油入変圧器の作り方

油浸変圧器の製造は特殊な材料を必要とする複雑な工業プロセスです, 装置, そして高度な技術的専門知識. 高電圧がかかるため, 重い材料, 火災などの安全上のリスク, 感電, および環境上の危険性, これは間違いなく アマチュア愛好家や家族のワークショップが行うプロジェクトではありません 試すことができます.

しかし, 製造プロセスを理解することは非常に興味深く、エンジニアにとって価値があります, 学生, そしてテクノロジー愛好家. 以下は、プロフェッショナルな環境での段階的な詳細な製造ガイドです。.

油浸変圧器

重要な安全に関する一次警告

致命的な高電圧: 変圧器は致命的な電圧で動作します.

1.段階 1: 鉄心とコイルの組み立て (“アクティブな部分”)

ここがトランスの心臓部.

1.1鉄心の製造:

材料: 鉄芯は薄いものでできています, 高級珪素鋼板を積層したもの (通常、厚さは 0.23 mmから 0.35 mm). シリコン含有量の増加により抵抗が増加し、渦電流損失が減少します。.

切断: CNCレーザーまたは金型プレス機を使用して、ケイ素鋼板を目的の形状に正確に切断します。 (E, 私, L, 等).

積み重ねと組み立て: 珪素鋼板を丁寧に重ねて絡め、鉄心のコア柱と磁気ヨークを形成します。. 接合部の磁気抵抗を低減するには千鳥接合方式が重要. 鋼板は薄いコーティング層で絶縁されており、渦電流の経路をさらにブロックします。.

クランピング: 頑丈なスチールクランプと絶縁ボルトを使用して、組み立てられた鉄心をしっかりとクランプします, 硬い機械構造を形成する.

1.2コイル巻線:

• 材料: 巻線は電解強靭な銅で作られています (ETP) またはアルミニウム, 優れた導電性で選ばれる. 現在のレベルに応じて, 導体は単線でもよい, 撚り線, またはホイルストリップ.
• 絶縁: 導体は複数の絶縁紙で絶縁されています, ノーメックス紙, または合成塗膜. 円筒状の断熱バリアを配置する (ボール紙または合成素材で作られた) 低電圧間 (LV) そして高電圧 (HV) 巻線, 巻線と鉄心間も同様.
• 巻き取り工程: コンピュータ制御の巻線機を使用して、巻線を絶縁シリンダーに巻き付けます。 (スケルトン). いつもの, 低圧巻線は鉄心に近づけるために最初に巻かれます。. 高圧巻線は低圧巻線の外側に巻かれます, 十分な断熱スペースを残す (ラジアルとアキシャル) 二人の間で. 正確な張力, レイヤー数, と位置は変圧器の電気的性能と短絡強度にとって重要です.

1.3鉄心とコイルの組み立て:

完成したコイルを鉄心の中心柱に慎重に挿入します.

次に鉄心の上部磁気ヨークを組み立てて磁気回路を完成させます。.

すべてのリードをリードアウトする (タップチェンジャー, ブッシングリード) 確実に接続します.

1.4乾燥と含浸:

The entire iron core coil assembly (now referred to as the “アクティブな部分”) is placed in a large vacuum oven.

Heat it to high temperature (例えば. 110-115 ℃) under deep vacuum. This process can remove all moisture from solid insulation materials (paper, cardboard).

In some processes, the entire assembly is then immersed in hot, degassed oil under vacuum to ensure that all air gaps are filled with oil before it enters the main oil tank.

2.段階 2: Fuel tank manufacturing

2.1The oil tank is the body and protective shell of the transformer.

• 材料と構造: The main fuel tank is welded from rolled steel plates. It must have sufficient mechanical strength to support enormous weight and withstand internal failure pressure.
• Radiators/fins: Radiators are fixed to the fuel tank by welding or bolted connections to increase the surface area for heat dissipation. These radiators are typically designed to be detachable for ease of transportation and maintenance.
• Accessories and mounting bracket: There are welding flanges and bases on the fuel tank for installing the following components:
• Sleeve: Ceramic or composite hollow insulator used to lead electrical connections out of the oil tank.

2.2石油貯蔵タンク (expansion tank): a small independent oil tank installed above the main oil tank to accommodate the expansion and contraction of oil due to temperature changes.

• ガスリレー: a safety device installed on the pipeline between the main oil tank and the oil storage tank. Used to detect gases generated by internal arcs.
• 圧力リリーフバルブ: a diaphragm that ruptures in the event of a serious internal malfunction to release pressure and prevent the fuel tank from bursting.
• Other components: pressure relief device, 温度計, oil sample valve, 等.

3.Phase Three: Oil Treatment

Transformer oil serves as both an insulating medium and a cooling medium.

Oil type: Mineral oil is the most common, but for special applications such as high fire safety requirements, synthetic esters or silicone oils may be used.

Purification: New oil is considered “unclean” according to transformer standards. It needs to be processed through oil filters and vacuum degassing machines to remove particulate matter, dissolved gases, and most importantly, all traces of moisture. The oil must reach a very high “耐圧” (usually new transformers require>60 kV).

4.Stage 4: Final assembly, oiling, そしてテスト

4.1 Final assembly:

Lift the dried active part into the prepared main fuel tank.

Tighten and seal the box cover bolts with sealing gaskets.

Install all accessories (casing, oil storage tank, ガスリレー, 等).

4.2 Vacuum oil injection:

Use a high-power vacuum pump to evacuate the entire assembled transformer for 24-48 hours to remove all air from the oil tank and solid insulation.

Slowly inject processed, ドライ, and warm oil into the oil tank from the bottom while maintaining a vacuum state. This ensures that there is no residual air inside.

5.テスト (according to international standards such as IEC 60076):

• Variable ratio test: Verify the turns ratio between the high and low voltage windings.
• Winding resistance test: measure the DC resistance of the winding.
• Insulation resistance (IR) and polarization index (PI) テスト: Check the insulation condition.
• 負荷損失なし (iron loss) test: measures the power loss of a transformer when it is energized but not under load.
• Load loss (インピーダンス) test: measures the power loss of the winding when there is current flowing through it, mainly resistance loss.
• Induced voltage test: Apply high-frequency overvoltage to test the integrity of inter turn insulation and main insulation.
• External voltage withstand test: Apply high AC voltage between each winding and ground to test the main insulation.
• Oil breakdown voltage (BDV) test: retest the oil sample to ensure that its dielectric strength remains high after oil injection.
• 溶存ガス分析 (DGA): Take an oil sample for analysis to establish a benchmark reference value for future maintenance.

After passing all tests, the transformer is ready for shipment and installation.

Summary of Key Materials

This entire process ensures that the final product is a reliable, 効率的, and long-lasting piece of electrical equipment that can operate for decades.

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