CN2368147Y - 一种有磁心电抗器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于有磁心电抗器,适用于固定或可变电抗器。它包括铁心、绕组、磁屏蔽、心柱螺杆等,其结构特征是:在旁轭附近或相间对称置有拉螺杆,或在上下夹件间置有拉紧螺栓;磁屏蔽由两端带有部分圆弧面的硅钢片条叠成的硅钢片叠积体、两端带有球面的部分圆柱体屏蔽件、圆整化的固定钢板等构成。它与已有技术相比具有振动小、噪声低、局部放电量小、损耗小、无局部过热、可靠性高、体积小、成本低等特点。

Description

一种有磁心电抗器

本实用新型属于有磁心电抗器或称电感器，适用于固定电抗器或可变电抗器，特别是大型高电压并联电抗器。

目前，大型高电压铁心式并联电抗器都有一种典型结构。它由铁心、绕组、油箱、器身磁屏蔽、箱壁磁屏蔽、心柱螺杆等构成。为了压紧铁心、绕组和绝缘等构成的器身，它采用心柱螺杆穿过带中心孔的铁心饼构成的心柱的中心孔及上下铁轭并上下拉紧的结构；为了屏蔽漏磁通、防止局部过热、降低漏磁损耗、改善电场，它采用下述结构的器身磁屏蔽或箱壁磁屏蔽：用矩形硅钢片条叠积成矩形硅钢片叠积体，在叠积体周围围焊有钢管或圆钢，钢管或圆钢的直径约等于硅钢片条的宽度或约为硅钢片宽度的一半，且凸出硅钢片叠积面几毫米，再用钢板焊接或粘带绑扎在一起；或箱壁磁屏蔽的结构是：用硅钢片带材卷制成扁圆形硅钢片卷制体，在其周围围焊直径约等于硅钢片带材宽度的钢管或圆钢，该钢管或圆钢凸出硅钢片卷制面几毫米，再用钢板焊接或粘带绑扎在一起。其不足之处是：1、由于这种结构中的整个器身只在心柱处有穿过心柱中心孔的螺杆，即器身只一处有上下压紧，不仅不能提供较大的压紧力，而且铁心自由度大，因此造成产品振动大、噪声高，且因振动大而易发生部件损伤或位移而危及运行安全；2、由于这种结构中的器身磁屏蔽和箱壁磁屏蔽的钢管与硅钢片间的接触是在远离硅钢片尖棱处的线接触，不能完全屏蔽硅钢片叠积体或硅钢片卷制体的尖棱和尖角，且钢管凸出硅钢片叠积面或卷制面几毫米，这样在电场中仍然存在尖棱、尖角和曲率半径较小的圆弧面，该处的电场和磁场较邻域为强，所以易产生局部过热和使局部放电量增大；3、这种结构中的器身磁屏蔽加大了铁心窗口的高度，这种结构中的箱壁磁屏蔽加大了器身到箱壁的绝缘距离，这样就使产品整体尺寸和体积增大、成本增高，同时，由于在箱壁磁屏蔽中钢管占去屏蔽区中较大尺寸，使屏蔽效果被削弱，更为严重的是在器身磁屏蔽叠积体周围围焊有钢管或圆钢，钢管或圆钢有横向阻隔漏磁通流通路径部分，漏磁通在器身磁屏蔽与箱壁磁屏蔽间流通时垂直穿过钢管或圆钢，并在其中产生反磁的涡流，使漏磁通回路的磁阻增加，不仅不利于降低漏磁损耗，而且钢管本身易发生局部过热；4、由于这种结构中的器身磁屏蔽的叠积面为矩形，因铁心柱的阻挡，不能伸入到铁心窗口中，造成被上、下铁轭垂直遮盖的漏磁通未被屏蔽住，靠近铁轭两侧的漏磁通仍然可以进入夹件和油箱等处，因此，降损效果差，且没有完全杜绝局部过热的危险；5、由于这种结构中的器身磁屏蔽和箱壁磁屏蔽中固定钢板的上下两面与周围的四面所构成的棱、角分别为尖棱和尖角，尤其是其两端要伸出硅钢片叠积体或硅钢片卷制体，所以使局部放电量增大；6、由于这种结构中箱壁磁屏蔽的硅钢片叠积体或硅钢片卷制体、多块固定钢板、钢管三者之间是焊接在一起的，其间形成了较多且大的短路环，漏磁穿过时产生较大的环流，所以不仅使损耗增加，而且磁屏蔽本身易发生局部过热，使产品可靠性降低。

本实用新型的目的在于克服上述已有技术中的不足之处，而提供振动小、噪声低、局部放电量小、根除局部过热的危险、总损耗小、可靠性高、体积小、成本低的一种有磁心电抗器。

本实用新型的目的可以通过以下措施来达到：它包括铁心、绕组、油箱、器身磁屏蔽、箱壁磁屏蔽、穿过心柱中心孔及上下铁轭压紧器身的心柱螺杆等，其特殊之处是：在铁心旁轭附近或相间对称置有拉紧位于上轭上面的上横梁与下轭下面的下横梁的且一端绝缘的拉螺杆，或在铁心U型下夹件的上端和上夹件的下边间置有上下拉紧且一端绝缘的螺栓并在上轭的上面及下轭的下面置有分别与上下夹件固定的横梁；构成器身磁屏蔽或箱壁磁屏蔽的硅钢片叠积体的硅钢片条的两端在片宽方向上为半圆弧面或与其一边相切的四分之一圆弧面，或其它相切或近似相切的圆弧面，即其叠积后使硅钢片叠积体两端形成的叠积面为半圆柱面或四分之一圆柱面或其它部分圆柱面；器身磁屏蔽或箱壁磁屏蔽的硅钢片叠积体的两侧叠积面是由等长度的硅钢片条叠成的矩形平面，或器身磁屏蔽的硅钢片叠积体的两侧叠积面是由不等长度的硅钢片条叠成的凹形平面；在器身磁屏蔽或箱壁磁屏蔽的硅钢片叠积体外侧的硅钢片条的外侧面装有与硅钢片条的长度、宽度及其两端圆弧相应的两端为球面的部分圆柱体屏蔽件，或在两侧叠积面为“凹”字形平面的器身磁屏蔽的硅钢片叠积体的凹形部分内侧的硅钢片条的内侧面装有与硅钢片条相应的一端为球面、另一端为凹形圆弧面的部分圆柱体内屏蔽件，且屏蔽件或内屏蔽件圆柱面的两边或一边与硅钢片叠积体的两侧叠积平面或一侧叠积平面相接；器身磁屏蔽或箱壁磁屏蔽的固定钢板的四周和角分别为直径约为其厚度的半圆柱面和四分之一球面；箱壁磁屏蔽还可采用在硅钢片带材卷制成的扁圆形硅钢片卷制体的周围围有电气上断开的直径等于或近似等于硅钢片带材宽度的半圆柱体屏蔽件或半径等于或近似等于硅钢片带材宽度的四分之一圆柱体屏蔽件或其它的部分圆柱体屏蔽件。屏蔽件或内屏蔽件是金属或半导体制成的，或是非金属固体外置金属膜或半导体膜构成的。

下面将结合附图和实施例对本实用新型作进一步详述：

图1为本实用新型实施例结构示意图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为图1的B-B剖视图；

图4为本实用新型另一实施例结构示意图；

图5为图4的C-C剖视图；

图6为图4的D-D剖视图；

图7为本实用新型中的硅钢片叠积体的两侧叠积面为矩形平面、两端叠积面为半圆柱面的器身磁屏蔽的实施例结构示意图；

图8为图7的E-E剖视图；

图9为图7的F-F剖视图；

图10为本实用新型中的硅钢片叠积体的两端叠积面为四分之一圆柱面的器身磁屏蔽的实施例结构示意图；

图11为图10的G-G剖视图；

图12为图10的H-H剖视图；

图13为本实用新型中的硅钢片叠积体的两侧叠积面为“凹”字形平面、两端叠积面为半圆柱面的器身磁屏蔽的实施例结构示意图；

图14为图13的I-I剖视图；

图15为图13的J-J剖视图；

图16为本实用新型中的器身磁屏蔽或箱壁磁屏蔽的硅钢片叠积体的两端为半圆弧面的硅钢片条的实施例结构示意图；

图17为本实用新型中的器身磁屏蔽或箱壁磁屏蔽的硅钢片叠积体的两端为四分之一圆弧面的硅钢片条的实施例结构示意图；

图18为本实用新型中的器身磁屏蔽或箱壁磁屏蔽的两端带球面的半圆柱体屏蔽件的实施例结构示意图；

图19为本实用新型中的器身磁屏蔽或箱壁磁屏蔽的两端带球面的四分之一圆柱体屏蔽件的实施例结构示意图；

图20为本实用新型中的具有“凹”字形叠积面的器身磁屏蔽中在凹形叠积面的内层硅钢片条的内侧面所用的一端带球面、另一端带凹形圆弧面的半圆柱体内屏蔽件的实施例结构示意图；

图21为图20的俯视图；

图22为本实用新型中的器身磁屏蔽或箱壁磁屏蔽中固定钢板的实施例结构示意图；

图23为图22的K-K剖视图；

图24为本实用新型中的具有扁圆形硅钢片卷制体的箱壁磁屏蔽的实施例结构示意图；

图25为图24的L-L剖视图；

图26本实用新型中的硅钢片叠积体的两侧叠积面为矩形平面、两端叠积面为半圆柱面的器身磁屏蔽的实施例结构示意图；

图27为图26的M向视图；

图28为图26的N向视图。

参照图1～图28。本实用新型包括由上下轭和旁轭与心柱构成的铁心a、套在心柱上的绕组b、油箱h、位于绕组b与铁心a的上下轭间的器身磁屏蔽c、位于绕组b与油箱h的箱壁间的箱壁磁屏蔽d、穿过铁心a的心柱中心孔和上下铁轭压紧器身的心柱螺杆e等。在铁心a的旁轭附近或相间对称置有拉紧位于上轭上面的上横梁g与下轭下面的下横梁g的且一端绝缘的拉螺杆f，如图1～图3所示，或在铁心a的U型下夹件j的上端和上夹件i的下边间置有上下拉紧且一端绝缘的螺栓k和在铁心a的上轭的上面及下轭的下面置有分别与上夹件i、下夹件j固定的横梁g，如图4～图6所示；叠成器身磁屏蔽c或箱壁磁屏蔽d的硅钢片叠积体1的硅钢片条的两端在片宽2R方向上是如图16所示的半径为R的半圆弧面，或为如图17所示的与硅钢片条一侧边相切或近似相切的半径R1等于或近似等于片宽的四分之一圆弧面，或为其它的部分圆弧面，即其叠积后使硅钢片叠积体1两端的叠积面成为直径等于片宽2R的半圆柱面，如图7与图8和图13与图14和图26与图28所示，或成为半径R1等于或近似等于片宽的四分之一圆柱面，如图10与图11所示，或成为其它的部分圆柱面。器身磁屏蔽c或箱壁磁屏蔽d的硅钢片叠积体1的两侧叠积面是由等长度的硅钢片条叠成的矩形平面，如图7和图10及图26所示，或器身磁屏蔽c的硅钢片叠积体1的两侧叠积面是由不等长度的硅钢片条叠成的凹形平面，其凹入部分的轮廓线可以为阶梯形或弧形，如图13所示。在器身磁屏蔽c或箱壁磁屏蔽d的硅钢片叠积体1外侧硅钢片条的外侧面装有屏蔽件2。屏蔽件2是两端设有半径为SR的四分之一球面或半径为SR1的八分之一球面或其它的部分球面、中部为半径等于端部球面半径的二分之一或四分之一或其它的部分圆柱体，其球面的半径、圆柱面的半径、长度等尺寸与所配合的硅钢片条的圆弧面半径、长度等尺寸相应，如图18或图19所示。在器身磁屏蔽c的叠积为“凹”字形平面的硅钢片叠积体1的直角内凹形部分内侧硅钢片条的内侧面装有与该硅钢片叠积体形状相应的内屏蔽件5。内屏蔽件5是一端设有半径为SR的球面、另一端设有半径为R的凹的圆弧面的、中部为半径等于端部球面半径和圆弧面半径的二分之一圆柱体，如图20与图21所示，或是一端为球面、另一端为凹的圆弧面的其它部分圆柱体。在器身磁屏蔽c或箱壁磁屏蔽d中，用粘带4将硅钢片叠积体1、屏蔽件2或内屏蔽件5紧固在一起，将固定钢板3与硅钢片叠积体1在它们的相邻侧焊接在一起。器身磁屏蔽c或箱壁磁屏蔽d的固定钢板3的周边和四角分别设有直径为其厚度一半的半径为r的半圆柱面及半径为sr的圆球面。固定钢板3可由低导磁率的钢板或不锈钢板或其它金属材料制成。箱壁磁屏蔽d还可采用在硅钢片带材卷制成的扁圆形硅钢片卷制体6的周围围有电气上断开的直径等于或近似等于硅钢片带材宽度的半圆柱体屏蔽件7或半径等于或近似等于硅钢片带材宽度的四分之一圆柱体屏蔽件或其它的部分圆柱体屏蔽件，用粘带4将硅钢片卷制体6、屏蔽件7紧固在一起，将固定钢板3与硅钢片卷制体6在它们的相邻侧焊接在一起。屏蔽件2或内屏蔽件5或屏蔽件7是金属或半导体制成的，或是非金属固体外置金属膜或半导体膜构成的。

本实用新型与已有技术相比积极效果如下：

1、由于本实用新型在铁心旁轭附近或相间对称置有拉紧位于上轭上面与下轭下面的上、下横梁的且一端绝缘的拉螺杆，或在铁心U型下夹件的上端和上夹件的下边间置有上下拉紧且一端绝缘的螺栓并在上轭的上面及下轭的下面置有分别与上下夹件固定的横梁，克服了已有技术中器身只有一处压紧而导致的总压力小、铁心自由度大、易因振动大而造成附件损伤等弊病，不仅压紧器身的总压力大，而且铁心自由度小，因此振动小、噪声低、可靠性高；

2、由于本实用新型中器身磁屏蔽或箱壁磁屏蔽的硅钢片叠积体是用两端带有圆弧面的硅钢片条叠积而成的，叠积后在其两端自然形成圆柱面，又由于在硅钢片叠积体外侧硅钢片条的外侧面的屏蔽件是形状和尺寸都与硅钢片叠积体或硅钢片条的形状和尺寸相应的两端为球面的部分圆柱体，在凹形器身磁屏蔽的硅钢片叠积体内侧采用相应的内屏蔽件，且其圆柱体弧面的两边或一边与硅钢片叠积体的两侧叠积平面或一侧叠积平面相接，而且固定钢板的周边和四角分别为圆弧面和圆球面，使器身磁屏蔽或箱壁磁屏蔽彻底消除了已有技术中的面向高电位电极的尖棱、尖角和凸出的小半径圆弧面而成为具有平面形状的地电位电极，因此，局部放电量小，可靠性进一步提高；

3、由于本实用新型中器身磁屏蔽或箱壁磁屏蔽尤其是器身磁屏蔽的硅钢片的形状使硅钢片叠积体的两端自然形成了圆弧形叠积面，不需象已有技术那样在周围围焊有屏蔽件，消除了屏蔽件中横向阻隔漏磁通流通并反磁的部分，使漏磁通回路的磁阻降低，并且根除了已有技术中的由屏蔽管或棒、硅钢片、钢板焊接在一起所形成的大的短路环，因此器身磁屏蔽或箱壁磁屏蔽尤其是器身磁屏蔽的损耗小、局部过热的危险消除，可靠性进一步提高；

4、由于本实用新型中器身磁屏蔽具有硅钢片叠积体两侧为“凹”字形平面的结构，可以伸入到铁心窗口中，将上、下铁轭垂直遮盖的漏磁通也屏蔽住，使其不能进入夹件、油箱等处，进而实现全方位漏磁屏蔽，因此根除了局部过热的危险，并大幅度降低漏磁损耗；

5、由于本实用新型中屏蔽件所占屏蔽面的宽度为已有技术的一半，箱壁未被屏蔽住的部分减少了一半，漏磁通中能漏入箱壁中的值也减少了一半，因此屏蔽效果大大提高，箱壁发生局部过热的可能性更小，漏磁损耗进一步降低；

6、由于本实用新型中器身磁屏蔽或箱壁磁屏蔽没有已有技术中面向高电位电极的尖棱和尖角，也没有凸向高电位电极的曲率半径较小的圆弧面，其结构形状及其在电场中的方位决定了在电场中高电位电极与它们的关系是与平面地电位电极的关系，大大缩小了铁心窗口高度和减少了器身到箱壁的绝缘距离，使得原材料消耗量小，因此体积小、成本低。

总之，本实用新型具有振动小、噪声低、局部放电量小、漏磁损耗小、根除了局部过热危险、可靠性高、体积小、成本低等优点。

Claims (7)

1、一种有磁心电抗器，包括铁心、绕组、油箱、器身磁屏蔽、箱壁磁屏蔽、穿过心柱中心孔和上下铁轭压紧器身的心柱螺杆等，其特征在于：在铁心旁轭附近或相间对称置有拉紧位于上轭上面的上横梁与下轭下面的下横梁的且一端绝缘的拉螺杆，或在铁心U型下夹件的上端和上夹件的下边间置有上下拉紧且一端绝缘的螺栓并在上轭的上面及下轭的下面置有分别与上下夹件固定的横梁。

2、根据权利要求1所述的一种有磁心电抗器，其特征在于：构成器身磁屏蔽或箱壁磁屏蔽的硅钢片叠积体的硅钢片条的两端在片宽方向上为半圆弧面或与其一边相切的四分之一圆弧面，或其它相切或近似相切的圆弧面，即其叠积后使硅钢片叠积体两端形成的叠积面为半圆柱面或四分之一圆柱面或其它部分圆柱面。

3、根据权利要求2所述的一种有磁心电抗器，其特征在于：器身磁屏蔽或箱壁磁屏蔽的硅钢片叠积体的两侧叠积面是由等长度的硅钢片条叠成的矩形平面，或器身磁屏蔽的硅钢片叠积体的两侧叠积面是由不等长度的硅钢片条叠成的凹形平面。

4、根据权利要求2或3所述的一种有磁心电抗器，其特征在于：在器身磁屏蔽或箱壁磁屏蔽的硅钢片叠积体外侧的硅钢片条的外侧面装有与硅钢片条的长度、宽度及其两端圆弧相应的两端为球面的部分圆柱体屏蔽件，或在两侧叠积面为“凹”字形平面的器身磁屏蔽的硅钢片叠积体的凹形部分内侧的硅钢片条的内侧面装有与硅钢片条相应的一端为球面、另一端为凹形圆弧面的部分圆柱体内屏蔽件，且屏蔽件或内屏蔽件圆柱面的两边或一边与硅钢片叠积体的两侧叠积平面或一侧叠积平面相接。

5、根据权利要求4所述的一种有磁心电抗器，其特征在于：器身磁屏蔽或箱壁磁屏蔽的固定钢板的四周和角分别为直径约为其厚度的半圆柱面和四分之一球面。

6、根据权利要求5所述的一种有磁心电抗器，其特征在于：箱壁磁屏蔽还可采用在硅钢片带材卷制成的扁圆形硅钢片卷制体的周围围有电气上断开的直径等于或近似等于硅钢片带材宽度的半圆柱体屏蔽件或半径等于或近似等于硅钢片带材宽度的四分之一圆柱体屏蔽件或其它的部分圆柱体屏蔽件。

7、根据权利要求6所述的一种有磁心电抗器，其特征在于：屏蔽件或内屏蔽件是金属或半导体制成的，或是非金属固体外置金属膜或半导体膜构成的。

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