CN112103050B - 一种气体绝缘串级式铁心电抗器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种气体绝缘串级式铁心电抗器，其特征在于：包括高压电位模块、中间电位模块和低压电位模块；所述高压电位模块、中间电位模块和低压电位模块自上而下依次相连；本发明中采用串级式结构，使高压线圈层间以及高压线圈对铁心的绝缘耐受电压减小到一半额定电压，减小了高压线圈体积和绝缘距离，减小了单个高压线圈的发热量；高压线圈中设置环氧条支撑形成气道，提高了散热性能；铁心采用间隙式结构，气隙可以避免在交流大信号或直流偏置下的磁饱和现象，使其在过电流情况下也可以保持30%‑50%的额定电感量，气隙与铁心的芯柱采用树脂浇注成一体可提高芯柱整体强度，减小振动和噪声。

Description

一种气体绝缘串级式铁心电抗器
技术领域
本发明涉及电抗器技术领域，尤其涉及一种气体绝缘串级式铁心电抗器。
背景技术
电抗器又称电感器，具有线圈和铁心；对于特高压气体绝缘电抗器来说，单级式气体绝缘铁心电抗器高压线圈为了承载额定的电压，需要将高压线圈的体积做得足够大，这样也就增大的整体的电抗器中绝缘套管和壳体的体积；这样大体积的结构，高压线圈承受的额度电压较大，发热问题严重，且高压线圈密集缠绕导致散热效果差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种气体绝缘串级式铁心电抗器，能够解决一般的单级式气体绝缘铁心电抗器体积大，发热量大，散热性能差的问题。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种气体绝缘串级式铁心电抗器，其创新点在于：包括高压电位模块、中间电位模块和低压电位模块；所述高压电位模块、中间电位模块和低压电位模块自上而下依次相连；
所述高压电位模块包括第一绝缘套管、第一导电管、第一均压电极和第一均压环；所述第一绝缘套管的底端与中间电位模块相连，所述第一导电管与贯穿第一绝缘套管并同轴设置，所述第一导电管的顶端延伸出第一绝缘套管且连接有高压接线端子；所述第一导电管的底端延伸出第一绝缘套管且伸入中间电位模块中；所述第一均压电极设置在第一绝缘套管内且从第一导电管的底端嵌套在第一导电管上；所述第一均压电极的底端连接在中间电位模块上；所述第一均压环嵌套在第一绝缘套管上且位于第一绝缘套管的侧边底端处；
所述中间电位模块包括外壳、铁心、高压屏蔽罩、高压线圈和低压屏蔽板；所述外壳呈圆柱筒状结构，且外壳的顶端与高压电位模块连接，外壳的底端与低压电位模块连接；所述铁心设置在外壳内，且铁心自上而下设置有两个水平状芯柱；所述高压线圈具有一对且分别嵌套在铁心的两个芯柱上形成串联结构；所述高压屏蔽罩嵌套在高压线圈上；所述低压屏蔽板安装在铁心上；
所述低压电位模块包括第二绝缘套管、第二导电管、第二均压电极和第二均压环；所述第二绝缘套管的顶端与中间电位模块相连，所述第二导电管与贯穿第二绝缘套管并同轴设置，所述第二导电管的底端延伸出第二绝缘套管且连接有低压接线端子；所述第二导电管的顶端延伸出第二绝缘套管且伸入中间电位模块中；所述第二均压电极设置在第二绝缘套管内且从第二导电管的顶端嵌套在第二导电管上；所述第二均压电极的顶端连接在中间电位模块上；所述第二均压环嵌套在第二绝缘套管上且位于第二绝缘套管的侧边顶端处；所述第二绝缘套管的底端处设置气体控制阀接口，通过气体控制阀实现外壳内释放或充入SF6气体。
进一步的，所述铁心的芯柱内设置若干气隙，且气隙与铁心的芯柱采用树脂浇注成一体。
进一步的，所述高压线圈采用漆包线和点胶薄膜绕制，高压线圈中间设置有若环氧条，通过环氧条的支撑形成气道，便于高压线圈热量散发。
进一步的，所述低压电位模块的底端还设置有支撑绝缘模块，所述支撑绝缘模块具有若干支柱绝缘子，且支柱绝缘子的顶端连接在低压电位模块的低压接线端子上。
本发明的优点在于：
1）本发明中采用串级式结构，使高压线圈层间以及高压线圈对铁心的绝缘耐受电压减小到一半额定电压，减小了高压线圈体积和绝缘距离，减小了单个高压线圈的发热量；高压线圈中设置环氧条支撑形成气道，提高了散热性能，有效的改善了产品电场，减小了产品局放水平；同时也实现了减少电抗器的体积；
2）本发明中铁心采用间隙式结构，气隙可以避免在交流大信号或直流偏置下的磁饱和现象，使其在过电流情况下也可以保持30%-50%的额定电感量，气隙与铁心的芯柱采用树脂浇注成一体可提高芯柱整体强度，减小振动和噪声。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明的一种气体绝缘串级式铁心电抗器的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示的一种气体绝缘串级式铁心电抗器，包括高压电位模块1、中间电位模块2和低压电位模块3；高压电位模块1、中间电位模块2和低压电位模块3自上而下依次相连。
高压电位模块1包括第一绝缘套管11、第一导电管12、第一均压电极13和第一均压环14；第一绝缘套管11的底端与中间电位模块2相连，第一导电管12与贯穿第一绝缘套管11并同轴设置，第一导电管12的顶端延伸出第一绝缘套管11且连接有高压接线端子15；第一导电管12的底端延伸出第一绝缘套管11且伸入中间电位模块2中；第一均压电极13设置在第一绝缘套管11内且从第一导电管12的底端嵌套在第一导电管12上；第一均压电极13的底端连接在中间电位模块2上；第一均压环14嵌套在第一绝缘套管11上且位于第一绝缘套管11的侧边底端处。
中间电位模块2包括外壳21、铁心22、高压屏蔽罩23、高压线圈24和低压屏蔽板25；外壳21呈圆柱筒状结构，且外壳21的顶端与高压电位模块1连接，外壳21的底端与低压电位模块3连接；铁心22设置在外壳内，且铁心22自上而下设置有两个水平状芯柱；高压线圈24具有一对且分别嵌套在铁心的两个芯柱上形成串联结构；高压屏蔽罩23嵌套在高压线圈24上；低压屏蔽板25安装在铁心上。
低压电位模块3包括第二绝缘套管31、第二导电管32、第二均压电极33和第二均压环34；第二绝缘套管31的顶端与中间电位模2块相连，第二导电管32与贯穿第二绝缘套管31并同轴设置，第二导电管32的底端延伸出第二绝缘套管31且连接有低压接线端子35；第二导电管32的顶端延伸出第二绝缘套管31且伸入中间电位模块2中；第二均压电极33设置在第二绝缘套管31内且从第二导电管32的顶端嵌套在第二导电管32上；第二均压电极33的顶端连接在中间电位模块2上；第二均压环34嵌套在第二绝缘套管31上且位于第二绝缘套管31的侧边顶端处；第二绝缘套管31的底端处设置气体控制阀接口36，通过气体控制阀实现外壳内释放或充入SF6气体。
铁心22的芯柱内设置若干气隙，且气隙与铁心的芯柱采用树脂浇注成一体。
高压线圈24采用漆包线和点胶薄膜绕制，高压线圈24中间设置有若环氧条，通过环氧条的支撑形成气道，便于高压线圈热量散发。
低压电位模块3的底端还设置有支撑绝缘模块4，支撑绝缘模块4具有若干支柱绝缘子41，且支柱绝缘子41的顶端连接在低压电位模块3的低压接线端子35上。
本发明的工作原理：高压接线端子接上高压电源，在第一绝缘套管内设置第一导电管和第一均压电极用于改善内部电场，采用串级式结构，使高压线圈层间以及高压线圈对铁心的绝缘耐受电压减小到一半额定电压，减小了高压线圈体积和绝缘距离，减小了单个高压线圈的发热量；高压线圈中设置环氧条支撑形成气道，提高了散热性能；通过低压接线端子实现输出。
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种气体绝缘串级式铁心电抗器，其特征在于：包括高压电位模块、中间电位模块和低压电位模块；所述高压电位模块、中间电位模块和低压电位模块自上而下依次相连；
所述高压电位模块包括第一绝缘套管、第一导电管、第一均压电极和第一均压环；所述第一绝缘套管的底端与中间电位模块相连，所述第一导电管与贯穿第一绝缘套管并同轴设置，所述第一导电管的顶端延伸出第一绝缘套管且连接有高压接线端子；所述第一导电管的底端延伸出第一绝缘套管且伸入中间电位模块中；所述第一均压电极设置在第一绝缘套管内且从第一导电管的底端嵌套在第一导电管上；所述第一均压电极的底端连接在中间电位模块上；所述第一均压环嵌套在第一绝缘套管上且位于第一绝缘套管的侧边底端处；
所述中间电位模块包括外壳、铁心、高压屏蔽罩、高压线圈和低压屏蔽板；所述外壳呈圆柱筒状结构，且外壳的顶端与高压电位模块连接，外壳的底端与低压电位模块连接；所述铁心设置在外壳内，且铁心自上而下设置有两个水平状芯柱；所述高压线圈具有一对且分别嵌套在铁心的两个芯柱上形成串联结构；所述高压屏蔽罩嵌套在高压线圈上；所述低压屏蔽板安装在铁心上；
所述低压电位模块包括第二绝缘套管、第二导电管、第二均压电极和第二均压环；所述第二绝缘套管的顶端与中间电位模块相连，所述第二导电管与贯穿第二绝缘套管并同轴设置，所述第二导电管的底端延伸出第二绝缘套管且连接有低压接线端子；所述第二导电管的顶端延伸出第二绝缘套管且伸入中间电位模块中；所述第二均压电极设置在第二绝缘套管内且从第二导电管的顶端嵌套在第二导电管上；所述第二均压电极的顶端连接在中间电位模块上；所述第二均压环嵌套在第二绝缘套管上且位于第二绝缘套管的侧边顶端处；所述第二绝缘套管的底端处设置气体控制阀接口，通过气体控制阀实现外壳内释放或充入SF6气体；
所述高压线圈采用漆包线和点胶薄膜绕制，高压线圈中间设置有若环氧条，通过环氧条的支撑形成气道，便于高压线圈热量散发；
所述低压电位模块的底端还设置有支撑绝缘模块，所述支撑绝缘模块具有若干支柱绝缘子，且支柱绝缘子的顶端连接在低压电位模块的低压接线端子上。
2.根据权利要求1所述的一种气体绝缘串级式铁心电抗器，其特征在于：所述铁心的芯柱内设置若干气隙，且气隙与铁心的芯柱采用树脂浇注成一体。
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