CN202585000U - 手动调感变频串联谐振装置的高压电抗器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种手动调感变频串联谐振装置的高压电抗器，包括前盖板、定铁芯连接件、定铁芯、线圈、外壳、动铁芯、动铁芯连接件、后盖板、摇把、与励磁变压器连接的进线端子和与谐振电容器连接的出线端子，定铁芯通过定铁芯连接件固定安装在前盖板上，动铁芯的一端套接在所述定铁芯外，另一端通过动铁芯连接件活动安装在所述后盖板上，摇把与后盖板活动连接，线圈上的两根引线分别与进线端子、出线端子连接，进线端子、出线端子分别安装在前盖板上相应的安装孔内，前盖板和后盖板分别固定套接在外壳的两端。本实用新型对不同的被试品能够快速找到谐振点，减轻了试验人员的劳动强度，节约了大量的试验时间。

Description

手动调感变频串联谐振装置的高压电抗器

技术领域

本实用新型涉及耐压试验装置，具体地指一种手动调感变频串联谐振装置的高压电抗器。

背景技术

各种大型电力变压器、电力电缆、汽轮及水轮发电机及其它容性设备的交流耐压试验都必须严格按试验规程定期进行。在工频条件下，由于被试品电容量较大，或者试验电压要求较高，对试验装置的电源容量相应的也有较高的要求，传统的工频耐压装置往往单件体积大，重量重，不便于现场搬运，而且不便于任意组合，灵活性较差。

变频串联谐振试验装置是运用串联谐振原理，利用励磁变压器激发串联谐振回路，调节变频控制器的输出频率，谐振频率可以在30～300Hz范围内，使回路电感L和试品C串联谐振，谐振电压即为加到试品上电压完成多种电力设备的交流耐压试验。变频谐振试验装置广泛用于电力、冶金、石油、化工等行业，适用于大容量，高电压的电容性试品的交接和预防性试验。

目前国内的串联谐振试验装置采用的是调频技术，但是对于被试品电容量比较大的负载，特别是对电缆和发电机的耐压试验，如果只用调频技术难以找到谐振点，这就给现场试验带来诸多不便。

发明内容

本实用新型的目的就是要克服现有技术所存在的不足，提供一种手动调感变频串联谐振装置的高压电抗器。

为实现上述目的，本实用新型所设计的手动调感变频串联谐振装置的高压电抗器，包括前盖板、定铁芯连接件、定铁芯、线圈、套在线圈外的外壳、动铁芯、动铁芯连接件、后盖板、摇把、与励磁变压器连接的进线端子和与谐振电容器连接的出线端子，所述定铁芯通过定铁芯连接件固定安装在所述前盖板上，所述动铁芯的一端套接在所述定铁芯外，所述动铁芯的另一端通过动铁芯连接件活动安装在所述后盖板上，所述摇把与所述后盖板活动连接，所述线圈上的两根引线分别与进线端子、出线端子连接，所述进线端子、出线端子分别安装在前盖板上相应的安装孔内，所述前盖板和后盖板分别固定套接在外壳的两端。

上述方案中，所述前盖板中间设置有用于安装定铁芯连接件的固定孔，所述前盖板上还分别设置有用于安装所述进线端子、出线端子的进线端安装孔、出线端安装孔。

上述方案中，所述定铁芯连接件的一端为圆形平面，所述定铁芯连接件的另一端设置有与所述定铁芯过盈配合的圆形孔，所述定铁芯连接件的中间设置有与所述前盖板内侧面紧贴的圆环。

上述方案中，所述线圈的内部为一环氧筒，所述环氧筒的外壁上绕制有线圈绕组，所述线圈绕组上的两根引线分别与进线端子、出线端子连接。这样，环氧筒和线圈绕组形成电感线圈。

上述方案中，所述定铁芯为圆柱体结构，所述动铁芯为与所述定铁芯滑动配合的空心圆柱结构。

上述方案中，所述动铁芯连接件的一端设置有与动铁芯过盈配合的连接孔，所述动铁芯连接件的另一端为设置有外螺纹的圆柱形结构，且在此端的圆面上中间设置有用于摇把安装的定位孔。这样，动铁芯连接件可以使动铁芯与定铁芯无缝连接，也方便摇把调节电感量。

上述方案中，所述后盖板上设置有与所述动铁芯连接件的外螺纹相配合的内螺纹孔。这样，既可以用于支撑动铁芯，还可使动铁芯通过动铁芯连接件能够旋入和旋出。

上述方案中，所述摇把包括摇杆及设置在摇杆两端的定位块和手柄，所述定位块插在所述动铁芯连接件的定位孔中。这样，通过摇把调节电感量的大小。

上述方案中，所述摇把优选为Z形结构，中间的摇杆为用圆钢折弯成L形结构。

上述方案中，所述进线端子和出线端子上设置有用于外部接线的接线孔以及用于固定进线端子和出线端子的螺帽。

上述方案中，所述外壳优选为空心圆柱结构。这样可以便于安装和固定线圈。

本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型将可调电抗器串接在励磁变压器和谐振电容器两端，可调电抗器的电感量调节采用固定电感和可调电感量相配合，对不同电容量的被试品均有良好的谐振点，没有谐振盲区；

2、因为有定铁芯的存在，能保证电抗器有一个固定的电感量，根据负载电容的大小还可以手动调节动铁芯来改变电感量，再通过调频技术能够快速找到谐振点，从而提高了工作效率；

3、本实用新型采用无缝调感技术，保证电感中的磁场能量与谐振电容中的电场能量相互补偿，达到串联谐振目的，使电源提供很小的励磁电压，试品上能得到很高的电压；

4、电感量调节范围广，调节范围为20H-70H，通过摇把调节方便、可靠；

5、采用先进的浇注工艺，电抗器为干式结构，使用精加工的传动机构，大大降低了电抗器运行的噪音；

6、可调电抗器重量轻、体积小；

7、本实用新型可配套针对10kV系统运行设备耐压试验的串联谐振装置，对不同的被试品，能够快速找到谐振点，减轻了试验人员的劳动强度，节约了大量的试验时间。

附图说明

图1为手动调感变频串联谐振装置的高压电抗器的整体结构示意图。

图2为图1中前盖板的结构示意图。

图3为图1中定铁芯连接件的结构示意图。

图4为图1中线圈的结构示意图。

图5为图1中动铁芯连接件的结构示意图。

图6为图1中后盖板的结构示意图。

图7为图1中摇把的结构示意图。

图8为图1中线端子和出线端子的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。

图1所示的手动调感变频串联谐振装置的高压电抗器，它包括前盖板1、定铁芯连接件2、定铁芯3、线圈4、套在线圈4外的外壳5、动铁芯6、动铁芯连接件7、后盖板8、摇把9、与励磁变压器连接的进线端子10和与谐振电容器连接的出线端子11。定铁芯3通过定铁芯连接件2固定安装在前盖板1上，动铁芯6的一端套接在定铁芯3外，动铁芯6的另一端通过动铁芯连接件7活动安装在后盖板8上，摇把9与后盖板8活动连接，线圈4上的两根引线4.3、4.4分别与进线端子10、出线端子11连接，进线端子10、出线端子11分别安装在前盖板1上相应的安装孔内，前盖板1和后盖板8分别固定套接在外壳5的两端。定铁芯3为圆柱体结构，动铁芯6为与定铁芯3滑动配合的空心圆柱结构。外壳也为空心圆柱结构。

图1、2所示的前盖板1中间设置有用于安装定铁芯连接件2的固定孔1.2，前盖板1上还分别设置有用于安装进线端子10、出线端子11的进线端安装孔1.1、出线端安装孔1.3。

图1、3所示的定铁芯连接件2由一种用高强度尼龙棒加工制成，定铁芯连接件2的一端为圆形平面，定铁芯连接件2的另一端设置有与定铁芯3过盈配合的圆形孔2.1，定铁芯连接件2的中间设置有与前盖板1内侧面紧贴的圆环2.2。

图1、4所示的线圈4的内部为一环氧筒4.1，环氧筒4.1的外壁上绕制有线圈绕组4.2，线圈绕组4.2上的两根引线4.3、4.4分别与进线端子10、出线端子11连接，形成电感线圈。

图1、5所示的动铁芯连接件7的一端设置有与动铁芯6过盈配合的连接孔7.1，动铁芯连接件7的另一端为设置有外螺纹7.2的圆柱形结构，且在此端的圆面上中间设置有用于摇把9安装的定位孔7.3。

图1、6所示的后盖板8上设置有与所述动铁芯连接件7的外螺纹7.2相配合的内螺纹孔8.1。

图1、7所示的摇把9包括摇杆9.2及设置在摇杆9.2两端的定位块9.1和手柄9.3，定位块9.1插在动铁芯连接件7的定位孔7.3中。摇把9为Z形结构，中间的摇杆9.2为用圆钢折弯成L形结构。

图1、8所示的进线端子10和出线端子11上设置有用于外部接线的接线孔12以及用于固定进线端子10和出线端子11的螺帽13。

本实用新型的工作原理是：

当LRC串联回路中的感抗与试品容抗相等时，电感中的磁场能量与试品电容中的电场能量相互补偿，试品所需的无功功率全部由电抗器供给，电源只提供回路的有功损耗。电源电压与谐振回路电流同相位，电感上的电压降与电容上的压降大小相等，相位相反。电路发生串联谐振，电源提供很小的励磁电压，试品上就能得到很高的电压，电源频率为谐振频率。利用串联谐振原理在回路中产生高电压，一般频率为30～300Hz。

当电源频率(f)、电感(L)及被试设备电容(C)满足下式时回路处于串联谐振状态此时：f＝1/2π√LC，回路中电流为I＝Ulx/R，被试设备电压为Ucx＝I/ωCx输出电压与励磁电压之比为试验回路的品质因数Q＝Ucx/Ulx＝(ωL)/R，由于试验回路中电阻R很小，故试验回路品质因数很大。一般正常时可达50以上，既输出电压是励磁电压50倍，因此用较低容量的试验变压器就能得到较高的试验电压。这样就解决了一般的交流耐压试验中试验变压器容量不能满足试验要求的问题。此时电容量与电感的关系为ωL＝1/ωc，因为对试品而言，电容量是固有的，所以可以采用调频和调感方式达到谐振状态。当需要什么频率做试验时，就将激励源的频率调整到需要的频率，然后根据被试品的电容量调节电抗器的感抗，使系统谐振，产生高压，在升压过程中，如果谐振点偏离，可以通过微调频率的方式准确找到谐振点，保证高Q值，从而最大程度的减小电源容量和试验设备体积重量。

本实用新型的工作过程：线圈4与定铁芯3、动铁芯6组成电抗器，线圈4设置有分别与进线端子10、出线端子11连接的进线端和出线端，进线端子10接高压励磁变压器，出线端子11接谐振电容器；使电抗器串接在高压励磁变压器和谐振电容器之间，形成标准的串联谐振回路。

当对负载进行耐压试验时，先对负载施加一个几千伏的电压，并进行调整系统工作频率，然后通过摇动摇把9来控制动铁芯6的旋进和旋出，因电抗器的定铁芯3有一个固定的20H的电感量，再通过调节动铁芯6使电抗器的电感量的调节范围在20H～70H，所以很快就能找到谐振点，谐振点找到后，就可以将电压值升至负载所需测试的电压值。

Claims (10)

1.一种手动调感变频串联谐振装置的高压电抗器，包括前盖板(1)、定铁芯连接件(2)、定铁芯(3)、线圈(4)、套在线圈(4)外的外壳(5)、动铁芯(6)、动铁芯连接件(7)、后盖板(8)、摇把(9)、与励磁变压器连接的进线端子(10)和与谐振电容器连接的出线端子(11)，其特征在于：

所述定铁芯(3)通过定铁芯连接件(2)固定安装在所述前盖板(1)上，所述动铁芯(6)的一端套接在所述定铁芯(3)外，所述动铁芯(6)的另一端通过动铁芯连接件(7)活动安装在所述后盖板(8)上，所述摇把(9)与所述后盖板(8)活动连接，所述线圈(4)上的两根引线(4.3、4.4)分别与进线端子(10)、出线端子(11)连接，所述进线端子(10)、出线端子(11)分别安装在前盖板(1)上相应的安装孔内，所述前盖板(1)和后盖板(8)分别固定套接在外壳(5)的两端。

2.根据权利要求1所述的手动调感变频串联谐振装置的高压电抗器，其特征在于：所述前盖板(1)中间设置有用于安装定铁芯连接件(2)的固定孔(1.2)，所述前盖板(1)上还分别设置有用于安装所述进线端子(10)、出线端子(11)的进线端安装孔(1.1)、出线端安装孔(1.3)。

3.根据权利要求1所述的手动调感变频串联谐振装置的高压电抗器，其特征在于：所述定铁芯连接件(2)的一端为圆形平面，所述定铁芯连接件(2)的另一端设置有与所述定铁芯(3)过盈配合的圆形孔(2.1)，所述定铁芯连接件(2)的中间设置有与所述前盖板(1)内侧面紧贴的圆环(2.2)。

4.根据权利要求1所述的手动调感变频串联谐振装置的高压电抗器，其特征在于：所述线圈(4)的内部为一环氧筒(4.1)，所述环氧筒(4.1)的外壁上绕制有线圈绕组(4.2)，所述线圈绕组(4.2)上的两根引线(4.3、4.4)分别与进线端子(10)、出线端子(11)连接。

5.根据权利要求1所述的手动调感变频串联谐振装置的高压电抗器，其特征在于：所述定铁芯(3)为圆柱体结构，所述动铁芯(6)为与所述定铁芯(3)滑动配合的空心圆柱结构。

6.根据权利要求1所述的手动调感变频串联谐振装置的高压电抗器，其特征在于：所述动铁芯连接件(7)的一端设置有与动铁芯(6)过盈配合的连接孔(7.1)，所述动铁芯连接件(7)的另一端为设置有外螺纹(7.2)的圆柱形结构，且在此端的圆面上中间设置有用于摇把(9)安装的定位孔(7.3)。

7.根据权利要求6所述的手动调感变频串联谐振装置的高压电抗器，其特征在于：所述后盖板(8)上设置有与所述动铁芯连接件(7)的外螺纹(7.2)相配合的内螺纹孔(8.1)。

8.根据权利要求6所述的手动调感变频串联谐振装置的高压电抗器，其特征在于：所述摇把(9)包括摇杆(9.2)及设置在摇杆(9.2)两端的定位块(9.1)和手柄(9.3)，所述定位块(9.1)插在所述动铁芯连接件(7)的定位孔(7.3)中。

9.根据权利要求8所述的手动调感变频串联谐振装置的高压电抗器，其特征在于：所述摇把(9)为Z形结构，中间的摇杆(9.2)为用圆钢折弯成L形结构。

10.根据权利要求1所述的手动调感变频串联谐振装置的高压电抗器，其特征在于：所述进线端子(10)和出线端子(11)上设置有用于外部接线的接线孔(12)以及用于固定进线端子(10)和出线端子(11)的螺帽(13)。

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