一种超导限流变压器的制作方法

本发明涉及变压器技术领域，尤其涉及一种超导限流变压器。

背景技术：

变压器断电会造成电涌，电压会成倍升高，烧坏设备，存在巨大的安全隐患。超导材料在超导态时电阻为零，而在失超后具有一定电阻的特性，当电路发生短路故障时，超过超导元件临界电流的故障电流使其失超，产生一定的电阻，起到抑制短路电流的作用。

变压器的绝缘性能要求高，一般漏电会造成巨大的风险与事故。

变压器的散热器一般转换效率低下，制冷和绝缘的技术难题一直攻克不下。一般变压器的负载耗能非常高，一般超导线圈都置于低温环境中，但是会增加变压器的空载损耗，同时增加热损耗，降低变压器的效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决上述技术问题，采用的技术方案是：

一种超导限流变压器，包括变压单元和限流器，所述变压单元包括变压器壳体、铁芯和套设在铁芯上的线圈，所述变压器壳体设有绝缘芯子，所述绝缘芯子内部居中设有青膏泥柱，所述青膏泥柱外侧依次包裹绝缘层和环氧树脂层；所述限流器包括液氮容器、液氮容器内的液氮和浸入液氮内的超导体，所述液氮容器设有两个导电杆，所述导电杆设有浸入液氮的浸入端和设置在液氮容器外的连接端，所述超导体连接两个导电杆的浸入端；所述两个导电杆的浸入端之间设有导线，所述导线与超导体并联，所述超导体上的一段套设有导热绝缘弹性橡胶套管，所述导线的一段间距密集地缠绕在导热绝缘弹性橡胶套管上。

当大电流通过时，温度上升，超导体失超，电流就通过导体分散，不会造成大面积的断电，有效抑制短路电流的作用。

线圈与低温环境分离，使得变压器的负载能耗低，降低热损耗，从而提高变压器的工作效率。线圈为普通金属，并非超导线圈，超导线圈价格昂贵，陈本高。本发明超导体存在于限流器中，与变压单元分开，限流器与变压单元连接；当变压单元或者变压器发生电路故障短路等，产生较大的电流，导线产生热量，使得超导体失超，变成正常的电阻，分担电流，防止设备电流过大，发生危险。

导线缠绕在超导体上，两者之间绝缘连接，电路短路或损坏，导线发热，热量可以直接传导到超导体上，使得超导体失超。超导体感应灵敏，反应迅速。

绝缘芯子是连接线端，是最容易漏电的部分，变压器漏电会造成无法预计的损失，绝缘芯子增加变压器的绝缘性，耐高温。提高安全。

进一步，所述限流器还包括液氮循环装置，所述液氮循环装置包括机箱、设置在机箱内的压缩机、连接压缩机的液氮压缩管和冷却管。

进一步，所述液氮压缩管与液氮容器上盖的氮气抽取口连通，冷却管设有与液氮容器连通的液氮还原进口。液氮循环利用。

进一步，所述限流器还包括与液氮容器连通的液氮回流箱，所述液氮回流箱包括壳体、干燥室和液化室，所述干燥室和液化室设置在壳体内且相互连通。

进一步，所述液氮回流箱与液氮容器的上盖连接有第一管道，与液氮容器的下盖连接有第二管道。

液氮是效果理想的工业制冷剂。液氮的汽化需要吸收大量的热量，吸收掉超导元件失超产生的热量，短时间内消除热量，达到冷却的效果。

液氮回流箱可以循环利用液氮，节约陈本。气态氮流通时，吸收水分，提高纯度，增加冷却效果。

进一步，所述干燥室依次包括进口管、干燥层、流通层和出口管，所述干燥层与流通层交替设置。

进一步，所述干燥室下端设有积水区。干燥室可拆卸连接，积水区用来排水。

进一步，所述液化室设有增压泵。

进一步，所述壳体上设有显示屏、控制按钮和把手。显示屏显示液氮回流箱的温度、压力、电流参数。

进一步，所述绝缘芯子外侧设有绝缘伞裙。防火、阻燃、绝缘和耐高温等。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：有效抑制短路电流，增加变压器的绝缘性，降低负载消耗和热损耗，提高工作效率，超导体感应灵敏、失超反应迅速，有效保护变压器。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的侧面示意图。

图3是绝缘芯子的结构示意图。

图4是另一种实施例中限流器与液氮回流箱结合示意图。

图5是液氮容器的侧面示意图。

图6是超导体与导线的缠绕示意图。

图7是液氮回流箱示意图。

图8是液氮回流箱内部结构示意图。

图9是干燥室结构示意图。

图中：变压单元1、限流器2、绝缘芯子3、青膏泥柱4、绝缘层5、环氧树脂层6、液氮容器7、液氮8、超导体9、导电杆10、浸入端11、连接端12、导线13、导热绝缘弹性橡胶套管14、机箱15、压缩机16、液氮压缩管17、冷却管18、氮气抽取口19、液氮还原进口20、液氮回流箱21、壳体22、干燥室23、液化室24、第一管道25、第二管道26、进口管27、干燥层28、流通层29、出口管30、积水区31、增压泵32、显示屏33、控制按钮34、把手35、绝缘伞裙36。

具体实施方式

以下结合附图和实施方式对本发明作进一步的说明，文中所述的位置关系与附图本身的位置关系方向一致，只为叙述方便，并不对本发明的结构起限定作用。

本发明是一种超导限流变压器，如图1、2和3所示，包括变压单元1和限流器2，变压单元与限流器前后设置。所述变压单元包括变压器壳体、铁芯和套设在铁芯上的线圈，线圈被设置为椭圆形横截面的柱体，缠绕在铁芯上。所述变压器壳体设有四个绝缘芯子3，所述绝缘芯子内部居中设有青膏泥柱4，所述青膏泥柱外侧依次包裹绝缘层5和环氧树脂层6，所述绝缘芯子外侧设有绝缘伞裙30。绝缘层具有高的击穿强度、低介质损耗、相当高的绝缘电阻、绝缘性能长期稳定。

所述限流器还设有机箱15、机箱内设有压缩机16，压缩机16一端连接冷却管18，另一端连接液氮压缩管17，所述液氮压缩管与液氮容器上盖的三个氮气抽取口19连通，冷却管设有与液氮容器连通的液氮还原进口20。蒸发的氮气从氮气抽取口出来通过液氮压缩管、压缩机、冷却管和液氮还原进口又重新回到液氮容器中。循环重复使用。

如图5和6所示，所述限流器包括液氮容器7、液氮容器内的液氮8和浸入液氮内的超导体9，所述液氮容器设有两个导电杆10，所述导电杆设有浸入液氮的浸入端11和设置在液氮容器外的连接端12，

连接端用于连接变压单元或变压器。所述超导体连接两个导电杆的浸入端；所述两个导电杆的浸入端之间设有导线13，所述导线与超导体并联，所述超导体上的一段套设有导热绝缘弹性橡胶套管14，所述导线的一段间距密集地缠绕在导热绝缘弹性橡胶套管上。导线与超导体绝缘。导线直接热传递给超导体，使得失超效果迅速，灵敏度高。

如图4和8为另一种实施例，所述限流器还包括与液氮容器连通的液氮回流箱21，所述液氮回流箱包括壳体22、干燥室23和液化室24，所述干燥室和液化室设置在壳体内且相互连通。所述液氮回流箱与液氮容器的上盖连接有第一管道25，与液氮容器的下盖连接有第二管道26。气态氮经过干燥室吸收水分进入液化室，再液化成液态氮，流回液氮容器内。

如图7和9所示，所述干燥室依次包括进口管21、干燥层22、流通层23和出口管24，所述干燥层与流通层交替设置。所述干燥室下端设有积水区25。收集的水分可以自动聚集在积水区内。所述液化室设有增压泵26，增加循环系统的流动性。所述壳体上设有显示屏27、控制按钮28和把手29。

本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。