保护范围内；优选地，如图4所示，本发明实施例所提供的气箱100的截面为长圆形孔，以便于均衡气箱100内部压力，增强气箱100压力容器的安全性；并且气箱100的内外出线通过焊接或者冷压方式引出，以便于提高气箱100的内外出线的可靠性。

进一步地，如图1所示，高压绕组203采用PFT绝缘导线进行饼式绕制，并且高压绕组203的分接出线2031、第一端出线2032和第二端出线2033均沿高压绕组203的幅向引出，以便于将分接出线2031、第一端出线2032和第二端出线2033引出。

低压绕组202采用PFT绝缘导线进行饼式绕制，并且低压绕组202的第一端出线2032穿过第一器身压板206沿低压绕组202的轴向引出，低压绕组202的第二端出线2033穿过第二器身压板207沿低压绕组202的轴向引出，以便于缩短低压绕组202的第一端出线2032和第二端出线2033的长度，同时，有效降低杂散损耗。

本发明所提供的混合气体绝缘变压器还包括片式散热器400，片式散热器400与气箱100通过过渡联管401连通，以便于使气箱100内填充的混合气体能够由内到外、由上到下循环，提高混合气体的冷却散热效率；并且片式散热器400的轴向尺寸大于气箱100的轴向尺寸，以便于增加散热面积，提高散热能力。

本发明所提供的混合气体绝缘变压器的气箱100箱体采用压力容器标准设计和制造，以提高气箱100箱体的密封性，使得该混合气体绝缘变压器的强度和混合气体泄漏率小于0.5％，以满足对防火安全等级要求较高的场合的使用需求。

生产该混合气体绝缘变压器时，先将器身200放置于气箱100内，再将气箱100的外部附件安装完毕后，从下文所述的气体压力密度计的安装座自充气口填充C₄F₇N和CO₂的混合气体，在环境温度为20℃，气箱压力达到0.14MPa时，结束混合气体的填充，静放气箱100，通过气体压力密度计观察气箱压力，若气箱压力恒定不变，则进入出厂试验，待试验合格后交付用户投入使用。

进一步地，器身200还包括绝缘组件，绝缘组件包括绝缘筒、撑条和垫块，以便于使绝缘筒、撑条和垫块共同作用，分割器身200的内部气隙，通过分割出的内部气隙对高压绕组203和低压绕组202的表面进行散热；同时，通过绝缘筒减小高压绕组203和低压绕组202之间的距离，使得该混合气体绝缘变压器结构更加紧凑；并且，绝缘筒能够对低压绝缘端204和高压绝缘端205起到固定作用。

并且，所述绝缘筒、所述撑条和所述垫块采用高于E级(耐热等级根据耐热绝缘件的最高允许工作温度划分为七个等级，E级的最高允许工作温度为120℃)的耐热绝缘件，以便于使绝缘筒、撑条和垫块具有较高的最高允许工作温度，提高该绝缘组件的安全性。

如图4所示，附件组300还包括设置于气箱100顶部的突发压力继电器304、气体压力密度计305和气体温度计306。

其中，突发压力继电器304能够使混合气体绝缘变压器发生故障时跳闸，以便于在发生故障时保护该混合气体绝缘变压器；气体压力密度计305能够检测气箱100内的实时运行压力，并在气箱100内的运行压力高于高压阈值时，发出高压报警信号，以便于实现对混合气体绝缘变压器的高压保护，在气箱100内的运行压力低于低压阈值时，发出低压报警信号，同时使混合气体绝缘变压器跳闸，以便于在气体压力过低时实现对混合气体绝缘变压器的双重保护；气体温度计306用于检测气箱100的运行温度，并在运行温度高于高温阈值时发出高温报警信号，同时使混合气体绝缘变压器跳闸，以便于在温度过高时对该混合气体绝缘变压器进行双重保护；并且，当由于温度过高而出现压力过高时，气体温度计306发出高温报警信号，使混合气体绝缘变压器跳闸，与此同时，气体压力密度计305发出高压报警信号，实现对混合气体绝缘变压器的双重保护。

更进一步地，无载分接开关303为单相无载分接开关303或三相无载分接开关303，以便于实现调压功能，气箱100上设置端子箱101，以便于通过端子箱101实现二次检测信号汇集，同时通过端子箱101提供引出端子排，方便用户接线。

如图1所示，本发明所提供的混合气体绝缘变压器的器身200还包括减震胶垫208，减震胶垫208设置于高压绕组203与高压绝缘端205之间和低压绕组202与低压绝缘端204之间，以便于通过减震胶垫208对高压绕组203和低压绕组202起到缓冲作用，减少震动对该混合气体绝缘变压器的不利影响。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定的顺序。此外术语“包括”和“具有”以及他们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有设定于已列出的步骤或单元，而是可包括没有列出的步骤或单元。

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发明。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发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明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。