一种大电流空心平波水冷电抗器的制作方法

本实用新型涉及一种大电流空心平波水冷电抗器，属于电抗器加工技术领域。

背景技术：

在整个电力过程中，有一类限制过电流或者过电压的装置，我们称之为电抗器。而当系统电流较大，设备运行环境散热条件差时，普通依靠自冷散热的电抗器运行过程中热量得不到及时散出会导致局部或整体温度过高进而引起烧毁事故，所以需要考虑更改常规电抗器的结构及散热方式来使它满足现场工况的要求，于是便有了依靠流通的水路为电抗器本体散热的水冷电抗器。此种电抗器绕组采用空心导线制造，导线损耗产生的热量通过空心导线内的导热介质导出产品。水冷电抗器常常被用在整流后的直流回路中，用以抑制整流后输出的整直电压中的波纹，使输出的直流接近于理想直流。因此按照用途，此种水冷电抗器也叫平波水冷电抗器。

目前，国内的水冷电抗器多采用圆形或方形的铝管作为绕组，将绕组绕制成圆形后在外部用绝缘材料将绕组固定，再将端子外焊于绕组上的立式结构。

现有的水冷电抗器结构只能适用于电气参数要求不高的工况下，当现场对电气参数要求较高如大电流大电感时，现有的水冷电抗器结构将会出现较多问题，系统电流较大时，需要增大绕组导电截面积，而当导电截面积过大时，绕制圆形绕组的工艺难度将极大增加甚至无法绕制，工艺难度大；电流较大带来的电动力较大，普通的焊接工艺焊接的端子的强度也不足以承受较强的电动力，结构强度差；电感要求较大时需要增加绕组的匝数，匝数增大绕组增高，立式放置使电抗器整体的重心较高，稳定性差，绕组过长散热效率低等。本实用新型的目的就是为了解决常规水冷电抗器在电气参数要求较高的工况下工艺难度高、端子结构强度差、稳定性差、散热效率低等缺点。

技术实现要素：

本实用新型针对现有的水冷电抗器存在的问题，进而设计的一种大电流干式大电流空心平波水冷电抗器，具体的提供一种。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种大电流空心平波水冷电抗器，其特征在于，包括至少两组躺式安装的水冷线圈，躺式安装是指，电抗器在安装时其轴线与地面平行，水冷线圈内具有螺旋水路，相邻的两组水冷线圈成镜像对称设置；所述的水冷线圈是由多个单匝绕组依次焊接拼接，单匝绕组是由空心铝型材通过焊接拼装成开口的方形框状且单匝绕组上设置两组对称的耳板；

每组水冷线圈上位于同一直线上的耳板由一根拉杆连接，且相邻的两个耳板之间的拉杆上安装一个绝缘套管；相邻两组水冷线圈上位于同一直线上的两个耳板之间通过绝缘子连接；所述的绝缘子包括绝缘套和固定安装在绝缘套中轴线上的绝缘子螺杆，绝缘套两端端面上设置有内螺纹孔,保证绝缘的同时将两组线圈紧密连接，使之成为整体；

所述的单匝绕组包括一对平行的第一横向水道型材和第二横向水道型材，第一横向水道型材和第二横向水道型材的两端设置有连接耳板，一根纵向水道型材，纵向水道型材两端分别连接在第一横向水道型材和第二横向水道型材一端且与第一横向水道型材垂直，以及一根斜连水道型材，斜连水道型材一端连接在第一水道型材另一端的；相邻两个单匝绕组是通过其中一个单匝绕组的斜连水道型材连接；将铝型材进行加工焊接，拼接成单匝方形线圈，单匝线圈分为三条直边与一条斜边，斜边负责与下一匝进行焊接,绕组由圆形改为方形，消除了加工时对绕组进行折弯难度过大的问题；

所述的水冷线圈内的水路设置成两段分水路，每段分水路具有单独的进水口和出水口。位于同一直线上的直线是指平行于电抗器轴线的直线。

本实用新型的水冷电抗器以空心铝型材作为绕组，以焊接作为主要加工手段对铝型材进行焊接拼接“绕制”。而后将焊接完成的两套线圈以对称的形式通过绝缘材料、标准件等连接固定。电抗器整体采用卧式布置，匝数较多的情况下有效降低电抗器重心，增强整体结构的稳定性。电抗器采用双线圈对称结构，能够加强整体的结构强度外，同时能够为用户提供更多的电气参数选择，可以通多更改双线圈连入系统的方式(串连/并连/单线圈)，从而获得不同的电气参数。

在上述技术方案的基础上，本实用新型为了达到使用的方便以及装备的稳定性，还可以对上述的技术方案作出如下的改进：

进一步，所述的相邻两个水冷线圈上安装绝缘子的耳板上，每个耳板安装两个绝缘子。

进一步，所述的水冷线圈的底部安装四个支撑底脚；

进一步，所述的支撑底脚包括第一支撑底脚和/或第二支撑底脚；

进一步，所述的第一支撑底脚是由一个方形底板和平行焊接在方形底板上的一对梯形板组成；

进一步，所述的第二支撑底脚包括一个方形底板，方形底板上焊接一对平行的梯形板，且梯形板的一个斜边上焊接一个侧支撑挡板，方形底板上还安装一个底脚绝缘子，底脚绝缘子一端固定在方形底板上，底脚绝缘子另一端固定安装一个支撑板，支撑板上焊接一个三角形立板。

进一步，还包括用于夹紧单匝绕组的夹紧固定装置，夹紧固定装置包括两个夹紧板和连接两个夹紧板的两根夹紧拉杆，相邻两个单匝绕组之间的夹紧拉杆上安装间隔垫；

进一步，所述的间隔垫包括环氧板和/或橡胶垫。

进一步，所述的进水口和出水口处安装铝接头。

进一步，接线端子开口在耳板上。在型材端部按照现场要求进行加工，即可得到与绕组型材为一体的接线端子，此接线端子具有机械强度高，抗冲击能力强的特点。

现有的水冷电抗器多为立式圆形绕组，当电流较大电气参数要求较高时会出现折弯工艺难度大、结构强度低、结构稳定性差散热效果不好等缺点，但本设计的大电流平波水冷电抗器，一改常规的圆形立式空心绕组的思路，使用空心矩形型材外加焊接技术拼接成四边形卧式绕组，完美解决大电流绕组折弯难度大的问题，且整体稳定性较强。同时使用绕组本身来制作端子，极大增强端子的机械强度，抗冲击能力强。采用双线圈结构为用户提供更多的电气参数选择，采用双水路结构也提高了散热效率。同时本电抗器结构组装简单，为后期的维护也提供了便利的条件。

本实用新型的优点在于：

1.大电流带来的绕组绕制困难问题，本实用新型采用直空心铝型材作为绕组，绕制方式由常规的圆形绕制改为四边形拼接绕制，可以解决对绕组进行折弯难度过大的工艺问题。

2.端子焊接结构强度低问题，本实用新型采用绕组端子一体式的方式，加工绕组的同时，也将绕组端部加工成端子，使绕组与端子一体化，极大增加端子结构强度；

3.绕组过高稳定性差的问题，本实用新型将绕组本身由立式布置改为卧式布置，因此匝数的增加由纵向高度的增加变为横向长度的增加，增强结构稳定性；

4.绕组过长散热效率低的问题，本实用新型将绕组单水路变为双水路，以此增加水流效率，从而增强散热效率。

附图说明

图1为本申请一种大电流空心平波水冷电抗器的立体结构示意图；

图2为图1中的a处放大图；

图3为图1中的b处放大图；

图4为单匝绕组的结构示意图；

图5为绝缘子的结构示意图；

图6为支撑底脚中第二支撑底脚的结构示意图；

图7为夹紧固定装置的结构示意图；

图8为图1中c处放大图；

图9为现有的水冷电抗器的结构示意图。

附图标记记录如下：第一横向水道型材-1，第二横向水道型材-2，纵向水道型材-3，斜连水道型材-4，耳板-5，绝缘子-6，拉杆-7，绝缘套管-8，支撑底脚-9，方形底板-9.1，梯形板-9.2，侧支撑挡板-9.3，底脚绝缘子-9.4，夹紧固定装置-10，夹紧板-10.1，夹紧拉杆-10.2，间隔垫-10.3，铝接头-11，接线端子-12。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

一种大电流空心平波水冷电抗器(参见图1-8)，包括至少两组躺式安装的水冷线圈，水冷线圈内具有螺旋水路，相邻的两组水冷线圈成镜像对称设置；所述的水冷线圈是由多个单匝绕组依次焊接拼接，单匝绕组是由空心铝型材通过焊接拼装成开口的方形框状且单匝绕组上设置两组对称的耳板5；

每组水冷线圈上位于同一直线上的耳板5由一根拉杆7连接，且相邻的两个耳板5之间的拉杆7上安装一个绝缘套管8；相邻两组水冷线圈上位于同一直线上的两个耳板5之间通过绝缘子6连接(参见图1、2)，且通常两个耳板之间会安装两个绝缘子，这样更加有利于连接结构的稳定；所述的绝缘子6包括绝缘套6.1和固定安装在绝缘套6.1中轴线上的绝缘子螺杆6.2，绝缘套6.1两端端面上设置有内螺纹孔(参见图5)；

所述的单匝绕组(参见图4)包括一对平行的第一横向水道型材1和第二横向水道型材2，第一横向水道型材1和第二横向水道型材2的两端设置有连接耳板5，一根纵向水道型材3，纵向水道型材3两端分别连接在第一横向水道型材1和第二横向水道型材2一端且与第一横向水道型材1垂直，以及一根斜连水道型材4，斜连水道型材4一端连接在第一水道型材另一端的；相邻两个单匝绕组是通过其中一个单匝绕组的斜连水道型材4连接；

所述的水冷线圈内的水路设置成两段分水路，每段分水路具有单独的进水口和出水口，进水口和出水口处还可以安装铝接头，铝接头便于连接水管。

在实际使用中，会在所述的水冷线圈的底部安装四个支撑底脚9；

所述的支撑底脚9包括两种结构，分别为第一支撑底脚和第二支撑底脚，两种结构的支撑底脚可以单独使用，也可以同时使用；

第一支撑底脚大的结构是由一个方形底板9.1和平行焊接在方形底板9.1上的一对梯形板9.2组成；

第二支撑底脚(参见图6)的结构是包括一个方形底板9.1，方形底板9.1上焊接一对平行的梯形板9.2，且梯形板9.2的一个斜边上焊接一个侧支撑挡板9.3，方形底板9.1上还安装一个底脚绝缘子9.4，底脚绝缘子9.4一端固定在方形底板9.1上，底脚绝缘子9.4另一端固定安装一个支撑板9.5，支撑板9.5上焊接一个三角形立板9.6。

为了让电抗器的结构更紧固，加强稳定性，还安装用于夹紧单匝绕组的夹紧固定装置10(参见图7)，夹紧固定装置10包括两个夹紧板10.1和连接两个夹紧板10.1的两根夹紧拉杆10.2，相邻两个单匝绕组之间的夹紧拉杆10.1上安装间隔垫10.3；夹紧固定装置10可以设置多组，两根夹紧拉杆10.2夹持在电抗器螺旋的内外，通过夹紧拉板10.1夹紧电抗器，控制相邻两个水道之间的间距，安装间隔垫10.3，间隔垫包括环氧板和/或橡胶垫，两种材料可以单独使用也可以组合使用。

接线端子12开口在耳板5上(参见图8)。电抗器需要接线，因此在需要接线位置的耳板上开口，作为接线端子，用于接线。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。