CN105244136A - 超高压、高q值铁心电抗器 - Google Patents

Abstract

一种超高压、高Q值铁心试验电抗器，包括：全绝缘油箱、设置于其内部的框架机构、套接于框架机构上的复合铁芯和塔式线圈以及设置于其顶部的均压罩；框架机构为单柱式结构，复合铁芯套置于单柱外部，塔式线圈缠扰于复合铁芯外部；复合铁芯由若干层发散结构铁饼和绝缘间隙交错组成。本装置试验电压达到320kV及以上，Q值大于150以上、体积小和重量轻，便于现场移动式进行安装试验。

Description

超高压、高Q值铁心电抗器

技术领域

本发明涉及的是一种电缆制造领域的技术，具体是一种用于交联电力电缆耐压试验，耐压范围为320kV及以上，Q值大于150以上的铁心试验电抗器。

背景技术

近年来，随着城市电网改造和海上风电等清洁能源的长足发展的背景下，交联电力电缆已被广泛使用。最为典型的为长距离海缆和500kV长电缆的应用。在海缆和长电缆安装后，耐压检查试验装置中，需要一种现场试验电缆的高电压、高Q值、小体积和重量的串谐耐压试电抗器，该发明正是满足现场试验要求的一种特高电、高Q值、小体积和重量，便于现场进行电缆耐压试验的一种铁心试验电抗器结构。

市场上该设备主要采用的同类产品，主要存在Q值小、试验容量小、体积大、重量重、现场试验不方便等缺陷；并主要依赖进口，存在价格高、生产周期长等缺点；本发明涉及一种电气技术领域内，超高压、高Q值、小体积和重量的铁心试验电抗器；满足交联电力电缆耐压试验，替代进口同类试验设备的一种新型高电、高Q值铁心试验电抗器。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种超高压、高Q值铁心试验电抗器，试验电压高、Q值大、体积小和重量轻，便于现场移动式进行安装试验。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括：全绝缘油箱、设置于其内部的框架机构、套接于框架机构上的复合铁芯和塔式线圈以及设置于其顶部的均压罩。

所述的全绝缘油箱的横截面为椭圆形结构。

所述的框架机构为单柱式结构，复合铁芯套置于单柱外部，塔式线圈进一步缠扰于复合铁芯外部。

所述的复合铁芯由若干层发散结构铁饼和绝缘间隙交错组成。

所述的发散结构铁饼由多个扇形发散结构组成。

所述的塔式线圈为电磁线绕制而成，且由内而外绕指半径递减，从而形成阶梯状的塔式结构。

所述的塔式线圈外部设有静电屏。

所述的塔式线圈的外部设有均压结构。

技术效果

与现有技术相比，本发明用于串联谐振方法进行现场耐压试验，具有试验电压高、Q值大、体积小、重量轻和便于现场安装等特点。

附图说明

图1为本发明铁心装配结构示意图；

图2为本发明发散立体结构铁饼示意图；

图3为本发明线圈及绝缘装配结构示意图；

图4为本发明总装配及油箱图示意图；

图中：1单心柱、2上铁轭、3左旁轭、4铁芯、5绝缘间隙、6下铁轭、7主磁通、8右旁轭、9发散立体铁饼、10水平方向发散结构、11竖直方向发散结构、12阶梯状线圈、13静电屏、14端绝缘、15椭圆形玻璃丝桶、16环氧箱盖、17塔式线圈的均压结构、18进线均压罩、19金属砧板箱底。

具体实施方式

如图1所示，本实施例包括：全绝缘油箱15、设置于其内部的框架机构以及套接于框架机构上的复合铁芯4和塔式线圈12。

所述的全绝缘油箱15为椭圆形结构，该全绝缘油箱15内部充有绝缘油。椭圆形结构增加了油箱内空间利用率，缩小了油箱尺寸和绝缘油的用量，缩小了产品的外形尺寸、减少了产品重量8％；所述的全绝缘油箱15优选为绝缘玻璃丝缠绕于筒体外部，塔式线圈12到油箱的绝缘距离缩小80％，油箱中的漏磁场引起的附加损耗降低了40％，和其它结合一起作用的结果，产品整体的Q值提高50％。

所述的全绝缘油箱15进一步优选设有均压罩18。

所述的全绝缘油箱15的底部设有金属砧板箱底19。

所述的全绝缘油箱15的顶部设有环氧材料制成的箱盖16，该箱盖16优选为椭圆型环氧玻璃板，缩小引线绝缘距离，缩小产品体积；油油箱底：和油箱壁配合，箱底采用椭圆金属材料，保证产品的机械强度和承重。

所述的框架机构为单柱1式结构，复合铁芯4套置于单柱1外部，塔式线圈12进一步缠扰于复合铁芯4外部。

所述的框架机构包括：左、右旁轭2、6、上、下铁轭3、8以及设置于中心的铁心柱1，其中：磁通由铁心柱1及心柱1间隙，经上下铁轭，再经过旁轭成为一个闭合回路，构成产品的磁路系统。

所述的左右旁轭和上下铁轭采用高导磁硅钢片叠制而成，主磁通经心住流入上下铁轭、旁轭后闭合，该结构漏磁通小，漏磁通产生的附加损耗小，提高产品的Q值。

所述的复合铁芯4由若干层发散结构铁饼9和绝缘间隙5交错组成。

所述的发散结构铁饼9由多个扇形发散结构组成，每个扇形发散结构利用入射磁场生产的损耗与入射点硅钢片面积的平方成正比的原理，为降低铁心损耗提高Q值，铁饼为发散立体结构，发散立体铁饼采用高导磁硅钢片裁剪成等差级，立体嵌入式叠装而成，该结构特点是沿铁饼外周表面全部为硅钢片厚度方向，入射衍射磁场进入硅钢片厚度方向的硅钢片横截面面积小，衍射磁通在铁心中产生的涡流按照射入点硅钢片面积的平方指数降低。

所述的绝缘间隙5优选为大理石制成。

所述的塔式线圈12为电磁线绕制而成，且由内而外绕指半径递减，从而形成阶梯状的塔式结构。

所述的塔式线圈12外部设有静电屏13，该静电屏13具体为：设置于塔式线圈12外部的若干铜带，沿线圈12轴向圆周均匀分布，铜带之间设置间隙断开，在铜带上端部将铜带用导体并联后，再和线圈12首端线圈12连接在一起形成等电位。

所述的塔式线圈12的端部设有若干软角环，该软角环采用条状电缆纸，宽度大于端绝缘和线圈的辐向，采用3张以上重叠，重叠时接缝措开，压在线圈层间，随线圈绕制，绕制完成后，条状电缆纸在线圈端绝缘以外部分，沿线圈辐向展开，即所述软角环结构。该结构线圈12端部爬电距离提高60％，端部绝缘距离降低30％，减少了产品整体体积和重量。

利用绝缘油的耐压强度体积效应，采用小撑条，采用电缆纸条进行连接，链接的目的主要的一次性放置，提高绕线效率。设置与线圈12层间，作为纵绝缘和散热结构，不仅提高了绝缘强度，同时线圈12散热均匀，提高散热效率。

所述的塔式线圈12的外部设有均压结构17，该均压结构17采用多组铝管制造成若干不同半径的圆环，不同半径的铝管圆环，组成一个外轮廓为弧形大圆环，铝管之间先绝缘，再一点整体链接后，再和外部出线链接；该结构均匀外部电场、避免电晕放电和局部过热，同时降低产品附件损耗提高Q值，加工简单成本较低。

与现有技术相比，本装置的技术效果包括：

1)本装置的铁心采用单心柱、上下铁轭带左右旁轭铁心结构；心柱采用铁饼和间隙交替排列结构。铁饼利用入射磁场生产的损耗与入射点硅钢片面积的平方成正比的原理；铁饼为发散立体式铁饼结构，该结构铁饼采用高导磁硅钢片裁剪成等差级，叠装成为发散立体式结构，该结构特点是沿铁饼外周表面为硅钢片厚度方向，入射衍射磁场进入硅钢片厚度方向的面积；左右旁轭和上下铁轭采用高导磁硅钢片叠制而成，主磁通通过铁心饼、间隙、上下铁轭、旁轭闭合；

2)本装置的塔式带软角环线圈结构：线圈采用电磁线绕制成为圆通式结构线圈，线圈横截面排为塔式结构线圈；线圈层间采用电缆纸，间隔粘贴绝缘成条结构，利用变压器油的耐压强度体积效应提高了绝缘强度，同时较小了变压器油的散热流动阻力；线圈层间端部采用软角环结构，即采用电缆纸条若干条和若干层组成，每层中，每个电缆纸条之间间隙，采用上一层电缆纸条重叠，组成软角环增加爬电距离；

3)本装置的椭圆型玻璃丝缠绕筒绝缘油箱结构：油箱壁采用椭圆形玻璃丝缠绕绝缘筒结构，椭圆形结构增加了油箱内空间利用率，缩小了油箱尺寸和绝缘油的用量，缩小了产品的外形尺寸；油箱壁采用绝缘玻璃丝缠绕于筒体外部，高缩小了压线圈到油箱的绝缘距离，减小了油箱中的漏磁场引起的附加损耗，提高了产品整体的Q值；油箱盖采用环氧材料保证机械强度前提下，缩小引线绝缘距离，缩小产品体积；油箱底采用金属材料，保证产品的机械强度和承重。

上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本发明原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本发明的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本发明之约束。

Claims (10)

1.一种超高压、高Q值铁心试验电抗器，其特征在于，包括：全绝缘油箱、设置于其内部的框架机构、套接于框架机构上的复合铁芯和塔式线圈以及设置于其顶部的均压罩；

所述的框架机构为单柱式结构，复合铁芯套置于单柱外部，塔式线圈缠扰于复合铁芯外部；

所述的复合铁芯由若干层发散结构铁饼和绝缘间隙交错组成。

2.根据权利要求1所述的铁心试验电抗器，其特征是，所述的全绝缘油箱的横截面为椭圆形结构，内部充有绝缘油，全绝缘油箱为绝缘玻璃丝缠绕于筒体外部。

3.根据权利要求1或2所述的铁心试验电抗器，其特征是，所述的全绝缘油箱的底部设有金属砧板箱底；全绝缘油箱的顶部设有环氧材料制成的箱盖，该箱盖为椭圆型环氧玻璃板。

4.根据权利要求1所述的铁心试验电抗器，其特征是，所述的框架机构包括：左、右旁轭、上、下铁轭以及设置于中心的铁心柱，其中：磁通由铁心柱及心柱间隙，经上、下铁轭，再经过左、右旁轭成为一个闭合回路，构成产品的磁路系统；左、右旁轭和上、下铁轭采用高导磁硅钢片叠制而成。

5.根据权利要求1所述的铁心试验电抗器，其特征是，所述的发散结构铁饼由若干层发散结构铁饼和绝缘间隙交错组成，每个发散结构铁饼由多个扇形发散结构组成。

6.根据权利要求5所述的铁心试验电抗器，其特征是，所述的扇形发散结构利用入射磁场生产的损耗与入射点硅钢片面积的平方成正比的原理，采用高导磁硅钢片裁剪成等差级，立体嵌入式叠装而成，沿铁饼外周表面全部为硅钢片厚度方向，入射衍射磁场进入硅钢片厚度方向的硅钢片横截面面积小，衍射磁通在铁心中产生的涡流按照射入点硅钢片面积的平方指数降低。

7.根据权利要求1所述的铁心试验电抗器，其特征是，所述的塔式线圈为电磁线绕制而成，且由内而外绕指半径递减，从而形成阶梯状的塔式结构。

8.根据权利要求1或7所述的铁心试验电抗器，其特征是，所述的塔式线圈外部设有静电屏，该静电屏具体为：设置于塔式线圈外部的若干铜带，沿线圈轴向圆周均匀分布，铜带之间设置间隙断开，在铜带上端部将铜带用导体并联后，再和线圈首端线圈连接在一起形成等电位。

9.根据权利要求1或7所述的铁心试验电抗器，其特征是，所述的塔式线圈的端部设有若干软角环，该软角环采用条状电缆纸，宽度大于端绝缘和线圈的辐向，具体为：采用3张以上重叠，重叠时接缝措开，压在线圈层间，随线圈绕制，绕制完成后，条状电缆纸在线圈端绝缘以外部分，沿线圈辐向展开，即所述软角环结构。

10.根据权利要求1或7所述的铁心试验电抗器，其特征是，所述的塔式线圈的外部设有均压结构，该均压结构采用多组铝管制造成若干不同半径的圆环，不同半径的铝管圆环，组成一个外轮廓为弧形大圆环，铝管之间先绝缘，再一点整体链接后，再和外部出线链接。