CN101013626B

CN101013626B - 一种干式电抗器

Info

Publication number: CN101013626B
Application number: CN2006101348065A
Authority: CN
Inventors: 任玉民; 王健; 付铁军; 谷春臻
Original assignee: TBEA Shenyang Transformer Group Co Ltd
Current assignee: TBEA Shenyang Transformer Group Co Ltd
Priority date: 2006-12-15
Filing date: 2006-12-15
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2026-12-15
Also published as: CN101013626A

Abstract

一种干式电抗器，属于电抗器技术领域。其结构包括线圈、屏蔽装置及支柱绝缘子装置，线圈两端对称安装有屏蔽装置，两屏蔽装置通过胶束连接，胶束置于线圈内部，在线圈下端的屏蔽装置上安装有支柱绝缘子装置。本发明的优点是：线圈的端部电场得到降低，防止产品长期运行时由于粉尘、污秽在线圈表面的堆积，产生沿面树枝放电，保证了产品运行的可靠性。屏蔽装置大大的改善了电场分布，避免了局部场强过大对产品的危害；降低产品在高频下所产生的噪音，在线圈侧加焊了气道垫板较以往此类产品的汇流排直接接触线圈，提高了产品的散热能力，降低了温升。

Description

一种干式电抗器

技术领域

本发明属于电抗器技术领域，特别是涉及一种干式电抗器。

背景技术

现有的空心电抗器的每层屏蔽环分割成两段，分别接地，由于每段屏蔽环的长度越大则其所具有的电感越大，在两段间隙间易发生冲击放电；其支柱绝缘子系统，是多组支柱绝缘子不加任何中间支架连接，这种结构的抗地震强度较弱，对系统运行不安全；其汇流排直接接触线圈且汇流排结构无降低噪音方面的措施。有的刚刚投入运行就由于导线匝绝缘缺陷造成烧毁。以往汇流排为板式结构，由压成板形的多个金属板焊接而成，板的窄面朝向线圈与线圈接触面很小(15mm)，造成线圈端部电场强度不均匀，在实际运行中存在局部场强集中，造成沿面树枝放电。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述存在的问题，提供一种干式电抗器，它是通过整体结构的改变，以保证产品运行的可靠性。

本发明所采用技术方案是，本发明包括有线圈、屏蔽装置及支柱绝缘子装置，所述的线圈包括包封及气道撑条，在包封的端部、内径及外径侧面置有绝缘胶束密封，形成多层导线并联结构，在包封的上下端部通过绝缘胶束密封成斜梢状，线圈两端对称安装有屏蔽装置，两屏蔽装置通过胶束连接，胶束置于线圈内部，在线圈下端的屏蔽装置的下部安装有支柱绝缘子装置，所述的屏蔽装置包括双层屏蔽环、汇流排、内层屏蔽环及外层屏蔽环，所述的汇流排有一个第二支架，沿第二支架圆周均匀固定有第一汇流板，在第一汇流板端部设置有第二汇流板，第一汇流板和第二汇流板的开口相对放置，汇流排置于双层屏蔽环内，所述的双层屏蔽环分上下两层，每层屏蔽环由多个屏蔽弧构成，为了结构稳固，通过绝缘螺栓将屏蔽弧连接成圆环，上下层之间通过第一支架及不导磁不锈钢螺栓连接成一体，汇流排端部与双层屏蔽环的第一支架连接，在汇流排凸面一侧安装内层屏蔽环和外层屏蔽环，内层屏蔽环、外层屏蔽环和汇流排三轴心线重合；所述的支柱绝缘子装置包括支柱绝缘子、支柱绝缘子屏蔽环、第三支架、连接法兰，若干支柱绝缘子串联成支柱，每根支柱中支柱绝缘子的个数至少为2个，每个支柱绝缘子的两端均安装有分别与线圈和地基连接的连接法兰，由支柱绝缘子构成的支柱沿圆周均匀设置，在靠近地面的支柱绝缘子间至少安装一个第三支架，在多根支柱顶端设置一个支柱绝缘子屏蔽环，或者在每根支柱顶端分别设置一个支柱绝缘子屏蔽环。

所述的包封是由若干绝缘铝绞线并列放置，形成多层导线并联结构，所述的绝缘铝绞线是由多根圆铝线绞合形成矩形绞线，其矩形绞线由内到外依次是铝导线、内层绝缘膜、绝缘层和外层绝缘膜，其内层、外层绝缘膜和绝缘层可统一按不同的绝缘温度等级采用耐热等级为B、F、H等不同等级绝缘材料。使绝缘铝绞线具有很高的电阻率，同时使匝绝缘具备很好的击穿强度和韧性，使线匝在高频谐波的作用力下得到保护，解决了以往导线外包绕纤维不适用于高压产品的难题。

所述的第一汇流板、第二汇流板为大小不等的U型弯板，第二汇流板的U型开口大于第一汇流板的U型开口，U型弯板的圆角为R30～R50，在第一汇流板凸面侧固定有连接件，通过连接件与外层屏蔽环连接，在第一汇流板凸面上侧固定有气道垫板，在相邻第一汇流板之间固定有加强板，在第一汇流板上开有多个圆孔。圆孔个数≥安装在线圈两端的屏蔽装置中上下汇流排拉制胶束道数，有散热作用。汇流排同围在线圈内径的撑板条一起构成线圈绕制的骨架。第一汇流板个数与双层屏蔽环中屏蔽弧的个数相同。在第一汇流板上凸面侧固定有有气道垫板，留有空气通道。汇流排所有部件的棱角均倒圆角。

所述的支柱绝缘子为高抗震支柱绝缘子，有瓷式和复合式两种；支柱绝缘子屏蔽环均为两层或三层依次增大构成伞状屏蔽环结构，每层屏蔽环为6～12个屏蔽弧构成环状。

所述的屏蔽装置[1]的每层屏蔽环中的屏蔽弧、汇流排中的第一汇流板及支柱绝缘子装置中的支柱的数量相同，为6～12个。

所述的气道撑条为梯形结构，当气道宽度H＜25mm时，梯形的上底a范围是：3mm～6mm，下底b范围是：5mm～12mm；当气道宽度25mm≤H＜40mm时，梯形的上底a范围是：3mm～8mm，下底b范围是：6mm～18mm。

所述的第三支架为环状钢板。绝缘子构成的支柱个数与双层屏蔽环中每层屏蔽弧的个数相同。支柱绝缘子数量是由产品的外绝缘距离、短路强度、抗震性等要求共同决定。

根据力学计算，支柱绝缘子组合后，其受力点集中在支柱绝缘子下端，此种专为交、直流输电研制的支撑平波电抗器线圈的抗震结构支柱绝缘子系统，在距离地面的第一节和第二节支柱绝缘子上采用高强度的金属支架连接，使其成为一体，满足了产品的抗弯强度要求。较以往独立支柱绝缘子结构更具可靠性，为产品安全运行提供保证。

本发明的优点是：导线的匝绝缘采用耐热等级H极薄膜和抗震复合绝缘结构，有很高的电阻率，同时使匝绝缘具备很好的击穿强度和韧性，使线匝在高频谐波的作用力下得到保护，解决了以往导线外包绕纤维不适用于高压产品的难题。撑条及端绝缘均经过预压密化处理，使撑条在短路过程中不产生塑性变形，防止了线匝在径向力作用下的倒伏，保证了产品在短路电流作用下的稳定性。与矩型撑条相比，其不易倒伏。其支柱绝缘子体屏蔽环用以保护支柱绝缘子体免受冲击电压的作用，为产品的可靠运行提供了保证。屏蔽环每层分割成多段，降低了每段所感应的电感，且整体接地，避免了间隙间的放电，保证了产品运行的可靠性。线圈的上、下端部均采用线圈屏蔽环，使其端部电场得到降低，防止产品长期运行时由于粉尘、污秽在线圈表面的堆积，产生沿面树枝放电。U型汇流排的棱角均倒圆角，大大的改善了电场分布，避免了局部场强过大对产品的危害；相对焊接的U型汇流排结构避免了以往线圈端部胶束直接暴露在空气中的弊端，为产品的可靠运行提供了保障；汇流板上开有多个圆孔，此种结构可降低产品在高频下所产生的噪音，在线圈侧加焊了气道垫板较以往此类产品的汇流排直接接触线圈，留有空气通道，提高了产品的散热能力，降低了温升。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图，

图2为图1的俯视图，

图3为图1中线圈接线示意图，

图4为图3中线圈结构局部示意图，

图5为图3中线圈铝绞线示意图，

图6为图3中气道撑条截面示意图，

图7为图1中屏蔽装置的结构示意图，

图8为图7中双层屏蔽环的结构示意图，

图9为图8的俯视图，

图10为图1中汇流排结构示意图，

图11为图9的A-A示意图。

图12为图11的B向示意图，

图13为图1中支柱绝缘子装置构示意图，

图14为图13的俯视图；

图中1.屏蔽装置，2.汇流排，3.线圈，4.支柱绝缘子装置，5.包封，6.包封端部，7.包封侧面，8.气道撑条，9.铝导线，10.内层绝缘膜，11.绝缘层，12.外层绝缘膜，13.双层屏蔽环，14.外层屏蔽环，15.内层屏蔽环，16.屏蔽弧，17.第一支架，18.加强板，19.第一汇流板，20.第二汇流板，21.第二支架，22.连接件，23.垫板，24.铜柱，25.支柱绝缘子屏蔽环，26.支柱绝缘子，27.第三支架，28.连接法兰，29.绝缘铝绞线，30.圆孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步描述：

实施例1：如图1、图2所示，本发明的结构包括线圈3、屏蔽装置1及支柱绝缘子装置4，线圈3两端对称安装有屏蔽装置1，两屏蔽装置1通过胶束连接，胶束置于线圈内部，胶束的个数由线圈短路强度决定在线圈下端的屏蔽装置1下部安装有支柱绝缘子装置4。

本发明的线圈3包括包封5及气道撑条8，如图4所示，包封5是由若干绝缘铝绞线29并列放置，在其端部、内径及外径侧面置有绝缘胶束密封，形成多层导线并联结构，如图3所示；在包封5的上下包封端部6通过绝缘胶束密封成斜梢状，其斜梢状是指线圈包封端部6轴向剖视图近似成梯形，在相邻包封5间置有气道撑条8。

如图5所示，所述的绝缘铝绞线29是由多根圆铝线绞合形成矩形绞线，其矩形绞线由内到外依次是铝导线9、内层绝缘膜10、绝缘层11和外层绝缘膜12，其内层绝缘膜10、外层绝缘膜12和绝缘层11按不同的电压等级采用耐热等级为H级绝缘材料。使绝缘铝绞线29具有很高的电阻率，同时使匝绝缘具备很好的击穿强度和韧性，使线匝在高频谐波的作用力下得到保护，解决了以往导线外包绕纤维不适用于高压产品的难题。绝缘铝绞线经多根圆铝线绞合后压成矩形再缠包复合绝缘制成，对于树脂绝缘的干式电抗器而言，树脂与铝的膨胀系数之比为23.6∶28，彼此相近，可以减少开裂的可能性，同时包绕包封5的玻璃纤维的抗拉强度很高，弥补了铝导线的强度弱点。如图6所示，本例的气道撑条8为梯形结构，气道宽度H＜25mm，梯形的上底a为5mm，下底b为10mm。气道撑条8及端绝缘均经过预压密化处理，使气道撑条8在短路过程中不产生塑性变形，防止了线匝在径向力作用下的倒伏，保证了产品在短路电流作用下的稳定性。与矩型撑条相比，其不易倒伏。线圈组绕制是在完成一个线圈包封时，按规定好的数量和间距，将气道撑条沿包封表面与线圈轴向平行的方向放置好，再绕制下一个包封。

如图7所示，屏蔽装置1包括双层屏蔽环13、汇流排2、内层屏蔽环15及外层屏蔽环14，汇流排2置于双层屏蔽环13内，汇流排2端部与双层屏蔽环13的第一支架17连接，在汇流排2凸面一侧安装有内层屏蔽环15和外层屏蔽环14，内层屏蔽环15、外层屏蔽环14和汇流排2三轴心线重合。

如图8、图9所示，双层屏蔽环13分上下两层，每层由8个屏蔽弧16构成，为了结构稳固，通过绝缘螺栓将屏蔽弧16连接成圆环，上下层之间通过第一支架17及不导磁不锈钢螺栓连接成一体。

如图10、11所示，汇流排2包括第一汇流板19、第二汇流板20、第二支架21，第一汇流板19、第二汇流板20为大小不等的U型弯板，第二汇流板的U型开口大于第一汇流板的U型开口，U型弯板的圆角为R40，沿第二支架21圆周均匀固定有第一汇流板19，在第一汇流板19端部置有第二汇流板20，第一汇流板19和第二汇流板20的开口相对放置，在第一汇流板19凸面侧固定有连接件22，通过连接件22与外层屏蔽环14连接，在相邻第一汇流板19之间固定有加强板18，在第一汇流板19上开有多个圆孔30，圆孔30的个数大于安装在线圈3两端的屏蔽装置1中上下汇流排2拉制胶束道数，有散热作用。汇流排2同围在线圈3内径的撑板条一起构成线圈3绕制的骨架。第一汇流板19个数与双层屏蔽环13中每层屏蔽弧16的个数相同，也为8个。如图12所示，在第一汇流板19上凸面侧通过铜柱固定有有气道垫板23，留有空气通道。汇流排2所有部件的棱角均倒圆角。

如图13、14所示，支柱绝缘子装置4包括支柱绝缘子26、支柱绝缘子屏蔽环25、第三支架27、连接法兰28，5个支柱绝缘子26串联成一个支柱，本例中支柱的个数与双层屏蔽环25中屏蔽弧的个数相同，也为8个，每个支柱绝缘子26的两端均安装有连接法兰28，连接法兰28分别与线圈3和地基连接，由支柱绝缘子26构成的支柱沿圆周均匀设置，在靠近地面的支柱绝缘子26间至少安装一个第三支架27，在8根支柱顶端设置一个支柱绝缘子屏蔽环25，支柱绝缘子26为高抗震瓷式支柱绝缘子，支柱绝缘子屏蔽环25由两层依次增大构成伞状屏蔽环结构，每层屏蔽环为8个屏蔽弧构成环状；第三支架为环状钢板。支柱绝缘子26数量是由产品的外绝缘距离、短路强度、抗震强度等要求共同决定。

实施例2：如图1、图2所示，本发明的结构包括线圈3、屏蔽装置1及支柱绝缘子装置4，线圈3两端对称安装有屏蔽装置1，两屏蔽装置1通过胶束连接，胶束置于线圈内部，在线圈一端的屏蔽装置1下部安装有支柱绝缘子装置4。

本发明的线圈3如图4所示，结构与实施例1线圈结构相同，其中的线圈包封5间的气道宽度H为30mm时，梯形的上底a为6mm，下底b为15mm，如图6所示。其铝绞线的内层绝缘膜10、外层绝缘膜12和绝缘层11按不同的电压等级采用耐热等级为F级绝缘材料。

如图7所示，屏蔽装置1与实施例结构相同，只是双层屏蔽环13分上下两层，每层由12个屏蔽弧16构成，为了结构稳固，通过绝缘螺栓将屏蔽弧16连接成圆环，上下层之间通过第一支架17及不导磁不锈钢螺栓连接成一体。

如图10、11所示，汇流排2结构与实施例结构相同，只是汇流排2中第一汇流板19个数与双层屏蔽环13中每层屏蔽弧16的个数相同，也是12个。在第一汇流板19上开有的圆孔30的个数等于安装在线圈3两端的屏蔽装置1中上下汇流排2拉制胶束道数，有散热作用。汇流排2同围在线圈3内径的撑板条一起构成线圈3绕制的骨架。如图12所示，在第一汇流板19上凸面侧通过铜柱固定有有气道垫板23，留有空气通道。汇流排2所有部件的棱角均倒圆角。

如图13、14所示，支柱绝缘子装置4支柱绝缘子装置4支柱绝缘子装置包括支柱绝缘子26、支柱绝缘子屏蔽环25、第三支架27、连接法兰28，2个支柱绝缘子26串联成一个支柱，本例中支柱的个数与双层屏蔽环25中屏蔽弧的个数相同，也为12个，每个支柱绝缘子26的两端均安装有连接法兰28，连接法兰28分别与线圈3和地基连接，由支柱绝缘子26构成的支柱沿圆周均匀设置，在靠近地面的支柱绝缘子26间至少安装一个第三支架27，在在每根支柱顶端分别设置一个绝缘子屏蔽环；绝缘子屏蔽环与支柱绝缘子屏蔽环结构相同，所述的支柱绝缘子26为高抗震复合式支柱绝缘子，支柱绝缘子屏蔽环25由两层依次增大构成伞状屏蔽环结构，每层屏蔽环为12个屏蔽弧构成环状；第三支架为环状钢板。支柱绝缘子26数量是由产品的外绝缘距离、短路强度、抗震性等要求共同决定。

包括支柱绝缘子26、支柱绝缘子屏蔽环25、第三支架27、连接法兰28，若干支柱绝缘子26串联成支柱，每根支柱中支柱绝缘子26个数为2个，并沿支柱绝缘子屏蔽环25圆周均匀设置，每个支柱绝缘子26的两端均安装有连接法兰28，连接法兰28分别与线圈3和地基连接，在靠近地面的支柱绝缘子26间安装一个第三支架27；支柱绝缘子26构成的支柱个数与双层屏蔽环13的每层屏蔽弧个数相同，也为12个。

实施例3：如图1、图2所示，本发明的结构包括线圈3、屏蔽装置1及支柱绝缘子装置4，线圈3两端对称安装有屏蔽装置1，两屏蔽装置1通过胶束连接，胶束置于线圈内部，在线圈一端的屏蔽装置1下部安装有支柱绝缘子装置4。

本发明的线圈3如图4所示，结构与实施例1线圈结构相同，其中的线圈包封5间的气道宽度H＝25mm时，梯形的上底a为3mm，下底b为6mm，如图6所示。其铝绞线的内层绝缘膜10、外层绝缘膜12和绝缘层11按不同的绝缘温度等级采用耐热等级为B、F、H级绝缘材料。

如图7所示，屏蔽装置1与实施例结构相同，只是双层屏蔽环13分上下两层，每层由6个屏蔽弧16构成，为了结构稳固，通过绝缘螺栓将屏蔽弧16连接成圆环，上下层之间通过第一支架17及不导磁不锈钢螺栓连接成一体。

如图10、11所示，汇流排2结构与实施例结构相同，只是汇流排2中第一汇流板19个数与双层屏蔽环13中每层屏蔽弧16的个数相同，也是6个。在第一汇流板19上开有的圆孔30的个数等于安装在线圈3两端的屏蔽装置1中上下汇流排2拉制胶束道数，有散热作用。汇流排2同围在线圈3内径的撑板条一起构成线圈3绕制的骨架。如图12所示，在第一汇流板19上面侧固定有气道垫板23，留有空气通道。汇流排2所有部件的棱角均倒圆角。

如图13、14所示，支柱绝缘子装置4支柱绝缘子装置包括支柱绝缘子26、支柱绝缘子屏蔽环25、第三支架27、连接法兰28，10个支柱绝缘子26串联成一个支柱，本例中支柱的个数与双层屏蔽环25中屏蔽弧的个数相同，也为6个，每个支柱绝缘子26的两端均安装有连接法兰28，连接法兰28分别与线圈3和地基连接，由支柱绝缘子26构成的支柱沿圆周均匀设置，在靠近地面的支柱绝缘子26间至少安装一个第三支架27，在6根支柱顶端设置一个支柱绝缘子屏蔽环25，支柱绝缘子屏蔽环25由两层依次增大构成伞状屏蔽环结构，每层屏蔽环为6个屏蔽弧构成环状；第三支架为环状钢板。支柱绝缘子26数量是由产品的外绝缘距离、短路强度、抗震性等要求共同决定。

Claims

1.一种干式电抗器，包括有线圈[3]、屏蔽装置[1]及支柱绝缘子装置[4]，所述的线圈[3]包括包封[5]及气道撑条[8]，在包封[5]的端部、内径及外径侧面置有绝缘胶束密封，在包封[5]的上下端部通过绝缘胶束密封成斜梢状，线圈[3]两端对称安装有屏蔽装置[1]，两屏蔽装置[1]通过胶束连接，胶束置于线圈[3]内部，在线圈[3]下端的屏蔽装置[1]下部安装有支柱绝缘子装置[4]，其特征在于所述的屏蔽装置[1]包括双层屏蔽环[13]、汇流排[2]、内层屏蔽环[15]及外层屏蔽环[14]，所述的汇流排[2]有一个第二支架[21]，沿第二支架[21]圆周均匀固定有第一汇流板[19]，在第一汇流板[19]端部设置有第二汇流板[20]，第一汇流板[19]和第二汇流板[20]的开口相对放置，汇流排[2]置于双层屏蔽环[13]内，所述的双层屏蔽环[13]分上下两层，每层屏蔽环由多个屏蔽弧[16]构成，上下层之间通过第一支架[17]及不导磁不锈钢螺栓连接成一体，汇流排[2]端部与双层屏蔽环[13]的第一支架[17]连接，在汇流排[2]凸面一侧安装内层屏蔽环[15]和外层屏蔽环[14]，内层屏蔽环[15]、外层屏蔽环[14]和汇流排[2]三轴心线重合；所述的支柱绝缘子装置[4]包括支柱绝缘子[26]、支柱绝缘子屏蔽环[25]、第三支架[27]、连接法兰[28]，若干支柱绝缘子[26]串联成支柱，每根支柱中支柱绝缘子[26]的个数至少为2个，每个支柱绝缘子[26]的两端均安装有分别与线圈[3]和地基连接的连接法兰[28]，由支柱绝缘子[26]构成的支柱沿圆周均匀设置，在靠近地面的支柱绝缘子[26]间至少安装一个第三支架[27]，在多根支柱顶端设置一个支柱绝缘子屏蔽环[25]，或者在每根支柱顶端分别设置一个支柱绝缘子屏蔽环[25]。

2.根据权利要求1所述的一种干式电抗器，其特征在于所述的包封是由若干绝缘铝绞线[29]并列放置，形成多层导线并联结构，所述的绝缘铝绞线[29]是由多根圆铝线绞合形成矩形绞线，其矩形绞线由内到外依次是铝导线[9]、内层绝缘膜[10]、绝缘层[11]和外层绝缘膜[12]。

3.根据权利要求1所述的一种干式电抗器，其特征在于所述的汇流排[2]的第一汇流板[19]、第二汇流板[20]为大小不等的U型弯板，在第一汇流板[19]凸面侧固定有连接件[22]，通过连接件[22]与外层屏蔽环[14]连接，在第一汇流板[19]凸面上侧固定有气道垫板，在相邻第一汇流板[19]之间固定有加强板[18]，在第一汇流板[19]上开有多个圆孔。

4.根据权利要求1所述的一种干式电抗器，其特征在于所述的支柱绝缘子[26]为高抗震支柱绝缘子，有瓷式和复合式两种，支柱绝缘子屏蔽环[25]为两层或三层依次增大构成伞状屏蔽环结构，每层屏蔽环为6～12个屏蔽弧构成环状。

5.根据权利要求1所述的一种干式电抗器，其特征在于所述的屏蔽装置[1]的每层屏蔽环中的屏蔽弧[16]、汇流排[2]中的第一汇流板[19]及支柱绝缘子装置[4]中的支柱的数量相同，为6～12个。