CN104052040A - 一种利用氮气增强绝缘性能的饱和铁芯型超导限流器 - Google Patents

Abstract

一种利用氮气增强绝缘性能的饱和铁芯型超导限流器，包括设在外壳内的铁芯、交流绕组和包裹在盛有液氮杜瓦内的超导直流绕组，其特征是：所述的杜瓦上设有排气管连通至外壳外的加热器，加热器设有进气管连通至外壳内，外壳上还设有出风口。本发明的超导限流器增设的排气管可将杜瓦排出的氮气回收，加热后排入外壳内利用，使外壳内压力高于环境压力，隔绝环境水汽渗入外壳内，同时氮气将壳内水汽排出壳外，为饱和铁芯型超导限流器提供一个干燥的运行环境，从而避免了绝缘电阻下降的困扰。

Description

一种利用氮气增强绝缘性能的饱和铁芯型超导限流器

技术领域

本发明涉及一种饱和铁芯型超导限流器，尤其是涉及一种利用氮气增强绝缘性能的饱和铁芯型超导限流器。

背景技术

饱和铁芯型超导限流器本体主要由包括在外壳内的铁芯、交流绕组、超导直流绕组组成，其中超导直流绕组套装在盛液氮的杜瓦中；交流绕组为一次绕组，其电压为电网电压，需要良好、可靠的绝缘。

根据交流绕组绝缘介质的不同，将饱和铁芯型超导限流器绝缘结构分为空气绝缘(干式)、油浸绝缘和气体绝缘三大类。空气绝缘(干式)依靠环氧树脂和空气实现交流绕组对其他部件的绝缘，用于中低电压等级、小容量的电力设备上。为避免绝缘性能受到空气湿度影响，空气绝缘设备一般用于户内。油浸绝缘和气体绝缘采用变压器油或SF6气体将交流绕组和其他部件隔绝，变压器油或SF6气体盛放在密闭容器中，与空气分隔开，不受外界环境影响。油浸绝缘和气体绝缘适用于高压甚至超高压的电力设备。

除了交流绕组外，限流器本体其他部件也有绝缘要求。超导直流绕组是二次绕组，由于超导体零电阻的特性，其工作电压较低，一般依靠液氮即可实现较好的绝缘。

限流器的铁芯、杜瓦、夹件等部件为零电位，都需要接地，为避免环流产生，而且必须单点接地。这就要求铁芯、杜瓦、夹件之间是互相绝缘的，只是通过各自的接地线与大地连接。

空气绝缘(干式)饱和铁芯型超导限流器的铁芯、杜瓦、夹件都是暴露在空气中的。对于油浸绝缘和气体绝缘饱和铁芯型超导限流器，为减少设备体积及重量，往往只将交流绕组浸泡在变压器油或SF6气体中，铁芯、杜瓦和夹件都是暴露在空气中。譬如申请号为201010529353.2的发明专利，提出了一种饱和铁芯型超导限流器，其高压交流绕组为绝缘油绝缘，而铁芯则为空气绝缘。该电力设备体积较大，户外安装。整个限流器具有外壳，铁芯、交流绕组、夹件、杜瓦、超导直流绕组都安装在外壳内。外壳内外的空气是相通的，以便于散热。外壳内空气湿度、温度和环境空气湿度、温度基本保持一致。外壳只能使设备免受雨雪浸蚀，而无法避免潮湿空气对铁芯绝缘电阻的影响。铁芯对地的绝缘电阻受外界空气湿度的影响很大。

现有的空气绝缘(干式)饱和铁芯型超导限流器的超导直流绕组采用液氮浸泡进行冷却；超导直流绕组安装在杜瓦内，杜瓦内盛液氮，杜瓦内液氮蒸发后由排气管直接排放到大气中。其外壳内压力等于环境压力，使得环境水汽容易渗入外壳内形成潮湿的运行环境，容易造成绝缘电阻下降。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是提供一种利用氮气增强绝缘性能的饱和铁芯型超导限流器，其能有效避免环境水汽渗入外壳内，从而保持干燥的运行环境，保持绝缘电阻稳定不变。

解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种利用氮气增强绝缘性能的饱和铁芯型超导限流器，包括设在外壳内的铁芯、交流绕组和包裹在盛有液氮杜瓦内的超导直流绕组，其特征是：所述的杜瓦上设有排气管连通至外壳外的加热器，加热器设有进气管连通至外壳内，外壳上还设有出风口。

所述的外壳外还设有液氮储槽，其中的液氮通过输液管连通至杜瓦。

所述的加热器为电加热器或气化器。

所述外壳为具有一定密封性但不需要严格密封的普通外壳。

有益效果：本发明的超导限流器增设的排气管可将杜瓦排出的氮气回收，加热后排入外壳内利用，使外壳内压力高于环境压力，隔绝环境水汽渗入外壳内，同时氮气将壳内水汽排出壳外，为饱和铁芯型超导限流器提供一个干燥的运行环境，从而避免了绝缘电阻下降的困扰。

本发明利用本身结构以及自身产生的氮气，外加加热器或气化器，将低温氮气加热至常温即可实现除湿效果。提高设备运行可靠性、延长使用寿命。本发明为干式或部分干式的超导限流器提供了一种避免绝缘电阻下降的解决方案。使设备用于户内无需采取其它防潮措施，用于户外无需为受潮担忧，设备运行更安全。

附图说明

图1为采用本发明的利用氮气增强绝缘性能的饱和铁芯型超导限流器结构示意图。

图中：1为铁芯，2为交流绕组及其绝缘，3为杜瓦，4为液氮储槽，5为加热器，6为外壳。

具体实施方式

本发明的利用氮气增强绝缘性能的饱和铁芯型超导限流器实施例如图1所示，包括设在外壳6内的铁芯1、交流绕组2和包裹在盛有液氮杜瓦3内的超导直流绕组，杜瓦3上设有排气管连通至外壳6外的加热器5，加热器设有进气管连通至外壳内，外壳上还设有出风口；外壳外还设有液氮储槽4，其中的液氮通过输液管连通至杜瓦可为杜瓦补充液氮；外壳为具有一定密封性但不需要严格密封的普通外壳。

工作时，杜瓦内液氮挥发通过排气管输送到加热器5，将低温氮气变为常温氮气后，再通过排气管引入外壳6内，使壳内充入氮气，将壳内原有空气通过出风口排出壳外。其中铁芯1为空气自然冷却，交流绕组2为空气自然冷却、油冷却或气冷却；杜瓦3内盛液氮，超导绕组套装在杜瓦内；加热器5可以是汽化器，也可以是电加热器。

饱和铁芯型超导限流器的铁芯1为空气自然冷却，交流绕组2也为空气自然冷却时，极易受外界潮湿空气的影响而使铁芯对地或交流绕组对地的绝缘电阻大大下降，绝缘性能大大降低，增加了设备故障的风险。本发明将设备本身运行过程中产生的氮气重新回收利用，设备运行在充氮的环境中，可以很容易地解决设备的受潮问题，既节约了能源，又增强了设备的安全可靠性。

本发明阐述了一种利用氮气增强绝缘性能的饱和铁芯型超导限流器，只需将限流器杜瓦内挥发的液氮重新利用，实现方法简单，增强绝缘效果显著。本发明解决了极易受潮的干式或部分干式的电力设备的绝缘性能下降的问题，使设备性能更稳定、可靠性更高。

Claims (3)

1.一种利用氮气增强绝缘性能的饱和铁芯型超导限流器，包括设在外壳内的铁芯、交流绕组和包裹在盛有液氮杜瓦内的超导直流绕组，其特征是：所述的杜瓦上设有排气管连通至外壳外的加热器，加热器设有进气管连通至外壳内，外壳上还设有出风口。

2.根据权利要求1所述的利用氮气增强绝缘性能的饱和铁芯型超导限流器，其特征是：所述的外壳外还设有液氮储槽，其中的液氮通过输液管连通至杜瓦。

3.根据权利要求1或2所述的利用氮气增强绝缘性能的饱和铁芯型超导限流器，其特征是：所述的加热器为电加热器或气化器。