CN111145989A - 一种小型浇注干式空心电抗器的加工方法及电抗器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种小型浇注干式空心电抗器的加工方法及电抗器，属于电抗器技术领域。一种小型浇注干式空心电抗器的加工方法，是通过如下的工艺步骤加工的：1)绕制环氧筒；2)绕线；3)装配；4)浇注固化；5)拆模:6)修整。该电抗器，包括电抗器线圈、电抗器线圈的两端的进出线端子和安装固定脚；进出线端子设置在电抗器线圈两端的侧壁上且垂直电抗器线圈的轴线，电抗器线圈包括中心的环氧筒，缠绕在环氧筒上的两层膜一层布的铝圆线，以及最外层的包覆的环氧树脂层。本申请使用环氧树脂浇注工艺取代传统线圈内外用绝缘胶浸渍的玻璃丝包绕工艺；使用卧式安装取消传统电抗器立式安装；使用专用模具做成了小型浇注干式空心电抗器的外形。

Description

一种小型浇注干式空心电抗器的加工方法及电抗器

技术领域

本发明涉及一种小型浇注干式空心电抗器的加工方法及电抗器，属于电抗器技术领域。

背景技术

传统干式空心电抗器结构为：电抗器主体线圈采用多层并联筒式铝质结构，内部分设若干个包封，每个包封有数层线圈，线圈内外均用绝缘胶浸渍的玻璃丝包绕，包封之间采用优质玻璃钢撑条隔成通风道，使用铝质星形架上下夹持线圈，并用玻璃丝带将星形架绑扎，经高温固化后，干式空心电抗器各结构形成一体。传统干式空心电抗器的工序依次有：导电臂加工、汇流排星架制作、绕线模具制作、导线浸胶、上机绕线、固化、修包、引线焊接、支脚及附件焊接和喷漆等工序。

而海外的标准箱式补偿单元，其内部设有电容器，电抗器以及保护开关等设备，其外部预留进出线位置，终端用户可直接连接箱式补偿单元外部的预留进出线，而不需要开柜安装，既节省了厂家现场指导安装的成本，也方便终端客户对场地的布置。由于干式空心电抗器具有电感线性度好、重量轻、易维护的优点，标准箱式补偿单元内的电抗器均为干式空心电抗器。同时，由于标准箱式补偿单元内部有众多设备，而干式空心电抗器又是其中单个设备中体积最大的，故要求干式空心电抗器的尺寸越小越好。但是按照常规电抗器结构去制造小型电抗器，制造工序多且耗时长；同时电抗器电气参数不同还会一定程度改变电抗器尺寸，对于布置场地要求较严格。

使用传统干式空心电抗器结构来设计标准箱式补偿单元用的电抗器存在以下缺陷：

1、在满足额定的电气参数时，由于其结构特性，电抗器体积依旧过大，同时，电抗器本身存在磁场，为了减少其磁场对周围设备的影响，还需要给电抗器周围留出一定的防磁空间，进一步增加了电抗器在箱式单元的占用空间，使箱式单元的设备有效空间占用率降低；

2、当出现电气参数变化时，电抗器的体积也会随之变化，对于箱式单元的标准化设计造成麻烦，不符合标准箱式单元的设计初衷；

3、传统结构的干式空心电抗器一旦出现超过其最大耐受的短路电流时，会有局部温升过高、匝间绝缘击穿等现象，极易引起电抗器烧毁事故，通过有效的处理可将事故限制在单相事故，较难发展成相间事故。但由于标准箱式单元的特殊性，其内部设有大量电气设备，一旦发生电抗器烧毁事故，会迅速危及其它设备，运维人员很难快速响应处理，极易造成重大安全事故，危及整个系统的安全运行。

综上所述，标准箱式补偿单元，需要的是一种可以涵盖一定容量范围的，同时不增加电抗器体积的，具有更高安全性的小尺寸紧凑型干式空心电抗器。

发明内容

本发明针对使用传统干式空心电抗器不利于设计标准箱式补偿单元的问题，提供一种小型浇注干式空心电抗器的加工方法及电抗器。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种小型浇注干式空心电抗器的加工方法，其特殊之处，是通过如下的工艺步骤加工的：

1)绕制环氧筒：使用浸胶的玻璃丝在胎盘上按照小型电抗器的设计尺寸绕制相应的环氧筒，绕制完毕后，将环氧筒放入固化炉固化，固化后取出环氧筒等待下道工序；

2)绕线：将经过固化后的环氧筒固定在绕线机上，使用聚酯膜包铝圆线在环氧筒上开始绕线，按照设计要求绕制相应层数及匝数，预留引线位置，为防止导线下沉，在环氧筒的两端端部使用无纬带绕制垫起，铝圆线绕制完毕后，使用网格布包绕，并用无纬带缠绕网格布固定；

所述的绕制环氧筒步骤中，绕制的环氧筒尺寸为内径194mm，外径200mm，筒厚3mm，筒高280mm；

传统干式空心电抗器，绕线工艺通常会先绕一层绝缘层，然后在绝缘层上绕线，绕线完毕后再绕一层绝缘层封住，耗时长；本发明仅需要在环氧筒上绕线，不需要绕制两层绝缘层，节省了时间，并减小了电抗器尺寸；

3)装配：将绕好的线圈引线焊端子板，采用氩弧焊将引线焊接在端子板上，端子板垂直环氧筒的轴线放置且位于环氧筒的两端，再将线圈放入模具中，并将模具内放置端子板的槽内用网格布填满，模具内相对于环氧筒侧壁位置设置有连接脚槽；所述的装配步骤中，端子板规格为厚5mm、宽40mm、长70mm；模具的内腔以电抗器的结构制作，留有放置端子板的槽和连接脚槽；

传统干式空心电抗器会制作汇流排星架，将引线与星架焊接，本发明取消了汇流排星架结构，节省了时间，并减小了电抗器尺寸；

4)浇注固化：将与模具装配好的线圈放入真空浇注罐中加热，并抽出空气，当浇注罐内部压力达到真空压力时，保持一定时间，然后对线圈采用环氧树脂进行浇注，浇注完毕后，将线圈放入固化炉中，按照设计温度固化，直至达到规定固化时间；其中保持的时间不少于30min；

传统干式空心电抗器采用浸胶的玻璃丝布带等材料作为绝缘层，当电抗器出现超过其最大短路耐受电流时，随着时间的延长，会有局部温升过高，绝缘层被击穿并会引燃，发生烧毁事故，而本发明采用的是环氧树脂作为绝缘层，由于不含玻璃丝布带等材料，不会被引燃，安全性提高；

5)拆模:所述的浇筑固化步骤后进行拆模,线圈出炉后，用扳手等作业工具，将模具拆除，出炉到拆除模具的时间不应超过1个小时；

6)修整；所述的拆模步骤后进行修整，将线圈多余部分使用切割机切割，并用角磨机打磨线圈表面，最后喷漆。

相比传统干式空心电抗器的加工工序，本发明工序更少。

上述加工方法制成的电抗器如下：

一种小型浇注干式空心电抗器，其特殊之处，所述的电抗器包括电抗器线圈、电抗器线圈的两端的进出线端子和安装固定脚；所述的进出线端子设置在电抗器线圈两端的侧壁上且垂直电抗器线圈的轴线，安装固定脚位于电抗器线圈的侧壁上；所述的电抗器线圈包括中心的环氧筒，缠绕在环氧筒上的两层膜一层布的铝圆线，以及最外层的包覆的环氧树脂层；所述的环氧筒由浸胶的玻璃丝绕制，所述的两根铝圆线并绕指定匝数且绕7层；所述的进出线端子为端子板，将绕好的线圈引线焊端子板，端子板有两个且位于环氧筒两端。

本发明的优点在于：使用环氧树脂浇注工艺取代传统线圈内外用绝缘胶浸渍的玻璃丝包绕工艺；使用卧式安装取消传统电抗器立式安装；使用模具做成了小型浇注干式空心电抗器的外形。

附图说明

图1为小型浇注干式空心电抗器的立体结构示意图；

图2为小型浇注干式空心电抗器的端部方向观察的结构示意图；

图3为图2的A-A方向剖视图。

附图标记记录如下：电抗器线圈-1，环氧筒-1.1，铝圆线-1.2，环氧树脂层-1.3，进出线端子-2，安装固定脚-3。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

一种小型浇注干式空心电抗器的加工方法，是通过如下的工艺步骤加工的：

1)绕制环氧筒：使用浸胶的玻璃丝在胎盘上按照小型电抗器的设计尺寸绕制相应的环氧筒，绕制完毕后，将环氧筒放入固化炉固化，固化后取出环氧筒等待下道工序；

2)绕线：将经过固化后的环氧筒固定在绕线机上，使用聚酯膜包铝圆线在环氧筒上开始绕线，按照设计要求绕制相应层数(不少于7层)及匝数，预留引线位置，为防止导线下沉，在环氧筒的两端端部使用无纬带绕制垫起，铝圆线绕制完毕后，使用网格布包绕且至少1层，并用无纬带缠绕网格布固定；

所述的绕制环氧筒步骤中，绕制的环氧筒尺寸为内径194mm，外径200mm，筒厚3mm，筒高280mm；

传统干式空心电抗器，绕线工艺通常会先绕一层绝缘层，然后在绝缘层上绕线，绕线完毕后再绕一层绝缘层封住，耗时长；本发明仅需要在环氧筒上绕线，不需要绕制两层绝缘层，节省了时间，并减小了电抗器尺寸；

3)装配：将绕好的线圈引线焊端子板，采用氩弧焊将引线焊接在端子板上，端子板垂直环氧筒的轴线放置且位于环氧筒的两端，再将线圈放入模具中，并将模具内放置端子板的槽内用网格布填满，模具内相对于环氧筒侧壁位置设置有连接脚槽；所述的装配步骤中，端子板规格为厚5mm、宽40mm、长70mm；

传统干式空心电抗器会制作汇流排星架，将引线与星架焊接，本发明取消了汇流排星架结构，节省了时间，并减小了电抗器尺寸；

4)浇注固化：将与模具装配好的线圈放入真空浇注罐中加热，并抽出空气，当浇注罐内部压力达到真空压力时，保持一定时间，至少30分钟，然后对线圈采用环氧树脂进行浇注，浇注完毕后，将线圈放入固化炉中，按照设计温度固化，直至达到规定固化时间；

传统干式空心电抗器采用浸胶的玻璃丝布带等材料作为绝缘层，当电抗器出现超过其最大短路耐受电流时，随着时间的延长，会有局部温升过高，绝缘层被击穿并会引燃，发生烧毁事故，而本发明采用的是环氧树脂作为绝缘层，由于不含玻璃丝布带等材料，不会被引燃，安全性提高；

5)拆模:所述的浇筑固化步骤后进行拆模,线圈出炉后，用扳手等作业工具，将模具拆除，出炉到拆除模具的时间不应超过1个小时；

6)修整；所述的拆模步骤后进行修整，将线圈多余部分使用切割机切割，并用角磨机打磨线圈表面，最后喷漆。

相比传统干式空心电抗器的加工工序，本发明工序更少，传统工艺至少需要十步，而本方法只要通过六步就能完成。

上述加工方法制成的电抗器如下：

一种小型浇注干式空心电抗器(参见图1-3)，所述的电抗器包括电抗器线圈1、电抗器线圈的两端的进出线端子2和安装固定脚3；所述的进出线端子2设置在电抗器线圈1两端的侧壁上且垂直电抗器线圈1的轴线，安装固定脚3位于电抗器线圈1的侧壁上；所述的电抗器线圈1包括中心的环氧筒1.1，缠绕在环氧筒1.1上的铝圆线1.2，以及最外层的包覆的环氧树脂层1.3；所述的环氧筒由浸胶的玻璃丝绕制，所述的两根铝圆线并绕指定匝数；所述的进出线端子为端子板，将绕好的线圈引线焊端子板，端子板有两个且位于环氧筒两端。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种小型浇注干式空心电抗器的加工方法，其特征在于，是通过如下的工艺步骤加工的：

1)绕制环氧筒：使用浸胶的玻璃丝在胎盘上按照小型电抗器的设计尺寸绕制相应的环氧筒，绕制完毕后，将环氧筒放入固化炉固化；

2)绕线：将经过固化后的环氧筒固定在绕线机上，使用聚酯膜包铝圆线在环氧筒上开始绕线，按照设计要求绕制相应层数及匝数，预留引线位置，为防止导线下沉，在环氧筒的两端端部使用无纬带绕制垫起，铝圆线绕制完毕后，使用网格布包绕，并用无纬带缠绕网格布固定；

3)装配：将绕好的线圈引线焊端子板，采用氩弧焊将引线焊接在端子板上，端子板垂直环氧筒的轴线放置且位于环氧筒的两端，再将线圈放入模具中，并将模具内放置端子板的槽内用网格布填满，模具内相对于环氧筒侧壁位置设置有连接脚槽；

4)浇注固化：将与模具装配好的线圈放入真空浇注罐中加热，并抽出空气，当浇注罐内部压力达到真空压力时，保持一定时间，然后对线圈采用环氧树脂进行浇注，浇注完毕后，将线圈放入固化炉中，按照设计温度固化，直至达到规定固化时间。

2.根据权利要求1所述的小型浇注干式空心电抗器的加工方法，其特征在于，所述的绕制环氧筒步骤中，绕制的环氧筒尺寸为内径194mm，外径200mm，筒厚3mm，筒高280mm。

3.根据权利要求1所述的小型浇注干式空心电抗器的加工方法，其特征在于，所述的装配步骤中，端子板规格为厚5mm、宽40mm、长70mm。

4.根据权利要求1所述的小型浇注干式空心电抗器的加工方法，其特征在于，所述的浇筑固化步骤后进行拆模；线圈出炉后，用扳手等作业工具，将模具拆除，出炉到拆除模具的时间不应超过1个小时。

5.根据权利要求4所述的小型浇注干式空心电抗器的加工方法，其特征在于，所述的拆模步骤后进行修整；将线圈多余部分使用切割机切割，并用角磨机打磨线圈表面，最后喷漆。

6.一种小型浇注干式空心电抗器，其特征在于，是通过权利要求1-5任一权利要求所述的加工方法加工的电抗器。

7.根据权利要求6所述的小型浇注干式空心电抗器，其特征在于，所述的电抗器包括电抗器线圈(1)、电抗器线圈的两端的进出线端子(2)和安装固定脚(3)；所述的进出线端子(2)设置在电抗器线圈(1)两端的侧壁上且垂直电抗器线圈(1)的轴线，安装固定脚(3)位于电抗器线圈(1)的侧壁上；所述的电抗器线圈(1)包括中心的环氧筒(1.1)，缠绕在环氧筒(1.1)上的铝圆线(1.2)，以及最外层的包覆的环氧树脂层(1.3)。

8.根据权利要求7所述的小型浇注干式空心电抗器，其特征在于，所述的环氧筒由浸胶的玻璃丝绕制，所述的两根铝圆线并绕指定匝数且绕7层；所述的进出线端子为端子板，将绕好的线圈引线焊端子板，端子板有两个且位于环氧筒两端。

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