一种电抗器单元及无漏磁干式高压环型空心高压电抗器的制作方法

本发明涉及高压电抗器领域，具体涉及一种电抗器单元及无漏磁干式高压环型空心高压电抗器。

背景技术：

电抗器是高压输电系统常用的关键设备，用于电力系统的故障电流抑制、无功补偿。高压直流系统，除了抑制故障电流外，还有抑制电流纹波的作用。目前常用的干式空心电抗器，采用无油设计，没有铁心，不存在铁磁饱和，电感的线性度好。干式空心电抗器本身主要采用圆柱型结构，并由多个绝缘包封的线圈组成，其中，包封的材料多数是采用环氧树脂浸渍过的玻璃纤维，各包封的线圈之间用绝缘撑条支撑隔开形成散热风道，线圈的上、下端多使用星型架作为绕组的进、出线连接，并用拉纱方式将上下星型架进行固定，在每个包封内部，充斥着不同规格的带有股间(匝间)绝缘的铝线，多根铝线以并联的方式紧密绕制，铝线之间通过相互粘接增加线圈的机械强度，而包封的外部则喷涂耐火材料，以满足户外苛刻的运行条件。

这种常规设计的圆柱型的干式空心电抗器在应用中也存在着固有的问题，由于其物理特性和圆柱型结构形式决定了在电抗器运行时，在其周围将产生比较强的磁场，也就是漏磁场，特别是当流过电抗器的电流含有谐波时、或因直流系统开关操作或发生短路故障导致电流发生骤变时，漏磁场会在电抗器轴向位置上下的金属天花板、接地网或金属地板,以及径向位置附近的金属遮栏、金属构架、各类电缆和相关设备的监控系统等产生一系列电磁感应效应。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种电抗器单元及无漏磁干式高压环型空心高压电抗器，采用单元模块化设计和螺旋绕制的形式使得电抗器可在几十千伏电压乃至上千千伏电压等级灵活扩展应用，同时避免产生漏磁场，使电抗器的应用更简便、灵活。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供了一种电抗器单元，其改进之处在于，所述电抗器单元包括：

环形绝缘骨架(2)；

绕设于环形绝缘骨架(2)上的绝缘导线(3)；

设于环形绝缘骨架上、且用于固定绝缘导线(3)的进、出线端的进、出线端子(41、42)。

优选的，所述绝缘导线为一根，采用螺旋绕线方式绕设于环形绝缘骨架上；所述进、出线端子(41、42)分别位于环形绝缘骨架的同侧外圆周上。

优选的，所述绝缘导线为两根，分别采用螺旋绕线方式对称绕设于环形绝缘骨架(2)的半个圆周上，每根绝缘导线的进、出线端分别通过进、出线端子(41、42)进行固定。

进一步的，所述进、出线端子分别位于环形绝缘骨架(2)的对侧内圆周上。

进一步的，所述进、出线端子(41、42)呈l形，其一端与所述环形绝缘骨架连接，另一端通过支撑绝缘子(5)与所述环形绝缘骨架连接。

进一步的，所述电抗器单元还包括十字形接线端子(6)，所述十字形接线端子(6)包括一根用于电气连接的第一构件和一根用于支撑的第二构件；所述第一构件的一端为用于固定两个进线端的进线端子、另一端为用于固定两个出线端的出线端子；

所述环形绝缘骨架的圆周上、下沿处分别设有上、下对称分布的固定件(7)；所述十字型接线端子(6)的四端分别通过所述固定件(7)进行固定。

本发明提供了一种无漏磁干式高压环型空心高压电抗器，其改进之处在于，所述高压电抗器包括：连接母排(8)、底部支撑绝缘子(9)、层间支撑绝缘子(10)以及如权利要求1-5任一所述的由上至下分层连接的若干个电抗器单元(1)；

每两个相邻电抗器单元之间通过层间支撑绝缘子(10)进行固定连接，且位于上一层电抗器单元的出线端子与位于下一层电抗器单元的进线端子通过连接母排(8)进行电气连接；

位于底层的电抗器单元(1)底部设有用于绝缘隔离地面的底部支撑绝缘子(9)；

所述连接母排采用z型或一字型结构。

优选的，所述高压电抗器还包括：位于顶层的电抗器单元顶部的第一均压环(11)和位于底层的电抗器单元底部的第二均压环(12)。

进一步的，所述电抗器单元还包括十字形接线端子(6)，所述十字形接线端子(6)包括一根用于电气连接的第一构件和一根用于支撑的第二构件；所述第一构件的一端为用于固定两个进线端的进线端子、另一端为用于固定两个出线端的出线端子；

所述顶层的电抗器单元中环形绝缘骨架的圆周上沿处和底层的电抗器单元中环形绝缘骨架的圆周下沿处均设有用于固定所述十字形接线端子(6)四端的固定件(7)；

所述第一均压环(11)和第二均压环(12)分别通过所述十字形接线端子(6)与电抗器单元进行连接。

本发明提供了一种无漏磁干式高压环型空心高压电抗器，其改进之处在于，所述高压电抗器包括：连接母排(8)、底部支撑绝缘子(9)、层间支撑绝缘子(10)以及如权利要求1、3或6所述的由上至下分层连接的若干个电抗器单元(1)；

每两个相邻电抗器单元之间通过层间支撑绝缘子(10)进行固定连接，且位于上一层电抗器单元中第一构件的出线端子与位于下一层电抗器单元中第一构件的进线端子通过连接母排(8)进行电气连接；

位于底层的电抗器单元(1)底部设有用于绝缘隔离地面的底部支撑绝缘子(9)。

优选的，所述每两个相邻电抗器单元中的第一构件通过所述连接母排连接成u型结构。

优选的，所述高压电抗器还包括：位于顶层的电抗器单元顶部的第一均压环(11)和位于底层的电抗器单元底部的第二均压环(12)；所述第一均压环(11)和第二均压环(12)分别通过所述十字形接线端子(6)与电抗器单元进行连接。

与最接近的现有技术相比，本发明具有的有益效果：

本发明提供了一种电抗器单元，采用环型结构设计和螺旋的绕线方式，实现了磁场在电抗器单元内部的有效控制，避免了漏磁场的产生，解决了常规高压圆柱型干式电抗器的应用问题，同时与常规圆柱型干式空心电抗器相比，制造的工艺难度降低，效率提高。本发明提供的一种无漏磁干式高压环型空心高压电抗器，采用单元模块化的设计使得电抗器可在几十千伏电压乃至上千千伏电压等级灵活扩展应用，减小了整体结构的尺寸，具有更高的绝缘裕度。

附图说明

图1是本发明实施例1中电抗器单元结构示意图；

图2是本发明实施例1中电抗器单元的导线绕制示意图；

图3是本发明实施例1中包含有多个电抗器单元的高压电抗器整体结构示意图；

图4是本发明实施例2中电抗器单元结构示意图；

图5是本发明实施例2和实施例3中电抗器单元的导线绕制示意图；

图6是本发明实施例2中包含有多个电抗器单元的高压电抗器整体结构示意图；

图7是本发明实施例3中电抗器单元结构示意图；

图8和图9是本发明实施例3中包含有多个电抗器单元的高压电抗器整体结构示意图；

其中，1是电抗器单元，2是环形绝缘骨架，3是绝缘导线，41和42是进、出线端子，5是支撑绝缘子，6是十字形接线端子，7是固定件，8是连接母排，9是底部支撑绝缘子，10是层间支撑绝缘子，11是第一均压环，12是第二均压环。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明的实施例中提供了一种进、出线端子进行同侧设置的电抗器单元，与常规圆柱型干式空心电抗器相比，本实施例的电抗器单元制造的工艺难度降低，效率提高，可提供不同的电抗器整体结构扩展形式，应用更加灵活，同时电抗器单元的绕线不同于普通的绕制方法，采用单根绝缘导线在环形绝缘骨架上进行螺旋绕制，将磁场限制在电感线圈内部，从而避免产生漏磁场，有效降低了谐波下导线中的涡流损耗以及对临近附属系统及结构的磁场影响。绝缘骨架上可以并联或者串联绕制不同的线圈组，具体可以根据电抗器参数进行灵活调整，单一的绝缘骨架可以制造成一个标准子电抗器单元。每一个电抗器单元的线圈组可以通过树脂绝缘包封，用于实现线圈匝间可靠绝缘，同时兼顾散热。

如图1所示，所述电抗器单元1包括：

环形绝缘骨架2；

绕设于环形绝缘骨架2上的绝缘导线3；

设于环形绝缘骨架上、且用于固定绝缘导线3的进、出线端的进、出线端子41、42。

具体的，如图2所示，绝缘导线为一根，采用螺旋绕线方式绕设于环形绝缘骨架上；进、出线端子41、42分别位于环形绝缘骨架的同侧外圆周上。

其中，进、出线端子41、42可以呈l形，其一端与环形绝缘骨架连接，另一端通过支撑绝缘子5与环形绝缘骨架连接。

基于相同的发明构思，本实施例还提供了一种包括上述电抗器单元的无漏磁干式高压环型空心高压电抗器，采用高压无漏磁干式环型空心结构设计，实现了磁场在电抗器单元内部的有效控制，避免了漏磁场的产生，解决了常规高压圆柱型干式电抗器的应用问题，同时采用不同扩展形式的电抗器单元级联连接设计，可实现各个电压等级的灵活扩展应用。

如图3所示，高压电抗器包括：连接母排8、底部支撑绝缘子9、层间支撑绝缘子10以及由上至下分层连接的若干个电抗器单元1；

每两个相邻电抗器单元之间通过层间支撑绝缘子10进行固定连接，且位于上一层电抗器单元的出线端子与位于下一层电抗器单元的进线端子通过连接母排8进行电气连接；

位于底层的电抗器单元1底部设有用于绝缘隔离地面的底部支撑绝缘子9；

连接母排可以采用z型或一字型结构。

具体的，为了提升高压电抗器的均压效果，本实施例中的高压电抗器还可以包括：位于顶层的电抗器单元顶部的第一均压环11和位于底层的电抗器单元底部的第二均压环12。

进一步的，电抗器单元还包括用于与电抗器单元进行电连接以及用于固定上述第一均压环和第二均压环的十字形接线端子6，十字形接线端子6包括一根用于电气连接的第一构件和一根用于支撑的第二构件；第一构件的一端为用于固定两个进线端的进线端子、另一端为用于固定两个出线端的出线端子；

顶层的电抗器单元中环形绝缘骨架的圆周上沿处和底层的电抗器单元中环形绝缘骨架的圆周下沿处均设有用于固定所述十字形接线端子6四端的固定件7；

第一均压环11和第二均压环12分别通过所述十字形接线端子6与电抗器单元进行连接。

实施例2

本发明的实施例中提供了一种进、出线端子进行对侧设置的电抗器单元，与常规圆柱型干式空心电抗器相比，制造的工艺难度降低，效率提高，可提供不同的电抗器整体结构扩展形式，应用更加灵活，同时电抗器单元的绕线不同于普通的绕制方法，不同于普通的绕制方法，采用多根绝缘导线在环形绝缘骨架上进行螺旋绕制，将磁场限制在电感线圈内部，从而避免产生漏磁场，有效降低了谐波下导线中的涡流损耗以及对临近附属系统及结构的磁场影响。绝缘骨架上并联绕制不同的线圈组，具体可以根据电抗器参数进行灵活调整，单一的绝缘骨架可以制造成一个标准子电抗器单元。每一个电抗器单元的线圈组可以通过树脂绝缘包封，用于实现线圈匝间可靠绝缘，同时兼顾散热。

如图4所示，所述电抗器单元包括：

环形绝缘骨架2；

绕设于环形绝缘骨架2上的绝缘导线3；

设于环形绝缘骨架上、且用于固定绝缘导线3的进、出线端的进、出线端子41、42。

本发明提供的最优实施例中，如图5所示，绝缘导线为两根，分别采用螺旋绕线方式对称绕设于环形绝缘骨架2的半个圆周上，每根绝缘导线的进、出线端分别通过进、出线端子41、42进行固定。

进一步的，进、出线端子分别位于环形绝缘骨架2的对侧内圆周上。

进一步的，进、出线端子41、42呈l形，其一端与环形绝缘骨架连接，另一端通过支撑绝缘子5与环形绝缘骨架连接。

基于同样的发明构思，本发明的实施例还提供了一种无漏磁干式高压环型空心高压电抗器，采用高压无漏磁干式环型空心结构设计，实现了磁场在电抗器单元内部的有效控制，避免了漏磁场的产生，解决了常规高压圆柱型干式电抗器的应用问题，同时采用不同扩展形式的电抗器单元级联连接设计，可实现各个电压等级的灵活扩展应用，减小了整体结构的尺寸，具有更高的绝缘裕度。

如图6所示，所述高压电抗器包括：连接母排8、底部支撑绝缘子9、层间支撑绝缘子10以及由上至下分层连接的若干个电抗器单元1；

每两个相邻电抗器单元之间通过层间支撑绝缘子10进行固定连接，且位于上一层电抗器单元的出线端子与位于下一层电抗器单元的进线端子通过连接母排8进行电气连接；

位于底层的电抗器单元1底部设有用于绝缘隔离地面的底部支撑绝缘子9；

所述连接母排采用z型或一字型结构。

进一步的，所述高压电抗器还包括：位于顶层的电抗器单元顶部的第一均压环11和位于底层的电抗器单元底部的第二均压环12。

进一步的，所述电抗器单元还包括十字形接线端子6，所述十字形接线端子6包括一根用于电气连接的第一构件和一根用于支撑的第二构件；所述第一构件的一端为用于固定两个进线端的进线端子、另一端为用于固定两个出线端的出线端子；

所述顶层的电抗器单元中环形绝缘骨架的圆周上沿处和底层的电抗器单元中环形绝缘骨架的圆周下沿处均设有用于固定所述十字形接线端子6四端的固定件7；

所述第一均压环11和第二均压环12分别通过所述十字形接线端子6与电抗器单元进行连接。

实施例3

本发明的实施例中提供了一种进出线端子为十字型结构的电抗器单元，与常规圆柱型干式空心电抗器相比，制造的工艺难度降低，效率提高，可提供不同的电抗器整体结构扩展形式，应用更加灵活，同时电抗器单元的绕线不同于普通的绕制方法，不同于普通的绕制方法，采用多根绝缘导线在环形绝缘骨架上进行螺旋绕制，将磁场限制在电感线圈内部，从而避免产生漏磁场，有效降低了谐波下导线中的涡流损耗以及对临近附属系统及结构的磁场影响。绝缘骨架上并联绕制不同的线圈组，具体可以根据电抗器参数进行灵活调整，单一的绝缘骨架可以制造成一个标准子电抗器单元。每一个电抗器单元的线圈组可以通过树脂绝缘包封，用于实现线圈匝间可靠绝缘，同时兼顾散热。

如图7所示，所述电抗器单元包括：

环形绝缘骨架2；

绕设于环形绝缘骨架2上的绝缘导线3；

设于环形绝缘骨架上、且用于固定绝缘导线3的进、出线端的进、出线端子41、42。

本发明提供的最优实施例中，如图5所示，绝缘导线为两根，分别采用螺旋绕线方式对称绕设于环形绝缘骨架2的半个圆周上，每根绝缘导线的进、出线端分别通过进、出线端子41、42进行固定。

进一步的，电抗器单元还包括十字形接线端子6，十字形接线端子6包括一根用于电气连接的第一构件和一根用于支撑的第二构件；所述第一构件的一端为用于固定两个进线端的进线端子、另一端为用于固定两个出线端的出线端子；

环形绝缘骨架的圆周上、下沿处分别设有上、下对称分布的固定件7；十字型接线端子6的四端分别通过所述固定件7进行固定。

基于同样的发明构思，本发明的实施例还提供的一种无漏磁干式高压环型空心高压电抗器，采用高压无漏磁干式环型空心结构设计，实现了磁场在电抗器单元内部的有效控制，避免了漏磁场的产生，解决了常规高压圆柱型干式电抗器的应用问题，同时采用不同扩展形式的电抗器单元级联连接设计，可实现各个电压等级的灵活扩展应用，减小了整体结构的尺寸，具有更高的绝缘裕度；

如图8和图9所示，高压电抗器包括：连接母排8、底部支撑绝缘子9、层间支撑绝缘子10以及由上至下分层连接的若干个电抗器单元1；

每两个相邻电抗器单元之间通过层间支撑绝缘子10进行固定连接，且位于上一层电抗器单元中第一构件的出线端子与位于下一层电抗器单元中第一构件的进线端子通过连接母排8进行电气连接；

位于底层的电抗器单元1底部设有用于绝缘隔离地面的底部支撑绝缘子9。

优选的，每两个相邻电抗器单元中的第一构件通过所述连接母排连接成u型结构。

优选的，高压电抗器还包括：位于顶层的电抗器单元顶部的第一均压环11和位于底层的电抗器单元底部的第二均压环12；第一均压环11和第二均压环12分别通过所述十字形接线端子6与电抗器单元进行连接。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。