具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。

中压变压器或高压变压器的绝缘问题一直是一个难题，一方面需要绝缘介质满足绝缘耐压，另一方面，需要满足局部放电参数，避免电老化。现有的变压器可分为油浸变压器和干式变压器。其中，油浸变压器采用油做绝缘介质，其优点是设计简单，缺点是需要添加油，存在漏油和检修维护频率高的问题。现有的干式变压器可有效解决油浸变压器的漏油问题，干式变压器一般都是工频变压器，工作频率一般为50Hz。现有干式变压器在绕制时，先用环氧树脂材料分别浇筑低压线圈和高压线圈，然后把高压线圈浇注体和低压线圈浇注体安装在一起，中间要留有足够的空气间距，以保证绝缘。在该绕制过程中，需要在所有步骤中考虑浇筑环氧树脂等绝缘材料时的气泡排出问题，同时还要考虑第一线圈和第二线圈在浇筑过程中如何进行保护等问题，因此，现有的浇筑方式存在工艺复杂且工艺条件要求高的问题。利用现有的绕制方法得到的干式变压器，其优点是简单可靠，能够克服油浸变压器漏油的问题，但是存在体积较大的缺点。

为解决上述技术问题，本申请提供一种干式变压器。

以下实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的，而并非旨在作为对本申请的限制。如在本申请的说明书和所附权利要求书中所使用的那样，单数表达形式“一个”、“一种”、“所述”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括例如“一个或多个”这种表达形式，除非其上下文中明确地有相反指示。

在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

图1为本申请一种实施例的干式变压器的结构示意图，图2为本申请一种实施例的干式变压器的俯视结构示意图。如图1和图2所示，在本申请一种实施例中，该干式变压器包括磁芯11、第一线圈12、第二线圈13和屏蔽组件14。其中，该干式变压器的形状可为圆柱形、椭圆柱形或方柱形，在此不做具体的限定。

首先对磁芯11的结构和构造进行描述，图3为本申请一种实施例的磁芯11的结构示意图，结合图1-图3，在本申请一种实施例中，磁芯11的形状可为圆柱形结构，也可以为方柱形结构，还可为椭圆柱形结构。该磁芯11可增强电磁感应效果，增大磁通，减少涡流损耗，以增大不同线圈之间的电磁感应强度。该磁芯11可位于第一线圈12的围绕区域内。

接下来，介绍第一线圈12的结构和构造，图4为本申请一种实施例的第一线圈12的结构示意图，一并参照图1、图2和图4，在本申请一种实施例中，第一线圈12绕设于磁芯11的外部，第一线圈12的形状可为圆柱状筒形结构，也可以为方柱状筒形结构，还可为椭圆柱状筒形结构，其中，第一线圈12可与磁芯11同轴设置。为避免磁芯11与第一线圈12之间短路，可在磁芯11与第一线圈12之间设置固体绝缘层15。其中，磁芯11与第一线圈12之间的固体绝缘层15例如可为绝缘胶带。其中，第一线圈12可为低压线圈，也可为高压线圈，低压线圈的匝数小于高压线圈的匝数。

再介绍第二线圈13的结构和构造，图5为本申请一种实施例的第二线圈13的结构示意图，一并参照图1、图2和图5，在本申请一种实施例中，第二线圈13绕设于第一线圈12的外部，第二线圈13的形状可为圆柱状筒形结构，也可以为方柱状筒形结构，还可为椭圆柱状筒形结构，其中，第二线圈13可与第一线圈12以及磁芯11同轴设置。其中，当第一线圈12为低压线圈时，第二线圈13可为高压线圈；当第一线圈12为高压线圈时，第二线圈13可为低压线圈。

然后介绍下屏蔽组件14的结构和构造，图6为本申请一种实施例的屏蔽组件14的结构示意图，一并参照图1、图2和图6，在本申请一种实施例中，自磁芯11指向第二线圈13的方向，屏蔽组件14依次包括间隔设置的第一导电层141、第二导电层142、第三导电层143和第四导电层144。在磁芯11的轴向方向的正投影内，第一导电层141、第二导电层142、第三导电层143和第四导电层144均为环形结构，例如可为圆环、方环或椭圆环等；在该正投影面内，第一线圈12和磁芯11均位于第一导电层141的围设区域内，此时，第一线圈12位于磁芯11和第一导电层141之间，另外，第二线圈13位于第二导电层142和第三导电层143之间。

其中，第一导电层141、第二导电层142、第三导电层143和第四导电层144为导体材料，也可为半导体材料。

继续参照图1和图2，在本申请的一种实施例中，第一导电层141和第四导电层144均与第一线圈12等电位连接，并且，第二导电层142和第三导电层143均与第二线圈13等电位连接。其中，第一导电层141和第四导电层144可设置电位固定点，用于连接第一线圈12。第二导电层142和第三导电层143可设置电位固定点，用于连接第二线圈13。

其中，第一导电层141和第一线圈12之间，除了等电位连接点处，两者之间的其他位置填充有固体绝缘层15，以保证除等电位连接点外，第一导电层141和第一线圈12其他位置处于相互绝缘的状态。其中，第一导电层141和第一线圈12之间的固态绝缘层15的厚度可为0.5～1.5mm，可为第一导电层提供500V～1000V左右的绝缘强度。

同样，第二导电层142和第二线圈13之间，以及第三导电层143和第二线圈13之间，除了等电位连接点外，其他位置也均设有固体绝缘层15。第二导电层142和第二线圈13之间的固体绝缘层15的厚度可为0.5～1.5mm，可为第二导电层142提供500V～1000V左右的绝缘强度。第三导电层143和第二线圈13之间的固体绝缘层15的厚度可为0.5～1.5mm，可为第三导电层143提供500V～1000V左右的绝缘强度。

继续参照图1和图2，在本申请一种实施例中，第一导电层141和第二导电层142之间以及第三导电层143和第四导电层144之间也均设有固体绝缘层15。由此，可将因第一线圈12和第二线圈13之间的电压差产生的电场完全限定在第一导电层141和第二导电层142之间的固体绝缘层15以及第三导电层143和第四导电层144之间的固体绝缘层15中。

其中，第一导电层141和第二导电层142之间的固体绝缘层15的厚度以及第三导电层143和第四导电层144之间的固体绝缘层15厚度之和需满足干式变压器的最高电压绝缘要求，具体可根据第一线圈12和第二线圈13的电压值就行设定，在此不做具体的限定。

继续参照图1和图2，在磁芯11的轴向的一端，如图1和图2中所示的磁芯11的底部，第一导电层141和第四导电层144封闭连接，第二导电层142和第三导电层143封闭连接。

图7为本申请一种实施例的屏蔽组件14的结构示意图，如图7所示，在本申请一种实施例中，第一导电层141和第四导电层144为一体式连接结构，第二导电层142和第三导电层143为一体式连接结构。具体的，第一导电层141和第四导电层144可形成U形结构，第二导电层142和第三导电层143可形成U形结构。其中，第一导电层141和第四导电层144之间形成一个环形的U型槽，第二导电层142和第三导电层143之间也形成一个环形的U型槽，第二导电层142和第三导电层143之间的形成的环形结构的U型槽位于第一导电层141和第四导电层144形成的U型槽的内部，且两个U型槽之间存在一定的间隔，以用于填充绝缘材料，形成固体绝缘层15。通过设置U型槽，可保证干式变压器的绝缘性，避免发生漏电或局部放电等问题。

图8为本申请一种实施例中的屏蔽组件14的开口端的结构示意图。如图8所示，在本申请一种实施例中，第一导电层141、第二导电层142、第三导电层143或第四导电层144的端部设有用于均匀电场的勾角145。其中，一并参照图2，以第四导电层144为例，勾角145设置于第四导电层144的自由端出，该勾角145自第四导电层144的端部向远离第一线圈12的方向弯折形成，利用该勾角145可对第四导电层144的端部电场起到均匀化的作用。其中，第三导电层143、第二导电层142和第一导电层141的自由端处的勾角145的设计可参照第四导电层144的勾角145的设计，在此不再重复赘述。

图9为本申请一种实施例的干式变压器的结构示意图。如图9所示，在本申请一种实施例中，除包括图1所示结构外，干式变压器还包括辅助屏蔽构件16。

图10为本申请一种实施例的辅助屏蔽构件16的结构示意图。一并参照图9和图10，在本申请一种实施例中，该辅助屏蔽构件16包括第一辅助导电层161和第二辅助导电层162，且第二辅助导电层162围设于第一辅助导电层161的外部，第一辅助导电层161和第二辅助导电层162之间设有辅助绝缘层163；第一辅助导电层161与第一线圈12或第二线圈13中的一个等电位连接，第二辅助导电层162与第一线圈12或第二线圈13中的另外一个等电位连接。

在设置辅助屏蔽构件16时，辅助屏蔽构件16可与磁芯11、第一线圈12、第二线圈13以及屏蔽组件14之间存在一定的间隙，以使磁芯11、第一线圈12、第二线圈13以及屏蔽组件14与该辅助屏蔽构件16间保持绝缘性。

参照图10，在本申请一种实施例中，第一辅助导电层161和第二辅助导电层162均为环形柱结构。作为示例性说明，第一辅助导电层161可分为两个半圆形柱形结构单元，第二辅助导电层162可分为两个半圆柱形结构单元。

为了方便第一辅助导电层161与第一线圈12或第二线圈13连接，第一辅助导电层161设有电位固定点，同时，为了方便第二辅助导电层162与第一线圈12或第二线圈13连接，第二辅助导电层162也设有电位固定点。可以理解的是，第一辅助导电层161和第二辅助导电层162的电位固定点的设置位置可根据具体的第一线圈12和第二线圈13的连接位置进行设定，在此不做具体的限定。

基于同样的技术构思，本申请实施例还提供一种干式变压器的绕制方法，如图11所示，该绕制方法包括以下步骤：

步骤S11)、制备第一预制体：提供如图6和图7所示结构的屏蔽组件14，其中，该屏蔽组件14包括依次且间隔设置的具有环形结构的第一导电层141、第二导电层142、第三导电层143和第四导电层144，其中，在屏蔽组件14的轴向方向的一侧，第一导电层141和第四导电层144的一端密封连接，第二导电层142和第三导电层143的一端密封连接；在第一导电层141和第二导电层142之间以及第三导电层143和第四导电层144之间分别灌封绝缘材料，并在第一导电层141的远离第二导电层142的一侧表面、第二导电层142的远离第一导电层141的一侧表面以及第三导电层143的靠近第二导电层142的一侧表面涂覆绝缘材料，待绝缘材料固化后形成第一预制体；形成的第一预制体的结构如图12所示；

步骤S12)、如图13所示，同时一并参照图1，将磁芯11插设于第一线圈12内，并将第一线圈12和磁芯11一起插设于第一预制体的第一导电层141的围绕区域内，并在磁芯11与第一线圈12之间设置绝缘胶带作为两者之间的固体绝缘层15；

步骤S13)、如图14所示，将第二线圈13插设于第一预制体的第二导电层142和第三导电层143之间；

步骤S14)、将第一导电层141和第四导电层144分别与第一线圈12等电位连接，并将第二导电层142和第三导电层143分别与第二线圈13等电位连接，形成如图2所示结构的干式变压器。

其中，在进行屏蔽组件14与第一线圈12和第二线圈13的等电位连接后，该干式变压器的绕制方法还可包括整体灌封绝缘材料的步骤，以在各个部分的表面形成绝缘层，并对各个部件起到固定连接作用。

其中，继续参照图6和图7，在本申请一种实施例中，步骤S11)中，在第一导电层141和第二导电层142之间以及第三导电层143和第四导电层144之间分别灌封绝缘材料前，绕制方法还包括：先利用绝缘体固定屏蔽组件14，然后再在第一导电层141和第二导电层142之间以及第三导电层143和第四导电层144之间分别灌封绝缘材料。先利用绝缘体对屏蔽组件14中的第一导电层141、第二导电层142、第三导电层143和第四导电层144进行固定，再进行绝缘材料的灌封，可在灌封过程中避免屏蔽组件14发生晃动，影响灌封效果。

在本申请一种实施例中，步骤S11)中，在第一导电层141和第二导电层142之间以及第三导电层143和第四导电层144之间分别灌封绝缘材料时，灌封环境为真空环境。在真空环境下灌封绝缘材料，可避免产生气泡，有效保证所得各层固定绝缘层15的绝缘性能。

在本申请一种实施例中，对第一导电层141、第二导电层142、第三导电层143和第四导电层144的自由端进行弯折形成用于均匀电场的如图8所示的勾角145。其中，一并参照图2，以第四导电层144为例，对第四导电层144的自由端向远离第一线圈12的方向弯折以形成勾角145，利用该勾角145可对第四导电层144的端部电场起到均匀化的作用。其中，第三导电层143、第二导电层142和第一导电层141的自由端处的勾角145的弯折方式可参照第四导电层144，在此不再重复赘述。

在本申请一种实施例中，在第一导电层141、第二导电层142、第三导电层143和第四导电层144上形成电位固定点，用于连接第一线圈12或第二线圈13。

在本申请一种实施例中，绕制方法还包括制备第二预制体，即辅助屏蔽构件的步骤，其中，第二预制体的结构可参照图10，图15为本申请一种实施例的第一辅助导电层161和第二辅助导电层162的相对位置关系图。一并参照图10和图15，在本申请一种实施例中，该第二预制体包括第一辅助导电层161和第二辅助导电层162，第一辅助导电层161和第二辅助导电层162均为导电材料，在第一辅助导电层161和第二辅助导电层162之间灌封绝缘材料，待绝缘材料固化后形成辅助绝缘层163。

在本申请一种实施例中，参照图9，该绕制方法还包括：将第二预制体连接至第一预制体，其中，第一辅助导电层161与第一线圈12或第二线圈13中的一个等电位连接，第二辅助导电层162与第一线圈12或第二线圈13中的另外一个等电位连接。

本申请实施例的绕制方法，可有效降低干式变压器的绕制难度，可仅仅在制备第一预制体和第二预制体的过程中控制环境真空度，其他过程工艺条件要求低，可不对工艺条件进行限定，直接进行各部件的组装即可。在制备得到的第一预制体和第二预制体中，可利用屏蔽组件以及辅助屏蔽构件，有效解决电场的问题。另外，第一导电层、第二导电层、第三导电层、第四导电层以及第一辅助导电层、第二辅助导电层可选择与固体绝缘层热膨胀系数相同的材料，可有效解决受热膨胀产生裂纹的问题，由此，可提高干式变压器的可靠性。

以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。