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油浸式变压器的油箱是保护变压器器身的外壳和盛油的容器，又是装配变压器外部套管、储油柜、冷却器（或片散）的骨架。因此油箱具有足够的强度和密封性能。
对于大容量变压器高压出线一般在油箱中部偏下位置出线的根据已有的经验在油箱上采用一定高度的升高座过渡，并与可卸式引线升高座进行连接，而油箱升高座周围加焊一定数量的加强筋。
随着变压器容量的不断增大和油箱高度增加，高压出线位置距离油箱底部的高度相应增加，因此油箱升高座周围的加强筋在进行油箱真空度和正压试验时因应力集中而出现加强筋与升高座之间开裂的问题，若出现此问题，一般是在满足升高座与可卸式引线连接的情况下，增焊升高座周围的加强筋数量。
作者针对以往大容量变压器高压出线处油箱结构利用ANSYS软件进行强度分析，并根据计算结果对油箱结构进行大胆地改进，同时对于改进后的高压出线处油箱结构也进行了强度分析。通过对比分析，改进后的高压出线处油箱结构能够满足油箱真空度和正压试验时的要求，同时具有焊接方便、结构简单、美观的特点。
1. 大容量变压器油箱的结构型式目前，国内大容量变压器油箱采用“桶式”结构的较为常见。油箱壁一般采用10mm普通热轧钢板制作，为了加强油箱的结构强度在箱壁纵向周围加焊槽形加强铁，并在油箱中心两侧设置起吊、运输及千斤顶支架等。
油箱钢板通常采用Q235及Q345钢板，Q345B钢板的屈服极限为345 Mpa（345 N/mm2），抗拉强度为550 Mpa（550 N/mm2）； Q235的钢板，钢板的屈服极限为235 Mpa（235 N/mm2），抗拉强度为450 Mpa（450 N/mm2）。
大容量变压器高压出线一般在线圈中部出线，并通过成型引线与高压套管相连接。对于高压出线处油箱结构通常采用一定高度的升高座过渡，并与可卸式引线升高座进行连接。为了增加油箱升高座的强度在油箱升高座周围增焊一定数量的加强筋。
2．变压器油箱强度计算分析根据以往大容量变压器高压出线处油箱结构建立油箱模型
2.1建立油箱强度计算数学模型
利用ANSYS软件，建立油箱强度分析模型，由于ANSYS软件进行强度分析时具有中心对称的特点。因此在建立油箱模型时只建立1/4模型即可，图1为模型示意图。
图1 油箱外视图（高压侧）
2.2 机械强度试验条件下油箱强度计算结果
利用ANSYS软件对模型施加对称约束和正压98kPa的加载。
（1）油箱加载98kPa正压时，油箱高压出线处的结构应力如图2所示。最大应力出现在油箱高压出线处升高座与升高座上部加强筋处，最大应力为344.55MPa。
图2 油箱正压应力分布图（高压侧）
（2）油箱加载98kPa正压时，油箱高压出线处的结构变形如图3所示。最大变形量为12.389mm分布在油箱高压出线处升高座法兰盖板上。
图3 油箱正压变形分布图（高压侧）
根据上述结果可知，应力主要集中在高压出线处油箱升高座与升高座加强筋之间，最大应力已经接近Q345钢板的屈服极限。
2.3 建立油箱改进后的强度计算数学模型
从2.2油箱强度计算结果，对油箱高压出线处结构进行改进，油箱纵向槽型加强铁在高压出线处断开，并改进为 “口”字形槽型加强铁，高压出线处与可卸式引线升高座之间连接的法兰采用较厚的嵌入式法兰盘。改进后的油箱强度计算模型见图4。
图4 油箱外视图（高压侧）
2.4 机械强度试验条件下油箱强度计算结果
利用ANSYS软件对模型施加对称约束和正压98kPa的加载。
（1）油箱加载98kPa正压时，油箱高压出线处的结构应力如图5所示。最大应力出现在油箱两个高压出线间的槽形加强铁上，最大应力为145.52MPa。
图5 油箱正压应力分布图（高压侧）
（2）油箱加载98kPa正压时，油箱高压出线处的结构变形如图6所示。最大变形量为10.914mm分布在油箱高压出线处法兰盖板上。
图6 油箱正压变形分布图（高压侧）
2.5 油箱高压出线处结构改进前后数据对比
油箱高压出线处油箱结构改进前后的计算结果对比见表1。
表1
根据表1中高压出线处油箱结构改进前后的数据对比可知，改进后油箱应力和变形明显减小，并且油箱变形量小于企标规定的限值。
3．结论本文中笔者通过对大容量变压器高压出线处油箱结构改进前后强度分析对比，改进后的高压出线处油箱结构更简单，更易于焊接，并在实际生产中采用此结构通过了试验的检验，在很多高电压、大容量变压器得到推广及应用。
本文编自《电气技术》，标题为“大容量变压器高压出线处油箱强度分析及结构改进”，作者为齐红育、李洁 等。
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回答时间：2022-12-06 18:59:10