变压器三维设计系统的器身绝缘设计

件料通过参数驱明的方式完成1零件设计。（在零件设shing身装配彦根据多种出头方式组t合变化出头类型见1刖目在变压器三维设计系统开发过程中，器身绝缘设计主要需要解决下面几个问题：不同电压等级、不同结构形式的选用与组合。

零部件按特征分类与检索。

数据关联与参数校验。

2器身绝缘的设计过程在变压器设计过程中，对器身绝缘的数据要求非常严格，正因为如此，在常规设计过程中，设计人员需要花费大量的时间，处理和校核众多繁杂的数据，影响了工作效率和设计质量。

3DTS中器身绝缘部分为用户提供的程序，全面贯彻了简化操作适用广泛这一原则。考虑到部分用户对计算机操作可能不熟练或缺乏产品设计经验，器身绝缘部分提供了简明的帮助文档、操作提示和界面图片说明。在用该软件对器身绝缘部分进行产品设计时，界面上的大部分数据由系统提示，需要补充数据时系统对输入数据进行逻辑判断，从而保证了设计过程的高效、正确。

设计过程由器身绝缘装配工程图开始。装配工程图设计包括主纵绝缘距离、引线出头位置和多种引线出头组合。这是设计过程中关键的部分，它确定了器身绝缘的结构形式和主要尺寸。在这里绝缘尺寸通过参数化运算得出，而无需另行输入，只要选择出头的位置就可以得到各种组合的结构形式。

零件设计是围绕着装配工程图进行的。根据不同的结构形式，系统自动从模型库中选出相应的零计过程中，系统提供了大部分应输入的数据，并对用户输入的数据进行数据类型和结构逻辑两个方面的校验。设计完成后，零件的全部数据信息被传入产品数据库中，零件的三维模型和工程图被存入对应的产品目录下，供三维装配和输出产品图使用。

在完成了全部零件设计之后，点击三维装配的一个按钮，即可实现器身绝缘的三维装配。通过系统提供的干涉检查等手段，可以校验三维装配体中各零件的结构和尺寸，校验装配体相关零部件组合的正确性。

3器身绝缘的结构选择3.1器身绝缘的结构形式器身绝缘设计是变压器结构设计的重要组成部分，器身绝缘性能是决定变压器能否正常运行的基本条件之一，不同的电压等级、不同的结构形式对绝缘有不同的要求。绝缘的设计既要保证其电气、机械强度，又要考虑制造的经济合理性。器身绝缘的结构形式是多种多样的，根据不同的制造水平和工艺条件其结构各有特点。目前，变压器行业各制造厂正在使用的结构都经过了试验验证和实践的检验。3DTS是面向行业大多数厂家的，但是不可能将各厂的结构都汇集进来。因此，我们提出了标准结构这一概念。采用标准结构有利于提高设计质量和实现零部件的通用化。标准结构的类型见。

器身绝缘的标准结构是先进性和经济性的结合体，是适用于行业中等以上工艺水平的合理结构，标准结构均通过了各种试验和运行的检验。

当然，在每种类型中，标准结构可以根据实际需要演变成多种形式。以三绕组有载调压结构为例，器表1按特征划分的部分端圈种类端圈特征应用范围两种厚度垫块放置铁轭隔板或相间隔板垫块不等高有载调压高压绕组，下端出线，在端圈上横出垫块不等高，内径有出线切口双绕组有载调压高压绕组，下端出线，在端圈上横出垫块不等高，内外径均有出线切口三绕组有载调压高压绕组，下端出线，在端圈上横出，中压绕组，下端直出线品字形垫块安装正、反角环包含梯形垫块出线口宽度大于垫块间距垫块长超出内径支撑内纸筒垫块长超出内、外径支撑内、外纸筒外径有出线切口高、中压出线内径有出线切口低压出线外径、内径均有出线切口低、中压或中、高压出线带有补环，内径有出线切口低压出线带有补环，内、外径均有出线切口，垫块不等高双绕组有载调压高、低压绕组下部出线带有补环，内、外径均有出线切口双绕组无励磁调压高、低压绕组下部出线两个纸圈高压绕组，上端出线，在压板下横出，与品字形垫块配套两个纸圈，外径有出线切口高压绕组，上端出线，过压板直出，与品字形垫块配套双面垫块调压绕组标准结构的类型。设计时可根据需要，任意选择一种组合。

出头类型由于制造厂实际情况的不同，应用3DTS设计器身绝缘时，并非一定要采用标准结构，也可以根据企业要求定制结构，保证企业在现有技术水平和工艺条件下使用这套系统。由于采用了三维设计和尺率。

3.2器身绝缘中零部件的设计组成器身绝缘的零部件数量较多，但按类型划分通常有端圈、压板、撑条、压板垫块和隔板等，每个类型中又可以按特征划分以满足不同的需要。表1描述了按特征划分的部分端圈的种类。

零件设计的过程，就是根据器身绝缘结构形式的需要，按照特征选取零部件。

4器身绝缘部分的设计4.1数据库与数据流器身绝缘中的基本数据来自于项目管理数据库。数据传入器身绝缘子系统后，通过专家系统完成对数据的检验和提示，后进行数据关联运算、数据编辑、数据传递和保存数据。

寸关联技呆P同样会效地提高设计质和工作效shmg面将原始数据包括布置。图、1计算/单和经验数据\’传器身绝缘的装配图和零部件，在产品项目中，都有对应的数据表。在开始新产品设计时，首先从项目管理引入一个产品标识，以标识为目标指针确定数据流向，激活初始化对象，控制系统指向数据输入界高压线围夕m.GHJ诮压内m内径的诮压内简2内径D8诮压内甸3内胫D9谓压线TVTJ围辟内径中心距了工作效率。

4.3程序设计与工作流程根据系统要求，器身绝缘部分程序的开发应用了9″语言hi每个零件设计成为单独的子模块通shgHou界面中有八个文本框供输入数据文本框上面入器身绝缘零部件界面，修改后的数据传入专家系统。专家系统根据设计原则对数据进行校核，如发现问题，提示错误，返回上一级界面，修改数据。如没有问题，将数据传入公式计算模块。数据经过处理后，驱动三维模型改变。

其中专家系统是一系列设计原则和包括经验、标准、容错和分析在内数据的集合体，具有对输入数据的分析、判断能力。专家系统的内容可以扩充、删除和修改，以满足不同的电压等级、不同的结构形式的变压器对象。数据输入界面见。

：铁nzjr品?i；低压筒内枉D2中压线内径mj~）中压线HI外径ZYTJ数据输入界面4.2三维模型与数据关联建立三维实体模型是系统构成的重要环节。作为专业版的变压器设计系统，在建模的过程和方法上，同广义的通用机械表现形式相比，具有相似性和特殊性。特殊性表现在：绝缘部分为实现非投影视图而创建的参数化二维工程图；包括对应不同草图特征和放置特征而创建的零件体和装配体；包括在非装配环境为实现包含明细表在内的装配工程图而创建的部件和零件模型；包括在实体驱动变量中含有适合于变压器结构的特殊参数以及与变量表中的名称关联对应。

在器身绝缘的程序设计中，实体模型中的大部分特征都是由几何约束来限制的，另外一小部分特征由尺寸约束来限制。在尺寸约束的特征中，通过内部尺寸相互关联使得输入参数的数量进一步减少。在必须输入的参数中，又有相当多的一部分是通过上一级传递或公式计算得来的。因此，数据关联技术，不但从根本上保证了设计质量，而且显著地提高过界面将各个模块连接起来，构成了完整的器身绝缘子系统。

程序在插入窗体上引用了标签、图象、文字框和命令按钮等控件，组成了程序载体。

引用相关类型库实现了对象调用和数据传输。

##运行程序时，器身绝缘子系统从项目数据库提取相关数据，另外需要输入纸筒厚、托板厚等补充参数。这些数据作为子系统的原始数据，参与公式运算，并向下级的零部件传递数据。

为了保证产品按部分设计时数据的完整性，根据系统约定，上级传入的数据是不可改变的。因此，子系统提供了一个窗口，显示传入的参数。如果发现有误，可通知项目负责人修改上级项目中的数据。

由于器身绝缘工程图不能通过三维投影的方法生成图形不能完全按比例），所以，首先绘制二维装配工程图，并以此图数据为准，进行零件设计。依次输入引线出头位置和出头方向。设计完成后，这些数据也将作为选择纸筒、围屏、压板等零件类型的判断依据。

进入零件设计子模块，系统首先做数据检查。如果是次设计，通过参数关联传入数据或输入数据。否则，从已建立的零件数据表中调入数据。

对窗体中的数据作出判断，以确定其合理性。如端圈的内径不能大于外径，外径不能大于中心距等。

如果出现错误，系统提示修改后，才能继续运行。为了提供更加灵活的设计方式，凡是经过子系统计算后显示的数据，在界面上都可以修改。在系统帮助中，对如何操作都有提示。具体工作流程如下打开对应的三维图形文件，传入相关数据，更新三维实体图和二维工程图。

将更新后的图形文件更名后存入产品文件目录。

将零件数据存入产品文件目录下对应的数据表中。

依次完成全部零件设计。

完成立体装配、干涉检查后，传入产品文件目录中，参与总装。装配后的器身绝缘三维图如所示。

5设计实例下面以调压上端圈为例，介绍设计过程。

从菜单（或图标）选择，进入器身绝缘设计主界面，在提示工具条中选择“调压上端圈”。

进入调压上端圈界面。其界面如所示。

调压上端圈界面的图片，提示输入数据在图形中的位置。其中“中心距”和“垫块数”中的数据，由项目管理数据库传入，在本级界面上，它们是不可修改的。“纸圈内径”、“纸圈外径”和“隔板宽”是根据器身绝缘装配工程图数据库中的数据，经过公式运算得出，这些数据可以直接选用，也可以微调。“垫块厚”和“纸圈厚”尺寸可以根据装配工程图上给出的数据输入（装配工程图上标有调压上端圈总的厚度）。=垫块宽〃为缺省数据，通常取70.按“标题栏”按钮，输入零件图图号和名称等信息。

按“确定”按钮，专家系统对输入数据校核，如发现逻辑错误，提示错误信息并停止系统运行。通过数据校核后，系统从图形库中调出模型文件，更新后将新图形和数据传入到用户目录中。

更新后的图形文件包含三维图形和二维工程图，包括部件明细表中各零件的名称、图号、数量、重量和材料等信息。同时，将调压上端圈部件的信息传入到装配工程图的明细表中。至此，完成了调压上端圈部件的设计。调压上端圈工程图形如所示。

6结束语在3DTS中，通过采用三维与二维相结合的设计方法，数据关联与参数校验的方式，零部件可按特征分类与检索，实现了不同电压等级、不同结构形式变压器器身绝缘的设计。针对器身绝缘部分对工程图的要求，可以实现按比例投影或非比例画法。由于在软件编制过程中融入了先进的变压器技术，使得系统具有更强的专业性。