油浸式变压器及其油箱的制作方法

1.本技术涉及油浸式变压器领域，特别是涉及油浸式变压器及其油箱。


背景技术：

2.油浸式变压器是常见的配电组件，与干式变压器不同的是采用了变压器油。油浸式变压器的主体结构由器身、油箱、冷却装置、保护装置和出线装置组成。器身包括铁芯、绕组、绝缘结构件、引线和分接开关；油箱包括油箱本体和油箱附件；油箱本体中容置有绝缘的变压器油，铁芯及绕组等浸在变压器油中，冷却装置包括散热器和冷却器；保护装置包括储油柜、油标、安全气道、吸湿器、测温元件和气体继电器；出线装置包括高、低压套管等绝缘套管。
3.公布号为cn107068342a的专利文献公开了一种油浸式变压器油箱及使用该油箱的变压器，变压器包括本体和油箱，油箱包括箱体和箱盖，箱盖和箱体上设有互连的连接结构，连接结构包括设在箱体上的箱体插接孔或箱体插接槽以及设在箱盖上的箱盖插接孔或箱盖插接槽，连接结构还包括在箱盖盖合在箱体上时可同时插入箱体插接孔或插接槽与箱盖插接孔或插接槽中的锁柱，插接孔或插接槽的轴线方向与水平面平行或倾斜。其箱体和箱盖的连接结构为插接孔或插接槽，通过锁柱同时穿入两插接孔或插接槽中实现对箱体和箱盖的相对锁紧，结构简单、操作方便，解决传统螺栓连接存在的螺栓数量多、螺纹孔加工繁琐、拆装操作复杂、制作维修成本较高，对安装精度要求高等问题。
4.油箱必须密封以免其中的变压器油发生渗漏，但是从安装维护方面，油箱的箱体及盖体在装配后期才焊接在一起，而在必要时又要拆开来，有时候需要在使用现场进行焊接，这样就不可避免地在箱体及盖体之间防不胜防地出现由于变压器油热胀冷缩所导致的渗漏问题，传统焊接方式在油箱防渗漏设计方面未有较好的解决方案，如果采用橡胶密封则存在使用寿命较短问题及污染变压器油问题，不可取。


技术实现要素：

5.基于此，有必要提供一种油浸式变压器及其油箱。
6.一种油浸式变压器的油箱，包括箱体及盖体，所述箱体及所述盖体中的一个设有装配槽，另一个设有插接于所述装配槽中的安装部；
7.所述箱体及所述盖体采用膨胀系数相异合金板制备，用于在温度超过目标值时，所述安装部与所述装配槽可恢复地过盈配合。
8.上述油浸式变压器的油箱，在不改变传统工艺采用整体焊接的前提下，简单地进行了结构的改进，一方面通过两种不同膨胀系数的合金板在相对高温状态下过盈配合，且在相对低温状态下复原以便维护时拆装，有效地实现了箱体及盖体之间的密封，在理论上完全解决了由于变压器油热胀冷缩所导致箱体及盖体之间的渗漏问题，且具有实现简单及应用方便的优点；另一方面由于安装部与装配槽的过盈配合是可以依据温度条件而恢复的，因此在必要时便于在油浸式变压器出现故障时拆开盖体进行检修。
9.在其中一个实施例中，所述装配槽设置于所述箱体上，所述安装部设置于所述盖体上。
10.在其中一个实施例中，所述安装部设置于所述盖体的边缘处；或者，
11.所述安装部邻近所述盖体的边缘设置，且所述安装部垂直于所述盖体的主体所在平面。
12.在其中一个实施例中，所述装配槽设置于所述箱体的顶部位置上；或者，
13.所述装配槽设置于所述箱体的外侧部位置上；或者，
14.所述装配槽设置于所述箱体的内侧部位置上。
15.在其中一个实施例中，所述装配槽及所述安装部具有相应的矩形横截面，以使所述盖体从所述箱体的上方安装于所述箱体上。
16.在其中一个实施例中，所述箱体采用钢板整体卷制焊接而成；或者，所述箱体具有采用钢板整体卷制焊接而成的结构。
17.在其中一个实施例中，根据安装使用环境设置所述目标值，以使所述目标值低于安装使用环境的最低气温；或者，
18.所述目标值为室温或比室温低5至10摄氏度。
19.在其中一个实施例中，所述油浸式变压器的油箱还包括与所述箱体及所述盖体相分离设置的停机降温装置，所述停机降温装置设有适配于所述装配槽的围合结构，以及与所述围合结构相连接的制冷设备。
20.在其中一个实施例中，一种油浸式变压器，其包括任一项所述油箱。
21.在其中一个实施例中，所述油浸式变压器为植物油变压器。
附图说明
22.为了更清楚地说明本技术实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统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是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，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为本技术所述油浸式变压器的油箱一实施例的结构示意图。
24.图2为图1所示实施例的分解示意图。
25.图3为本技术所述油浸式变压器的油箱另一实施例的安装部与装配槽过盈配合状态示意图。
26.图4为图3所示实施例的分解示意图。
27.图5为本技术所述油浸式变压器的油箱另一实施例的安装部与装配槽紧密配合状态示意图。
28.图6为本技术所述油浸式变压器的油箱另一实施例的安装部与装配槽宽松配合状态示意图。
29.图7为本技术所述油浸式变压器的油箱另一实施例的结构示意图。
30.图8为本技术所述油浸式变压器的油箱另一实施例的结构示意图。
31.图9为图8所示实施例的分解示意图。
32.附图标记：箱体100、盖体200、装配槽110、安装部210。
具体实施方式
33.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术。但是本技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似改进，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
34.需要说明的是，当组件被称为“固定于”或“设置于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。本技术的说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
35.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
36.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”、“下”可以是第一特征直接和第二特征接触，或第一特征和第二特征间接地通过中间媒介接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
37.除非另有定义，本技术的说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本技术。本技术的说明书所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
38.本技术公开了一种油浸式变压器及其油箱，其包括以下实施例的部分结构或全部结构；即，所述油浸式变压器及其油箱包括以下的部分技术特征或全部技术特征。在本技术一个实施例中，一种油浸式变压器的油箱，包括箱体及盖体，所述箱体及所述盖体中的一个设有装配槽，另一个设有插接于所述装配槽中的安装部；所述箱体及所述盖体采用膨胀系数相异合金板制备，用于在温度超过目标值时，所述安装部与所述装配槽可恢复地过盈配合。上述油浸式变压器的油箱，在不改变传统工艺采用整体焊接的前提下，简单地进行了结构的改进，一方面通过两种不同膨胀系数的合金板在相对高温状态下过盈配合，且在相对低温状态下复原以便维护时拆装，有效地实现了箱体及盖体之间的密封，在理论上完全解决了由于变压器油热胀冷缩所导致箱体及盖体之间的渗漏问题，且具有实现简单及应用方便的优点；另一方面由于安装部与装配槽的过盈配合是可以依据温度条件而恢复的，因此在必要时便于在油浸式变压器出现故障时拆开盖体进行检修。
39.在其中一个实施例中，所述箱体及所述盖体中的一个设有装配槽，另一个设有插接于所述装配槽中的安装部；即所述装配槽设置于所述箱体时，所述安装部设置于所述盖体，反之亦然。下面以所述安装部设置于所述盖体上，所述装配槽设置于所述箱体上为例，可以理解的是，相关实施例中，亦可反过来将所述装配槽设置于所述盖体上，所述安装部设置于所述箱体上。在本技术一个实施例中，一种油浸式变压器的油箱如图1及图2所示，其包
括箱体100及盖体200，所述箱体100设有装配槽110，所述盖体200设有插接于所述装配槽110中的安装部210；所述箱体100及所述盖体200采用膨胀系数相异合金板制备，用于在温度超过目标值时，所述安装部210与所述装配槽110可恢复地过盈配合。
40.在其中一个实施例中，所述箱体及所述盖体采用膨胀系数相异合金板制备，用于在温度超过目标值时，所述安装部与所述装配槽可恢复地过盈配合，即在温度超过目标值时，所述安装部与所述装配槽过盈配合，且在温度不超过目标值时，所述安装部与所述装配槽从过盈配合中恢复，两者不再处于过盈配合状态，此时根据热胀冷缩状况，两者可处于紧密配合状态，亦可处于宽松配合状态。在其中一个实施例中，所述安装部210与所述装配槽110处于过盈配合状态如图3所示，此时所述安装部与所述装配槽相配合，密封所述箱体及所述盖体的连接处，从而实现对于油箱内部的密封，结合图4可见，在所述安装部210与所述装配槽110处于过盈配合状态下，所述安装部210的膨胀量大于所述装配槽110的膨胀量。本实施例中，所述箱体100设有装配槽110，所述盖体200设有插接于所述装配槽110中的安装部210；所述箱体100及所述盖体200采用膨胀系数相异合金板制备，用于在温度超过目标值时，所述安装部210与所述装配槽110可恢复地过盈配合。其余实施例以此类推，不做赘述。在其中一个实施例中，所述安装部210与所述装配槽110处于紧密配合状态如图5所示，此时可以是升温至所述安装部210与所述装配槽110发生过盈配合之前，亦可是从高温降温至所述安装部210与所述装配槽110从过盈配合状态恢复之后。在其中一个实施例中，所述安装部210与所述装配槽110处于宽松配合状态如图6所示，此时可以是升温至所述安装部210与所述装配槽110发生紧密配合之前，亦可是从高温降温至所述安装部210与所述装配槽110从紧密配合状态恢复之后。
41.在其中一个实施例中，所述目标值为室温或比室温低5至10摄氏度。进一步地，在温度低于20摄氏度、0摄氏度或者零下40摄氏度时，所述安装部与所述装配槽宽松配合且处于可分离状态；在油浸式变压器处于非工作状态下，或者在温度低于40摄氏度时，所述安装部与所述装配槽紧密配合且处于可分离状态；在油浸式变压器处于工作状态下，或者在温度不低于40摄氏度时，所述安装部与所述装配槽过盈配合且处于不可分离状态，以实现所述箱体及所述盖体之间的密封效果，即密封所述油箱，亦即密封所述油箱的内部；变压器油的工作最高温度通常不超过110摄氏度，所述箱体及所述盖体的温度比变压器油的温度更低一些，因此在温度超过目标值时，随着温度升高，所述安装部与所述装配槽的结合越来越紧密，所述箱体及所述盖体的密封效果越来越好，而温度越高则是传统油浸式变压器的油箱越容易发生变压器油渗漏的状况，这是由于变压器油的体膨胀系数大于油箱及其所述箱体及所述盖体的体膨胀系数，而本技术则巧妙地解决了该问题，温度越高密封效果也越好，因此有利于避免变压器油热胀冷缩所导致箱体及盖体之间的渗漏问题。
42.各实施例中，所述膨胀系数即为热膨胀系数，是固态物体随着温度变化的变形量，以线膨胀系数而言，温度变化1摄氏度，固态物体在某一方向相对伸长或者缩短的变形量，膨胀系数严格来说不是一个常数，可以采用二维曲线来表示。本技术各实施例中，所述安装部插接于所述装配槽中，此时可以采用横截面这一个二维的形态来考虑面膨胀系数，所述箱体及所述盖体采用膨胀系数相异合金板制备，合金板通常采用钢板尤其是不锈钢板，即所述箱体及所述盖体采用膨胀系数相异的钢板例如膨胀系数相异不锈钢板制备。包括各种钢材在内的常用金属材料的热膨胀系数表可参考互联网数据，可以方便地通过搜索引擎获
得，例如https://www.docin.com/p-1846622239.html，在此从略。本技术各实施例不涉及对于钢板材料及其膨胀系数的改进，只需根据设计需求直接从市场购买相关产品即可。
43.进一步地，所述盖体的所述安装部的面膨胀系数，大于所述箱体的所述装配槽的面膨胀系数；亦即所述盖体的面膨胀系数，大于所述箱体的面膨胀系数；进一步地，所述安装部在油浸式变压器工作所产生的最高油温作用下的膨胀变形量，小于所述箱体的所述装配槽在该最高油温作用下发生膨胀变形后的强度例如抗拉强度及/或抗压强度；亦即所述安装部在变形后，不会损坏或者破坏变形后的装配槽，以保证油箱的使用安全。这样的设计，在受热时，即油浸式变压器运作时，变压器油的温度上升，油箱受热膨胀，变压器油的体积也发生膨胀，此时装配槽外扩，即装配槽横截面的面积增大，安装部的体积也发生膨胀，且安装部横截面所增大的面积大于装配槽横截面所增大的面积，从而在温度超过目标值时，所述安装部与所述装配槽过盈配合，提升了所述箱体及所述盖体之间的密封效果。当变压器油的温度较高，作为液体，变压器油膨胀所增大的体积大于油箱膨胀所增大的体积，但由于温度越高所述箱体及所述盖体之间的密封效果越好，因此在不改变传统工艺采用整体焊接的前提下，有效地实现了箱体及盖体之间的密封，在理论上完全解决了由于变压器油热胀冷缩所导致箱体及盖体之间的渗漏问题。
44.在其中一个实施例中，所述装配槽设置于所述箱体上，所述安装部设置于所述盖体上。在其中一个实施例中，所述安装部设置于所述盖体的边缘处；如图7所示，在其中一个实施例中，所述装配槽110设置于所述箱体100上，所述安装部210设置于所述盖体200上，且所述安装部210设置于所述盖体200的边缘处。或者，在其中一个实施例中，所述安装部邻近所述盖体的边缘设置，且所述安装部垂直于所述盖体的主体所在平面。如图1所示，在其中一个实施例中，所述安装部210邻近所述盖体200的边缘设置，且所述安装部210垂直于所述盖体200的主体所在平面。如图8及图9所示，在其中一个实施例中，所述装配槽110设置于所述盖体200上，所述安装部210设置于所述箱体100上。
45.为了增强所述安装部与所述装配槽可恢复地过盈配合所形成的密封作用，进一步地，所述装配槽的底部设有与所述装配槽的延伸方向相平行的至少二个微凸条，所述安装部设有与所述微凸条相对应的至少二个微凹槽，以在保证安装的前提下，提升过盈配合拦截变压器油的至少二道形状突变区域，提升对于油箱内部的密封效果。这样的设计，可以方便地将所述盖体安装到所述箱体上，通过简单的结构改进，只需两种不同膨胀系数的合金板在相对高温状态下过盈配合，即可有效地实现了箱体及盖体之间的密封，当需要大修拆开盖体时，只需油浸式变压器停止运行一段时间即可，或者配合制冷以使所述装配槽及所述安装部从过盈配合状态恢复成紧密接触状态或者宽松接触状态，即可方便地配合传统方式拆下盖体。
46.在其中一个实施例中，所述装配槽设置于所述箱体的顶部位置上；或者，在其中一个实施例中，所述装配槽设置于所述箱体的外侧部位置上；或者，在其中一个实施例中，所述装配槽设置于所述箱体的内侧部位置上。通常地，将所述盖体安装到所述箱体上之后，还要进行传统焊接，在此从略。在其中一个实施例中，所述装配槽及所述安装部具有相应的矩形横截面，以使所述盖体从所述箱体的上方安装于所述箱体上。如图3及图4所示，在其中一个实施例中，所述装配槽110及所述安装部210具有相应的矩形横截面，结合图1及图2，以使所述盖体200从所述箱体100的上方安装于所述箱体100上。进一步地，所述装配槽及所述安
装部还具有相应的基于所述矩形横截面而在所述装配槽底部形成的凹凸结构。矩形横截面的所述装配槽及所述安装部，有利于在所述装配槽中实现三面的紧密抵接，在所述安装部与所述装配槽的过盈配合作用下，提升了所述安装部与所述装配槽的相对密封作用，即提升了所述盖体及所述箱体之间的密封效果。
47.在其中一个实施例中，所述箱体采用钢板整体卷制焊接而成；或者，所述箱体具有采用钢板整体卷制焊接而成的结构。进一步地，所述箱体至少部分位置采用钢板整体卷制焊接而成。这样的设计，有利于提升箱体自身的密封性。
48.进一步地，在理论模型中，当所述油浸式变压器停止工作，随着油温逐渐降低，所述箱体及所述盖体的温度也逐渐降至环境温度，此时变压器油的体积减小量大于油箱的体积减小量，亦即变压器油的体积减小量大于油箱的容积减小量，理论上发生变压器油渗漏问题的可能性较小，因此所述目标值可以设置为常温例如20摄氏度至30摄氏度；此时由于传统焊接乃至螺接的存在，依然对油箱内部形成相对密封效果，且如前所述，压器油的体积减小量大于油箱的容积减小量，因此发生变压器油渗漏问题的可能性极低。
49.如果对于密封有绝对要求，强调绝对不能发生变压器油渗漏问题，为了解决该问题，在其中一个实施例中，根据安装使用环境设置所述目标值，以使所述目标值低于安装使用环境的最低气温。进一步地，采用安装使用环境的历史低温极值作为所述目标值；或者采用安装使用环境的历史低温极值再低5至10摄氏度作为所述目标值。通常情况下，对于热带地区或者低海拔地区，所述目标值可以高一点，对于寒带地区或者高海拔地区，所述目标值可以低一点，这是本技术所述油浸式变压器的油箱的一个特点，与传统标准化产品不同，这也是本技术箱体及盖体之间的密封性能相对传统标准化产品更为优异的一个原因。
50.上述实施例给出了相对理想化的解决方案，但是会带来所述安装部与所述装配槽的低温分离问题，为了解决该问题，在其中一个实施例中，所述油浸式变压器的油箱还包括与所述箱体及所述盖体相分离设置的停机降温装置，所述停机降温装置设有适配于所述装配槽的围合结构，以及与所述围合结构相连接的制冷设备。制冷设备可以通过冰块或者干冰实现降温，以使所述安装部与所述装配槽处于相对低温环境，通过热胀冷缩实现两者从过盈配合中恢复成紧密接触乃至于宽松接触的位置关系。
51.本技术各实施例所述油箱还可以设置为分离式的两部分结构，且两部分结构通过输送管相连接，其中一部分结构容置器身及变压器油等，另一部分结构仅容置变压器油且连接冷却装置例如水冷装置或者风冷装置；任一部分结构或者两部分结构均可采用在温度超过目标值时所述安装部与所述装配槽可恢复地过盈配合的设计方案。
52.在其中一个实施例中，一种油浸式变压器，其包括任一实施例所述油箱，可以理解的是，所述油浸式变压器还可包括其他结构，例如铁心及其绕组等，不限于所述油箱。这样的设计，在不改变传统工艺采用整体焊接的前提下，简单地进行了结构的改进，一方面通过两种不同膨胀系数的合金板在相对高温状态下过盈配合，且在相对低温状态下复原以便维护时拆装，有效地实现了箱体及盖体之间的密封，在理论上完全解决了由于变压器油热胀冷缩所导致箱体及盖体之间的渗漏问题，且具有实现简单及应用方便的优点；另一方面由于安装部与装配槽的过盈配合是可以依据温度条件而恢复的，因此在必要时便于在油浸式变压器出现故障时拆开盖体进行检修。
53.在其中一个实施例中，所述油浸式变压器为植物油变压器，即所述油浸式变压器
采用植物油作为变压器油，以提高绝缘强度及提高燃点，此外还有可降解、污染小等优点，与传统作为变压器油使用的矿物油相比，可有效地减少碳排放；另外还可以如申请人的在先申请所述采用地沟油进行无害化处理后作为所述变压器油，即所述植物油变压器中的变压器油可包括动物油脂。地沟油进行无害化处理主要包括除臭、过滤等工艺，使其符合绝缘的变压器油的标准，包括闪点、酸度及颗粒度等。
54.需要说明的是，本技术的其它实施例还包括，上述各实施例中的技术特征相互组合所形成的、能够实施的油浸式变压器及其油箱。
55.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
56.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术的专利保护范围应以所附权利要求为准。