[实用新型]一种变压器及一种线圈单元的出线结构

说明书

一种变压器和一种线圈单元的出线结构，变压器包括线圈单元、出线端子、连接线及绝缘套。第一线圈单元包括第一绕组、第一绝缘部和屏蔽层，第一绝缘部包覆且固定第一绕组，屏蔽层覆盖于第一绝缘部的外表面，并具有开口，部分第一绝缘部暴露于所述开口；出线端子设置于开口，且包括相连接的第一部分和第二部分，第一部分耦接于第一绕组且被第一绝缘部包覆，第二部分暴露出第一绝缘部；连接线的第一端与出线端子的第二部分连接；绝缘套部分包覆连接线，且连接线的第二端暴露于绝缘套外。

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，特别涉及一种变压器及一种线圈单元的出线结构。

背景技术

在现有的配电网络中，高压电，例如在中国通常为6kV以上，通过配电变压器降压后提供给各负载使用。因此，在这样的配电网络中，配电变压器是其中的一个非常重要的部件。但是配电变压器也存在很多缺点，例如体积、重量、空载损耗大，对故障不能自动隔离，输出易受电网的干扰等等。

目前，工业界正寻求采用新的技术方案---电力电子变压器(PET，powerelectronic transformer)来代替工频变压器，以弥补其缺点，从而实现配电系统的高功率密度和小型化、高效率化、智能化。图1所示为其中一种PET的架构图，其为一多模块输入串联/输出并联的系统架构，每个模块包含AC/DC单元，DC-LINK及DC/DC单元，三者依次连接。图2所示为图1中的级联的AC/DC和DC/DC单元。如图2所示，在该DC/DC单元中包含了一个核心的部件是高频高压变压器，它负责高压侧和低压侧的电量转换以及绝缘隔离。

优良的出线设计可以提升整体变压器的可靠性和使用的便捷性。

高频高压变压器采用带屏蔽的固体绝缘，高频高压变压器的出线是绝缘设计的重要组成部分，是安规的关键组成。因此需要对变压器的出线进行特殊的设计，使它可以在尽可能小的空间内满足安规以及绝缘强度的要求。

目前，在中高压领域，一般出线有如下几种方法：

1.瓷瓶出头是油浸式绝缘产品常用的出线方式，利用绝缘油较强的绝缘强度，可以满足产品的耐压要求。出线长度需大于等于其电气间隙要求，由于为固体主结构设计，在设备安装过程中，瓷瓶出头无法根据需要灵活改变空间位置，这样变压器需要占用较大的体积，导致产品整体的功率密度降低。同时由于需要充油，密封和消防隐患也都制约着这类产品的应用。

2.一体式环氧柱状出线方式，出线直接从线圈内部引出，环氧出线柱的外部绝缘和本体绝缘一体成型。如图3所示，部分本体绝缘1外侧覆盖有一层接地屏蔽层2，环氧出线柱3的外部绝缘和本体绝缘1一体成型，出线4直接从线圈5内部引出至环氧出线柱3之外，接地屏蔽层2使得电场仅存在于固体绝缘中，增加了高压产品运行的稳定性；同时，人可直接触摸接地屏蔽层，增加了对人身的安全防护。这类产品利用固体绝缘的高绝缘强度满足产品整体的绝缘要求，内部也避免了接头以及不同绝缘介质之间的界面缺陷，较好的满足了绝缘性能的要求。但和瓷瓶出线类似，环氧柱3的长度需大于等于安规规定的电气间隙，因为环氧出线柱为纯固体结构，其与本体绝缘1一体成型，在设备安装设计时无法根据设备空间需求灵活改变所占空间位置，导致变压器占用较大体积，产品整体的功率密度降低。

3.为了增加变压器出线的灵活性，减小变压器占用体积，现有技术采用硅胶线(芯线为多股绞合线)代替上述一体式环氧柱状出线结构。如图4a所示，以硅胶线芯线6作为出线，其外部包覆硅胶线绝缘层7，硅胶线直接从本体绝缘1内引出，如图4a所示。由于硅胶线绝缘层有着很高的绝缘强度，因此，可以满足产品对地绝缘强度的要求。但因为受工艺限制，硅胶线中的多股绞合芯线的直径较大，目前市场上并无适用于高频下(比如200kHz)的硅胶线产品。由于其芯线直径较大，在高频下(比如200kHz)趋肤效应严重，硅胶线的损耗较高，从而降低了变压器的总体效率降低。

实用新型内容

基于上述问题，本实用新型提供了一种变压器及一种线圈单元的出线结构，其能够在尽可能小的空间内满足安规以及绝缘强度的要求。