CN201036131Y - 电抗器用矩形绕组线 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电抗器用矩形绕组线，由矩形截面的导体和包覆在导体表面的绝缘层构成，其导体由多股导线绞合而成，特点是导体的导线呈矩阵式或蜂窝式规则排列；导线间隙均匀，表层平整，矩形截面成型规整，利于绝缘层绕包，降低绕包工艺难度，保证绝缘质量，有效地减小了高压放电几率，导线表面的氧化膜不被破坏，能降低谐波阻抗，绝缘层由多层不同材料的绕包带绕包构成的复合绝缘层，其中至少有一层是聚酰亚胺绕包带。满足交流1000kV、直流±800kV超高压电抗器的技术要求。

Description

电抗器用矩形绕组线

技术领域

本实用新型涉及一种电抗器用矩形绕组线，尤其涉及一种由多股导线绞合而成的矩形截面绕组线，用其可生产交流1000kV、直流±800kV的干式电抗器。

背景技术

电抗器是电力系统的重要器件，对于稳定系统电压，保障系统安全有重要作用。电抗器的电抗值与绕组匝数成正比关系，一方面，系统的电压等级越高，要求电抗器的电抗值也越高，绕组匝数就越多，电抗器体积也越大；由于电抗器用在高压输电网络中，电流小，发热量小，绕组的匝间距离可以很小，故电抗器的绕组线通常采用实芯矩形截面导体(铝排或铜排)，以使绕组排列紧密，缩小电抗器体积。另一方面，系统的电压等级越高，电抗器容量也越大，绕组线的截面积也越大，而实芯导体截面积越大则刚性也大，绕组的绕制工艺难度也越大，受其限制，现在只能生产500kV及以下等级的电抗器。“十一五”期间国家电网公司发展规划中，将研究开发超高电压输电技术与装备，即开发交流1000kV、直流±800kV超高压输电设备列为重点内容。我国自2006年起着手开发设计±800kV直流电抗器，这种电抗器在国际上尚无成熟技术，其主要配套产品绕组线也无相关文献报道。一些电缆企业正在试制一种由多股绞合线压成矩形截面的绕组线，例如中国专利公开的《矩形铝电缆线》(申请号93107996.9)，与铝排或铜排相比，该绕组线柔软性好，可降低加工绕组的工艺难度，为采用更大截面的导体生产更高电压等级的电抗器提供了一条可行的途径。但是，该产品研发尚未成功，还存在许多缺陷，主要有：

1、导体内导线成型不规整，排列错乱无规则，间隙不均匀，容易产生高压放电现象。

2、导体截面的轮廓形状只是近似矩形，表层导线不平整，同一条边上的外层导线，其中心也不在同一直线上，四个角的圆弧半径大小不均匀，给后序的绝缘层绕包工艺带来困难，对绝缘性能产生不利影响。

3、导体内各导线变形不一致，变形大的导体，其表层保护膜遭到破坏，使谐波阻抗增大，降低了电性能。

4、绝缘层是常规的线缆绝缘材料，不能满足交流1000kV、直流±800kV超高压电抗器的技术要求。

实用新型内容

本实用新型的目的，是克服现有电抗器用矩形绕组线的缺点，提供一种截面积大、柔韧性好、绝缘强度高、用其可生产交流1000kV、直流±800kV超高压电抗器的矩形绕组线。其技术解决方案是：

一种电抗器用矩形绕组线，由矩形截面的导体和包覆在导体表面的绝缘层构成，所述导体由多股导线绞合而成，其特征在于，所述导体的导线呈规则排列。

所述导线的排列规则是矩阵式或蜂窝式。

所述导线的线芯排列为分层结构，各层的线芯数由中心层向外层递增，且满足下式：

M＝n+(n+8)+(n+8+8)+…

式中：M为导体的线芯总数

n为中心层线芯数，n＝1.2.3…。

所述绝缘层由多层不同材料的绕包带绕包构成的复合绝缘层，其中至少有一层是聚酰亚胺绕包带。

上述结构的电抗器矩形绕组线，具有如下优点：

1、绕组线中的导线排列规则，各导线变形程度一致，间隙均匀，表层平整，四个圆弧角大小一致，矩形截面成型规整，利于绝缘层绕包，降低绕包工艺难度，保证绝缘质量，有效地减小了高压放电几率，同时又保证了导线表面的氧化膜不被破坏，最大限度降低谐波阻抗，为提高其电性能提供了保障。

2、绝缘为复合结构。其中NOMEX绝缘纸允许直接绕包于导线表面或绕包于聚酰亚胺之外，外层再绕包聚酰亚胺薄膜，聚酰亚胺是当今耐温等级最高、力学性能、介电性能、耐腐蚀性能等最好的高分子材料，耐温等级可达482℃。同时采用复合绝缘结构，其绝缘水平、耐压等级及耐温等级等指标完全可满足交流1000kV、直流±800kV干式电抗器绕组线的要求。

以下结合实例及附图详细说明。

附图说明

图1  是中心层为(1×1)根导线时电抗器绕组剖面结构示意图

图2  是中心层为(1×2)根导线时电抗器绕组剖面结构示意图

图3  是中心层为(1×3)根导线时电抗器绕组剖面结构示意图

图4  是中心层为(1×4)根导线时电抗器绕组剖面结构示意图

图5  是中心层为(2×4)根导线时电抗器绕组剖面结构示意图

图6  是中心层为(2×2)根导线时电抗器绕组剖面结构示意图

图7  是中心层为(2×3)根导线时电抗器绕组剖面结构示意图

图8  是无中心层导线时电抗器绕组剖面结构示意图

图中标记：

1外层绝缘    2中层绝缘    3内层绝缘    4最外层导线

5中间层导线  6中心层导线

具体实施方式

本电抗器绕组线包括：最外层绝缘1，中层NOMEX绝缘纸2，内层绝缘3，最外层导线4，中间层导线5和中心层导线6构成。其中中间层导线可以是一层或多层。线芯排列为分层结构，各层的线芯数由中心层向外层递增，且满足下式：

M＝n+(n+8)+(n+8+8)+…

式中：M为导体的线芯总数

n为中心层线芯数，n＝1.2.3…

参照图1：中心层只有1根导线，其余导线围绕中心层紧密有序呈矩阵式排列，经过一种特殊的紧压装置(另案申请专利)压制成型，使电抗器绕组线截面形状呈规则矩形。

参照图2、3、4：中心层导线根数为大于1的整数呈一字形排列，其余导线围绕中心层紧密有序呈矩阵式排列，经过上述紧压装置压制成型，使电抗器绕组线截面形状呈矩形。

参照图5、6、7：中心层导线为2的整数倍并分为两层平行排列，其余导线围绕中心层紧密有序呈矩阵式排列，经过上述紧压装置压制成型，使电抗器绕组线截面形状呈矩形。

参照图8：无中心层导线，所有导线紧密有序呈矩阵式排列，经过上述紧压装置压制成型，使电抗器绕组线截面形状呈矩形。

导体线芯的排列结构是矩形成型的关键，上述参照图1～8表示了8种不同的线芯排列结构，经过上述装置紧压后，使各导体变形均匀，消除了导体间间隙不均和变形不一带来的高压放电和圆弧角不等的缺陷；同时，导线经过此种特殊紧压装置时，所受的变形程度最小，因而对导线保护膜损伤最小，大大降低了谐波阻抗对电性能的影响；压制成型后，可以实现大小不同的截面和不同的矩形长宽比。

线芯的排列也可是蜂窝式。线芯材料可以是铝、铜、铜包铝、合金中的任意一种。

绝缘层采用复合绝缘结构，即先绕包聚酰亚胺薄膜，然后绕包NOMEX纸，最后再绕包聚酰亚胺薄膜，绕包方式采用重叠绕包，绝缘紧密均匀、无皱褶、耐热等级达F级及以上。此种绝缘结构提高了耐压等级和耐温等级，能够满足交流1000kV、直流±800kV级特高电压对绝缘的电性能和耐热性能的要求。

Claims (5)

1.一种电抗器用矩形绕组线，由矩形截面的导体和包覆在导体表面的绝缘层构成，所述导体由多股导线绞合而成，其特征在于，所述导体的导线呈规则排列。

2.根据权利要求1所述的电抗器用矩形绕组线，其特征在于，所述导线的排列规则是矩阵式。

3.根据权利要求1所述的电抗器用矩形绕组线，其特征在于，所述导线的排列规则是蜂窝式。

4.根据权利要求1或2或3所述的电抗器用矩形绕组线，其特征在于，所述导线的线芯排列为分层结构，各层的线芯数由中心层向外层递增，且满足下式：

M＝n+(n+8)+(n+8+8)+…

式中：M为导体的线芯总数

n为中心层线芯数，n＝1.2.3…。

5.根据权利要求1所述的电抗器用矩形绕组线，其特征在于，所述绝缘层是不同材料的多层绕包带构成的复合绝缘层，其中至少有一层是聚酰亚胺绕包层。

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