CN105118635B - 一种加强型层间绝缘结构的电抗器线圈 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种加强型层间绝缘结构的电抗器线圈，包括：若干层绕组线圈，其间隔包络设置在电抗器铁心柱周围，且每一层所述绕组线圈间隔叠加设置，各层所述绕组线圈串联连接；层间绝缘，其设置在相邻两层所述绕组线圈之间；绝缘薄膜，其覆盖设置在每一层所述绕组线圈的首末两端，所述绝缘薄膜设置为长方形，所述绝缘薄膜沿宽度方向的中心线对折，且中心线部位抵顶在每一层所述绕组线圈的端头部位，所述绝缘薄膜对折的两边向所述绕组线圈内部延伸一定距离，并包裹住每一层所述绕组线圈端头部位的若干匝数线圈。本发明解决了线圈两端出现层间击穿的技术问题，提高了线圈的绝缘强度。

Description

一种加强型层间绝缘结构的电抗器线圈

技术领域

本发明属于高压电器设备技术领域，特别是一种加强型层间绝缘结构的电抗器线圈。

背景技术

铁心式串联电抗器线圈，正常工作时线圈端电压都不高，线圈匝数都很少。10KV电压等级线圈：端电压为几十伏到几百伏不等；20KV电压等级线圈：端电压为几百伏到一千多伏不等；35KV电压等级线圈：端电压为几百伏到三千伏内不等。但在合、分闸瞬间，线圈承受的短时冲击电压极高。10KV电压等级：线圈承受的短时冲击电压最高达50KV-75KV；20KV电压等级：线圈承受的短时冲击电压最高达100KV-125KV；35KV电压等级：线圈承受的短时冲击电压最高达175KV-200KV。冲击电压呈梯度分布，首、末端部分为最高，在线圈端部还会发生畸变，但作用时间极短，为微秒级。

常用的线圈结构大多采用分段多层式来降低层间电压，如图1所示。10KV电压等级：至少要分两段多层；20KV电压等级：至少要分四段多层；35KV电压等级：至少要分六段多层。也有的直接采用不分段的多层式，通过加厚层间绝缘来满足，如图2所示，这种结构，对10KV电压等级的，一般问题还不大，但对20KV-35KV电压等级就很难满足，往往层间绝缘增加很多，仍难以达到应有的效果。因每层两端集中了很高的电压，因此经常会出现端部层间击穿，引起短路烧毁事故。采用分段多层式结构：线圈绕制会很麻烦，要多费很多工时；线圈内部还需额外有段间绝缘4，导致线圈的填充系数不高，材料成本明显增加；线圈内部会出现很多工艺要求的焊接头，如图1中的线圈工艺接头5所示，存有质量隐患；线圈两端部仍有较高电压，端部绝缘仍没得到有效加强。

发明内容

针对上述技术问题，本发明公开了一种加强型层间绝缘结构的电抗器线圈，在每层线圈的两端加包绝缘薄膜，根据线圈电压等级、层数的不同，选取适当层数的绝缘薄膜，解决了线圈两端出现层间击穿的技术问题，提高了电抗器线圈的绝缘强度。

为了实现根据本发明的目的，提供了一种加强型层间绝缘结构的电抗器线圈，包括：

若干层绕组线圈，其间隔包络设置在电抗器铁心柱周围，且每一层所述绕组线圈间隔叠加设置，各层所述绕组线圈串联连接；

层间绝缘，其设置在相邻两层所述绕组线圈之间；

绝缘薄膜，其覆盖设置在每一层所述绕组线圈的首末两端，所述绝缘薄膜设置为长方形，所述绝缘薄膜沿宽度方向的中心线对折，且中心线部位抵顶在每一层所述绕组线圈的端头部位，所述绝缘薄膜对折的两边向所述绕组线圈内部延伸一定距离，并包裹住每一层所述绕组线圈端头部位的若干匝数线圈。

优选的，所述绝缘薄膜为聚酯薄膜。

优选的，根据所述绕组线圈的电压等级，所述绝缘薄膜设置有若干层，每一层所述绝缘薄膜重叠设置。

优选的，每一层所述绕组线圈的端头部位设置有两块首尾叠加连接的所述绝缘薄膜。

优选的，两块所述绝缘薄膜的首尾叠加部分在每一层所述绕组线圈之间相互错开设置。

优选的，每块所述绝缘薄膜的尺寸一致，且其长度大于每一层所述绕组线圈圆周周长的一半。

优选的，所述层间绝缘为玻璃纤维布。

优选的，所述层间绝缘为环氧玻璃网格布。

优选的，所述层间绝缘凸出于所述绕组线圈上下两端。

优选的，所述层间绝缘贴合相邻两层所述绕组线圈，所述绝缘薄膜密封贴合所述绕组线圈的端头部位。

本发明至少包括以下有益效果：

1、线圈端部绝缘得到有效加强，电气绝缘强度高，尤其是冲击电压强度，较普通多层式线圈结构要提高30-60％；

2、线圈结构简单，操作简便，生产效率高，线圈内部不需接头，产品性能更稳定；

3、线圈的填充系数高，省工省料，有效降低了制造成本。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1是现有技术中分段多层式线圈结构的示意图；

图2是现有技术中常用多层式线圈结构的示意图；

图3一种实施例的电抗器线圈的结构示意图；

图4另一种实施例的电抗器线圈的结构示意图；

其中，1、线圈进线头，2、绕组线圈，3玻璃纤维布层间绝缘，4、段间绝缘，5、线圈工艺接头，6、线圈出线头，7、绝缘薄膜，8、环氧玻璃网格布层间绝缘。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图3所示的是根据本发明的加强型层间绝缘结构的电抗器线圈的一种实现形式，其中包括：

若干层绕组线圈2，本实施例中分为五层，其间隔包络设置在电抗器铁心柱周围，每一层所述绕组线圈2位置相互叠加，各层所述绕组线圈之间首尾串联连接，串联连接的各层所述绕组线圈2的首尾端引出线圈进线头1和线圈出线头6，作为电抗器的进、出线端；层间绝缘3，其设置在相邻两层所述绕组线圈2之间，加强层间的绝缘强度；绝缘薄膜7，其覆盖设置在每一层所述绕组线圈2的首末两端，所述绝缘薄膜7设置为长方形，所述绝缘薄膜沿宽度方向的中心线对折，所述绝缘薄膜7的中心线部位抵顶在每一层所述绕组线圈2一端的端头部位，所述绝缘薄膜7对折的两边向所述绕组线圈2内部延伸一定距离，使得包裹住每一层所述绕组线圈2端头部位线圈的若干匝数，加强了线圈端头部位之间的绝缘强度，有利避免了层间电压击穿现象的发生，每一层线圈的每一端都包裹设置有所述绝缘薄膜7，使得线圈端部绝缘得到有效加强，电气绝缘强度高，尤其是冲击电压的耐受强度，较普通多层式要提高30-60％；同时，取消了分段式的线圈形式，线圈内部不需接头，线圈结构简单，取消了段间绝缘，操作简便，生产效率高，产品性能更稳定，进一步而言，提高了线圈的填充系数高，省工省料，有效降低了制造成本。

上述技术方案中，所述绝缘薄膜7为聚酯薄膜。

上述技术方案中，所述绝缘薄膜7根据所述绕组线圈2的电压等级设置有若干层，每一层所述绝缘薄膜2重叠贴合设置。绝缘薄膜耐压强度极高，本实施例中，一层为0.05mm厚的绝缘薄膜7可耐压7KV，两层耐压可达12KV，绕组线圈两端设置有绝缘薄膜可提高电抗器的短时耐受冲击电压，使得电抗器更具优越性，可以根据电抗器的电压等级来选择绕组线圈两端所需的绝缘薄膜层数。

上述技术方案中，每一层所述绕组线圈2的端头部位设置有两块所述绝缘薄膜7，其首尾端叠加设置，因为线圈为圆弧状结构，只设置一块绝缘薄膜，在对折覆盖在绕组线圈端头部位的时候，容易造成绝缘薄膜起皱，影响绝缘薄膜的绝缘效果，由此，为了确保两块绝缘薄膜之间不留下间隙，绝缘薄膜分为两端，使得绝缘薄膜更好地沿着宽度方向对折，最终确保绝缘薄膜覆盖在绕组线圈的端头部位。

上述技术方案中，两块所述绝缘薄膜7的首尾叠加部分在每一层所述绕组线圈2之间相互错开设置，使得因为两块绝缘薄膜叠加而引起的凸起部能在绕组线圈的周长上均匀分布，从而不引起线圈的变形。

上述技术方案中，每块所述绝缘薄膜7的尺寸一致，且其长度稍大于每一层所述绕组线圈圆周周长的一半，从而保证两块绝缘薄膜交接端之间的无间隙衔接，两块绝缘薄膜能完全覆盖每一层绕组线圈的端头部位，避免出现绝缘强度薄弱的地方。

一种实施例中，如图3所示，所述层间绝缘3为玻璃纤维布，其绕置在每一层绕组线圈上，以保证层间绝缘强度，绕置完一层玻璃纤维布后，在绕置外层的绕组线圈，直至绕组线圈完全绕置完毕，每一层玻璃纤维布凸出于所述绕组线圈2上下两端一定距离，进一步提高了绕组线圈端头部位的绝缘强度，避免端头部位出现电压击穿等现象，破坏绝缘层同时影响电抗器的工作可靠性。

上述技术方案中，玻璃纤维布贴合相邻两层所述绕组线圈2，以提高电抗器绕组线圈的填充系数，在保证绕组线圈端头部位有足够的绝缘强度的基础上，可以适当减薄玻璃纤维布的厚度，从而进而缩小绕组线圈的尺寸，减小成本，同时不影响产品性能。所述绝缘薄膜7密封贴合所述绕组线圈的端头部位，使得每一层绕组线圈的上下端头部位都覆盖设置有一层或若干层绝缘薄膜，同时，层间绝缘层凸出于绕组线圈端头部位一定距离，增加了绕组线圈端头部位之间的爬电距离，使得绕组线圈断头部位之间基本不会出现电压击穿等现象，提高了电抗器的绝缘强度，优化了产品的性能和可靠性，同时也节省了产品的生产成本。

另一种实施例中，如图4所示，与上一实施例不同之处在于，所述层间绝缘3为环氧玻璃网格布，采用环氧玻璃网格布作为层间绝缘，在保证层间绝缘强度的基础上，还可以吸收线圈之间的应力，保证电抗器线圈在正常使用过程中，不会出现开裂等现象。

具体实施方式：每层绕组线圈两端整个圆周上包裹绝缘薄膜7，一般将绕组线圈每端包裹整个圆周的绝缘薄膜7，沿圆周分成两段，分别包裹，两端块之间首、末头叠加。先为每层绕组线圈准备好足量的，长度大于该层圆周周长一半、一定宽幅的绝缘薄膜，绕制每层绕组线圈的始端时，沿整个圆周压住绝缘薄膜宽幅的一半，进行绕制，绕至一定线匝后，将另一半宽幅的绝缘薄膜向上翻，盖住线匝上面，绝缘薄膜沿圆分两段向上翻，比较方便。这样每层绕组线圈的始端在整个圆周上，就由绝缘薄膜完全包裹；绕至每层还剩绝缘薄膜宽幅一半的线匝时，沿整个圆周压住绝缘薄膜，绕完该层线匝后，将另一半宽幅的绝缘薄膜向上翻，盖住线匝上面，绝缘薄膜沿圆分两段向上翻，这样每层绕组线圈末端的整个圆周上，就由绝缘薄膜完全包裹，电抗器的线圈绕置完成。

由上所述，本发明的电抗器线圈，使得线圈端部绝缘得到有效加强，电气绝缘强度高，尤其是冲击电压强度，较普通多层式线圈结构要提高30-60％；同时，线圈结构简单，操作简便，生产效率高，线圈内部不需接头，产品性能更稳定；进一步说，线圈的填充系数高，省工省料，有效降低了制造成本。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (6)

1.一种加强型层间绝缘结构的电抗器线圈，其特征在于，包括：

若干层绕组线圈，其间隔包络设置在电抗器铁心柱周围，且每一层所述绕组线圈间隔叠加设置，各层所述绕组线圈串联连接；

层间绝缘，其设置在相邻两层所述绕组线圈之间；

绝缘薄膜，其覆盖设置在每一层所述绕组线圈的首末两端，所述绝缘薄膜设置为长方形，所述绝缘薄膜沿宽度方向的中心线对折，且中心线部位抵顶在每一层所述绕组线圈的端头部位，所述绝缘薄膜对折的两边向所述绕组线圈内部延伸一定距离，并包裹住每一层所述绕组线圈端头部位的若干匝数线圈；

其中，所述绝缘薄膜为聚酯薄膜，每一层所述绕组线圈的端头部位设置有两块首尾叠加连接的所述绝缘薄膜，两块所述绝缘薄膜的首尾叠加部分在每一层所述绕组线圈之间相互错开设置，每块所述绝缘薄膜的尺寸一致，且其长度大于每一层所述绕组线圈圆周周长的一半。

2.如权利要求1所述的加强型层间绝缘结构的电抗器线圈，其特征在于，根据所述绕组线圈的电压等级，所述绝缘薄膜设置有若干层，每一层所述绝缘薄膜重叠设置。

3.如权利要求1所述的加强型层间绝缘结构的电抗器线圈，其特征在于，所述层间绝缘为玻璃纤维布。

4.如权利要求1所述的加强型层间绝缘结构的电抗器线圈，其特征在于，所述层间绝缘为环氧玻璃网格布。

5.如权利要求3或4所述的加强型层间绝缘结构的电抗器线圈，其特征在于，所述层间绝缘凸出于所述绕组线圈上下两端。

6.如权利要求5所述的加强型层间绝缘结构的电抗器线圈，其特征在于，所述层间绝缘贴合相邻两层所述绕组线圈，所述绝缘薄膜密封贴合所述绕组线圈的端头部位。