线圈的结构形式特点

线圈的结构形式和特点
线圈在电力变压器中是最重要、最复杂的部件，因为它基本决定了变压器的容量、电压、电流和使用条件。

它是由铜（铝）导线绕制，再配以专门的绝缘部件组成。

线圈形式主要是根据线圈的电压等级和电流的大小来进行选择，同时还要重点考虑电气强度、机械强度、散热面积和绕制的可能性等。

一般对电压低而电流大的线圈，常用多根导线并联绕制成螺旋式线圈，而对于电压等级较高、电流较小，且在纵绝缘上还有其特殊要求的，常可绕制成连续式、纠结式和电容的内屏式线圈。

1.线圈的结构形式主要是根据线圈的电压和容量大小来选择，并按照线圈的匝数、尺寸和截面形状以及并联的导线根数多少来确定。

在我厂大型变压器中，饼式线圈成为主要结构形式，它包括连续式、纠结式、纠结连续式、内屏蔽连续式和各种螺旋式等。

各种结构形式必须满足如下的要求。

1.1绝缘强度的要求：由于变压器运行中要受到大气过电压和操作过电压的冲击，还要受到运行电压的长时期作用，电气强度至关重要，应该尽大力保证在变压器运行中不发生任何部位的绝缘击穿。

这就要求线圈的设计和制造都必须有足够的裕度。

1.2稳定要求：变压器在运行中，负载时刻都在变化着，即电流是波动的，线圈导线承受的电磁力与线圈中电流的平方
成正比，因此，要求线圈具有足够的机械强度，必须能够承受强大电磁较往年冲击而结构不发生损坏。

1.3散热能力要求：在绝缘中，如静电板、静电屏、纸板端圈、角环、隔板等部件均有撑条、垫块等组成满足电气强度的油道，这些油道必须满足线圈的散热，作为线圈的冷却油道，应尽量减小油流的阻力，避免有“死油区”。

变压器线圈即使发生短路产生强大的热量，线匝也不至烧毁。

2.饼式线圈的一般规定
饼式线圈的结构及导线的匝绝缘、段间油道布置除和电流大小有关外，还和电压等级关系极大。

例如低电压大电流的螺旋式线圈，其导线之间仅是股电压，匝电压由线段间的油道来承担，所以它的导线匝绝缘只有0.45mm的电缆纸就够了。

而对于高电压等级线圈，除随电压等级的不同而选用不同的结构，还要选用不同厚度的导线匝绝缘，油道的布置也有不同要求。

3.线圈结构上的一般原则（1）每个线段（饼）的匝数均为实绕匝数，而在线圈匝数简图中表示的是电气匝数（总匝数、分接匝数）。

（2）在绕制时，线段的种类和垫纸条的匝数要尽量少，垫纸条线段的纸条总厚度应不超过线段辐向尺寸的1/3。

一般纸条应垫在正段匝间，但首未端线段由于主、纵的要求，所垫脚纸条的位置应符合设计要求。

（3）线段的辐向尺寸应尽量达到一致。

设计允许偏差见表
外线圈在不影响主绝缘的情况下，允许在换位处高出两根导线。

纠结式线圈要尽量使纠结和连位不出现“爬坡”或有“爬坡”也不得超出一根导线。

4.线圈在绕制中和绕制后的注意事项
4.1要保证导线股间绝缘可靠
螺旋式线圈的并联导线音质股间电压很低，但由于导线的匝绝缘较薄（一般为0.45mm）在绕制时极易使导线匝绝缘受到损坏，形成股间短路并引起环流。

因此在绕制中要随时用摇表（兆欧表）测试绝缘电阻。

若发现导线绝缘有损伤，应立即处理后再继续绕制。

4.2在绕制时要把螺旋音质油道均匀垫平
各种螺旋式线圈虽然有较好的机械性能和工艺性，但在一般绕制时，其首、未端线段必然要形成较大的斜度，最后虽可用不同厚度的垫块把线圈垫平，但在整个线圈压紧时受力将不够均匀，且在线圈加压干燥时，应尽量达到各撑条处的垫块压力相同，来改善线圈受力时的均匀程度。

4.3在线圈的首、未端及出线头要捆绑牢固
螺旋式线圈在受力时，除有轴向力外，还有切向旋转力作用。

为提高线圈在短路时的稳定性，应在线圈的首、未端线段及引线的出线处用亚麻绳多处捆绑，可使线圈的整体性得到提
高。

另外，把端部的几个线段连同其层压纸端圈在沿其圆周用缰绳捆绑8-10处，则可使线圈在承受短路力后，纸端圈开裂或被甩开造成线圈支撑失稳的状况得到一定改善。

4.4处理好导线匝绝缘，垫好纸槽
在绕制连续式线圈时，一是不能绕错匝数（尤其带有并联支路时）二是在换位弯（S）时，一定要把（S）弯处导线的纸绝缘剥去重新包扎纸绝缘，且要加垫好纸槽。

另外，绕制时要注意“S弯”不得进入垫块格内。

4.5按图纸要求插入线圈并要处理好屏线绝缘
在绕制内屏蔽连续式线圈时一定要按图纸规定把屏线插入线段数和线匝深度；二是要把屏线的端头处理光洁并包好绝缘；三是屏线S弯跨线段时，除了包好纸绝缘外，还要加垫纸槽。

4.6处理好纠结线圈的一些问题
在绕制纠结式线圈时，一是要保证不能纠（联）错位置，底部过线要仔细，不使撑条碰伤匝绝缘（在导线与撑条间放0.5mm纸条的做法值得提倡）三是要尽量避免形成较大的“爬坡”或“剪刀口”，要用不同厚度的纸条逐步均匀过渡。

4.7换位导线的接头要分部错开焊接
当用换位导线绕制线圈时，一般在线段中不允许有接头。

若实需接头时，则应在线段外侧，且一定要分成几个小部分错开焊接，以易形成绕组所需的圆弧，防止集中焊接时形成“硬
棒”，在构成圆弧时硬性敲打，会使各股间漆膜或统包的绝缘受到损伤。

4.8要控制好各漏磁区域的线段尺寸
要严格控制线圈轴向上各漏磁区域的线段尺寸（指安匝平衡时划定的区域），必要时可按设计图纸规定的尺寸抽取或加垫线段间的垫块，提高线圈安匝平衡的精确度。

4.9消除布带上的纤维毛在电场中的不利影响
所有线圈的换位处（S）和各引出线头，在包绝缘后一定要用平纹布带半迭绕一层进行覆盖，而在此布带的表面要用少量绝缘漆抹平，以防止纤维毛在电场中的不利影响。

4.10注意包扎好高压线圈引出线附近的绝缘
当自高压（或中压）线圈的中部或端部引出引线时，一定要在线圈引出的导线拐弯前100-150mm处，即应逐步加包纸绝缘（至出头处每边应包到3-4mm）不允许在线圈引出线拐弯前不包绝缘，只是在出头后“猪尾巴”式。

对于静电板的引出线，应按如上方式包扎。

4.11高电压出线头要固定可靠
所有高电压引出线有头（指110KV及以上电压等级的引出线），一定要用绝缘件牢固固定，在拆卸时决不能使引出线的根部发生绝缘折断现象，这在结构设计和施工中要特别注意。

铁心的结构和特点
铁心在电力变压器中是重要的组成部件之一。

它由高导磁的硅钢片叠积和钢夹件夹紧而成。

铁心具有两个方面的功能。

在原理上，铁心是构成变压器的磁路。

它把一次电路的电能转化为磁能，又把磁能转化为二次电路电能，因此铁心是能量传递的媒介体。

在结构上，它是构成变压器的骨架。

在它的铁心柱上套上带有绝缘的线圈，并且牢固地对它们支撑和支撑和压紧。

铁心的截面和直径
由于铁心是由许多很薄的硅硅钢片叠积而成，考虑到铁心片的剪裁加工量和叠积、插板等工序和其他因素，所以叠积后的铁心柱只能是有限级数的外接圆柱形。

铁心柱的直径D与变压器容量间的关系，D等于半径系数*每柱容量（结构容量）
2.铁心的绝缘和接地
铁心的绝缘与变压器其他绝缘一样，占有重要地位。

铁心绝缘不良，将影响变压器的安全运行。

铁心的绝缘有两种，即铁心片间的绝缘以及铁心片与结构件间的绝缘。

铁心片间绝缘是把心柱和铁轭的截面分成许多细条形的小截面，使磁通垂直通过这些小截面时，感应出的涡流损耗很小。

铁心片无绝缘时，磁通垂直通过截面很大，感应的涡流大。

截面厚度增加1倍，涡流损耗将增大至4倍。

铁心片间绝缘过小，片
间电导率增大，穿过片间绝缘的泄漏电流增大，将增加附加的介质损耗。

铁心片间绝缘过大时，铁心就不能认为是等电位的，必须把各片均连接起来接地，否则片间将出现放电现象，这是不可取的。

因此，铁心片间要有一定的绝缘，在标准测量方法情况下一般在60-105欧每平方历米。

现在采用的冷轧取向电工钢片的表面具有0.015-0.02mm的无机磷化膜，可以满足这一要求，其他电工钢片则需要涂漆，大型铁心有时要涂两遍漆。

3.铁心的接地
铁心必须接地。

铁心及其金属结构件在线圈的电场作用下，具有不同的电位，与油箱电位又不同。

虽然它们之间电位差不大，也将通过很小绝缘距离而断续放电。

铁心必须是一点接地。

铁心中是有磁通的，当有多余点接地时，等于通过接地片短接铁心片一样，短接回路中有感应环流。