CN1049756C

CN1049756C - 多层开放式空心电感线圈

Info

Publication number: CN1049756C
Application number: CN96104666A
Authority: CN
Inventors: 曹至文
Original assignee: BEIJING ELECTRIC POWER EQUIPMENT GENERAL FACTORY
Current assignee: BEIJING ELECTRIC POWER EQUIPMENT GENERAL FACTORY
Priority date: 1996-04-17
Filing date: 1996-04-17
Publication date: 2000-02-23
Anticipated expiration: 2016-04-17
Also published as: CN1147681A

Abstract

一种多层开放式空心电感线圈，螺旋缠绕成n≥3层，各层之间并联连接，在螺旋缠绕的线圈上由内向外大于二分之一或等于二分之一层上两导线之间垫有绝缘带，在等分圆弧处导线与导线之间由垫块支撑，与通风条嵌合将层与层之间的垫块连接，在圆周上内部线层之间由加强撑条支撑，支撑条固定在内、外层的垫块处，通风条穿过线圈的端部垫块伸进吊架，由绝缘螺杆轴向压紧成一整体。

Description

多层开放式空心电感线圈

本发明属于电力设备领域，具体涉及一种多层开放式空心电感线圈。这种线圈单独使用时则组成干式电抗器；与调谐元件和避雷器合用时则组成线路阻波器。

电抗器每组三只按A、B、C三相串联在电力回路内，用以限制电力回路在故障时或启动时的过电流，如限流电抗器及其他小电感大电流的电抗器。

线路阻波器是串联在输电线上的重要设备，它为利用电力线路传送继电保护和载波通讯的信号构成通道，阻止高频信号向不需要的方向传送，并抑制变电站对载波系统的分流影响，同时正常地输送工频电流。

目前，电力系统所用的干式电抗器绝大多数是封闭式的，即导线外面有绝缘包层，用玻璃钢固紧带聚脂薄膜绝缘的各层线圈，称为封闭式电抗器，或沿线圈圆周用水泥柱固定带纤维绝缘的各层各根线匝，称为水泥电抗器。这些电抗器外形尺寸大，重量大，价格较贵。

目前，电力系统所用的线路阻波器，其主线圈为XZK型单、双层开放式和XZF型多层封闭式的，单、双层开放式线路阻波器的外形尺寸和重量都超过电力系统的设计要求，多层封闭式线路阻波器也存在同样的问题，且价格高。

本发明的目的是提供一种体积小、重量轻、机械强度高、涡流损耗小和价格低的电感线圈，用于线路阻波器和干式空心电抗器。

该电感线圈由吊架4、主吊环5、绝缘螺杆6、导线8、垫块9、10、支撑条11、12、通风条13、14、加强撑条15、端部垫块16、接线端17、18组成，线圈的导线螺旋缠绕成n层(n≥3)，各层之间并联连接，导线截面由内层向外层逐渐增大，导线缠绕的匝数由内层向外层逐渐减少，沿线圈圆弧等分成若干段，线圈由内向外随层数的增多和线圈直径的增大等分圆弧段成四的倍数增加，在螺旋缠绕的线圈上由内向外大于二分之一或等于二分之一层上两导线之间垫有绝缘带7，在等分圆弧处导线与导线之间由垫块9、10支撑，与通风条13、14嵌合将层与层之间的垫块连接，在两垫块之间的园周内部线层之间由加强撑条15支撑，支撑条11、12固定在内、外层的垫块处，通风条13穿过线圈的端部垫块16伸进吊架4，由绝缘螺杆6穿过上、下吊架4轴向压紧成一整体。

所述的通风条(本领域的俗称)13为等边工字条，通风条14为不等边工字条，垫块9为宽垫块，垫块10为窄垫块，支撑条11为宽支撑条固定在内、外层的宽垫块处，支撑条12为窄支撑条固定在外层的窄垫块处。

该电感线圈的导线可立绕、可平绕、可单螺旋缠绕、可双螺旋缠绕。

使用本发明具有以下优点：

1.由于该电感线圈可以根据电流的大小制作成多层，因此可以用于不同电流的电抗器和线路阻波器；

2.由于通风条13直接穿过线圈的端部垫块16伸进吊架4，由绝缘螺杆6轴向压紧成一整体，因此轴向固定结构简单牢固；

3.由于内部线层间在垫块等分之间装有加强撑条，提高了内部线层的机械强度；

4.当n≥3层时，随着线圈层数的增多和直径的增大，其圆弧等分数增多，提高了线层间的轴向和径向机械强度；

5.螺旋缠绕的线圈由内向外大于二分之一或等于二分之一的层数上两导线间垫有绝缘带，大大降低了涡流损耗，减少了各层的温差，显著地提高了线圈的机械强度；

6.多层开放式电感线圈的导线与空气直接接触，散热性能好，且由于匝间靠空气绝缘，绝缘性能稳定；

7.可适合于400A以上的电流，具有体积小、重量轻、价格低等特点。

本发明的实施例参见下列各图：

图1为三层开放式空心电感线圈的主视图

图2为三层开放式空心电感线圈用做阻波器的俯视图

图3为三层开放式空心电感线圈用做电抗器的俯视图

图4为三层开放式空心电感线圈的A——A向视图

图5为图4在I处线圈沿径向等分成18°分界线上三层导线连接的局部放大示意图

图6为三层线路阻波器和空心电抗器的B——B向视图

图7为五层开放式空心电感线圈的主视图

图8为五层开放式空心电感线圈用做阻波器的俯视图

图9为五层开放式空心电感线圈用做电抗器的俯视图

图10为五层开放式空心电感线圈的C——C向视图

图11为图10在II处线圈沿径向等分成90°分界线上五层导线连接的局部放大示意图

图12为图10在III处线圈沿径向等分成18°分界线上五层导线连接的局部放大示意图

图13为图10在IV处线圈沿径向等分成9°分界线上五层导线连接的局部放大示意图

图14为五层线路阻波器和空心电抗器的D——D向视图

图15为电感线圈应用在阻波器上的电路原理图

图中：

1——电感线圈 2——调谐元件 3——避雷器

4——吊架 5——主吊环 6——绝缘螺杆

7——绝缘带 8——导线 9——宽垫块

10——窄垫块 11——宽支撑条 12——窄支撑条

13——通风条(等边工字条) 14——通风条(不等边工字条)

15——加强撑条 16——端部垫块 17、18——接线端

I——三层电感线圈沿径向等分成18°的分界线

II——五层电感线圈沿径向等分成90°的分界线

III——五层电感线圈沿径向等分成18°的分界线

IV——五层电感线圈沿径向等分成9°的分界线

(1)、(2)、(3)、(4)、(5)——为导线由内向外的层数

实施例1：

本实施例如图1～图6所示，图4为三层电感线圈等分成20份的示意图；图5示出了等分成20份后线圈层与层之间通过宽垫块9、等边工字条13、宽支撑条14固定连接的关系；图6示出了导线截面由内层向外层逐渐增大，导线缠绕的匝数由内层向外层逐渐减少，等边工字条插入吊架4固定的关系。在内两层的线圈两根导线间加有绝缘玻璃钢带7。

首先使用20等份的绕线模，沿绕线模圆周等分处固定宽垫块9、宽支撑条11，螺旋平绕第一层导线8，同时在螺旋缠绕的两导线间加有绝缘玻璃钢带7，并将第一层两根导线进行常规换位，然后在垫块处固定等边工字条13、宽垫块9、在两垫块之间固定加强撑条15，螺旋平绕第二层导线，同时在螺旋平绕的两导线间加有绝缘玻璃钢带7，并将第二层两根导线进行常规换位，然后在垫块处固定等边工字条13、宽垫块9，螺旋平缠第三层导线，然后最外层在宽垫块9处固定宽支撑条11，垫上端部垫块16，用绝缘螺杆6将上、下吊架4固定，焊接接线端17、18，然后浸漆烘干三层电感线圈1成型。此种缠绕方法适用于小电感、大电流，电感量≤0.5毫亨的电感线圈。

实施例2：

本实施例如图7～图14所示，图8、图9为五层电感线圈用做线路阻波器和电抗器的俯视图，将五层线圈等分成40份，在20等份处第一层与第二层、第二层与三层之间在等分线上装加强撑条15；图11示出了五层线圈等分成四个象限90°分界线上层与层之间通过宽垫块9、等边工字条13、宽支撑条11固定连接的关系；图12示出了五层线圈每个象限等分成五份，18°分界线上层与层之间通过宽垫块9、等边工字条13、宽支撑条11、窄垫块10、不等边工字条14、窄支撑条12固定连接的关系；图13示出了五层线圈将18°等分成9°分界线上层与层之间通过加强撑条15、窄垫块10、不等边工字条14、窄支撑条12固定连接的关系；图14示出了导线截面由内层向外层逐渐增大，导线缠绕的匝数由内层向外层逐渐减少，等边工字条插入吊架固定的关系。

首先使用20等份的绕线模，沿绕线模圆周等分处90°分界线的1～5层均用宽垫块9、等进工字条13嵌合连接，在内、外层的垫块处均固定宽支撑条14如图11所示；其它等分处第一层固定宽垫块9并且在内圆宽垫块处嵌合宽支撑条14，螺旋缠绕第一层导线，同时在螺旋缠绕的两根导线间加有绝缘玻璃钢带7，并将第一层两根导线进行常规换位；然后在第一层线圈外侧宽垫块处固定等边工字条13、宽垫块9、在两垫块之间的9°分界线上固定加强撑条15，螺旋缠绕第二层导线，同时在螺旋缠绕的联根导线间加有绝缘玻璃钢带7，并将第二层两根导线进行常规换位；在第二层线圈外侧18°分界线宽垫块处固定等边工字条13、宽垫块9，在两垫块之间的9°分界线上固定加强撑条15，螺旋缠绕第三层导线，同时在螺旋缠绕的两根导线间加有绝缘玻璃钢带7，并将第三层两根导线进行常规换位；在第三层导线的外侧宽垫块和加强撑条处固定不等边工字条14，窄垫块10，螺旋缠绕第四层导线；在第四层导线的外侧窄垫块处固定不等边工字条14、窄垫块10，螺旋缠绕第五层导线；最后在宽垫块处打入宽支撑条11，在窄垫处打入窄支撑12，垫上端部垫块16，用绝缘螺杆6将上、下吊架4固定，焊接接线端17、18，然后浸漆烘干五层电感线圈1成型。此种缠绕方法可以缠绕成n≥3层，适用于大电感、大电流，电感量≥1毫亨的电感线圈。

以上两个实施例所描述的电感线圈用做阻波器时调谐元件2，避雷器3均为常规安装方式。

当线圈的层数为奇数时，由内向外在大于二分之一层上两导线之间垫有绝缘带7，当线圈的层数为偶数时，由内向外在等于二分之一层上两导线之间垫有绝缘带7。

单螺旋适用于每层电流比较小的线圈，双螺旋适用于每层电流比较大的线圈。

导线为扁铝线，垫块、工字条、支撑条、绝缘螺杆、绝缘带均为玻璃纤维材料制成。

Claims

1.一种多层开放式空心电感线圈，由吊架(4)、主吊环(5)、绝缘螺杆(6)、导线(8)、垫块(9、10)、支撑条(11、12)、通风条(13、14)、加强撑条(15)、端部垫块(16)、接线端(17、18)组成，其特征在于导线螺旋缠绕成n层且n≥3，各层之间并联连接，在螺旋缠绕的线圈由内向外大于二分之一或等于二分之一层上两导线之间垫有绝缘带(7)，沿导线圆弧等分成若干段，随层数的增多和直径的增大等分圆弧段数成四的倍数增加，在等分圆弧处导线与导线之间由垫块(9、10)支撑，与通风条(13、14)嵌合将层与层之间的垫块连接，在两垫块之间的园周上内部线层之间由加强撑条(15)支撑，支撑条(11、12)分别固定在内、外层的垫块(9、10)处，通风条(13)穿过线圈的端部垫块(16)伸进吊架(4)，由绝缘螺杆(6)轴向压紧成一整体，主吊环(5)固定在吊架(4)上，接线端(17、18)分别焊接在并联线圈的两个端部。

2.根据权利要求1所述的电感线圈，其特征在于所述的垫块(9)为宽垫块，通风条(13)为等边工字条，支撑条(11)为宽支撑条，螺旋缠绕的导线(8)的截面由内层向外层逐渐增大，导线缠绕的匝数由内层到外层逐渐减少，在等分圆弧处导线与导线之间由宽垫块(9)支撑，与等边工字条(13)嵌合将层与层之间的垫块连接，在两垫块之间的园周上内部线层之间由加强撑条(15)支撑，宽支撑条(11)固定在内、外层的垫块处，等边工字条(13)穿过线圈的端部垫块(16)伸进吊架(4)，由绝缘螺杆(6)穿过上、下吊架(4)轴向压紧成一整体。

3.根据权利要求1所述的电感线圈，其特征在于所述的垫块(9)为宽垫块，通风条(13)为等边工字条，支撑条(11)为宽支撑条，所述的垫块(10)为窄垫块，通风条(14)为不等边工字条，支撑条(12)为窄支撑条，螺旋缠绕的导线(8)的截面由内层向外层逐渐增大，导线缠绕的匝数由内层到外层逐渐减少，在90°分界上由宽垫块(9)支撑与等边工字条(13)嵌合将层与层之间的垫块连接，在两相间等分圆弧处线圈由内到外的二分之一层数处导线与导线之间由宽垫块(9)与等边工字条(13)嵌合将层与层之间的垫块连接，在两垫块之间的园周上线圈由内到外的二分之一层数处内部线层之间由加强撑条(15)支撑，在线圈二分之一层数的外部等分圆弧处导线与导线之间由窄垫块(10)支撑与不等边工字条(14)钳合，宽支撑条(11)固定在内、外层的宽垫块处，窄支撑条(12)固定在外层的窄垫块处，等边工字条(13)穿过线圈的端部垫块(16)伸进吊架(4)，由绝缘螺杆(6)穿过上、下吊架(4)轴向压紧成一整体。