应用于高耦合空芯分裂电抗器上的绝缘结构及电抗器的制作方法

1.本实用新型涉及空芯分裂电抗器绝缘技术领域，特别提供了一种应用于高耦合空芯分裂电抗器上的绝缘结构及电抗器。


背景技术：

2.高耦合空芯分裂电抗器可以用于限制短路电流，原理如图1，当线路正常运行时，k闭合，此时l1与l2反并联，磁场抵消，电感整体很小；当电路发生短路时，k分断，只有l1运行，这时电感为l1的电感值，限制短路电流，虽然l2没有电流不会抵消磁场，但是l2的互感电压还是存在，在电感l1，l2特别是x2与x端出线会有与线路电压等值的端电压，考虑电感的操作过电压，这里的电压会更高，如图2下端处。
3.可以在l1l2之间增设绝缘结构的方法来保证绝缘(图3)，但是如果为了继续提高耦合，缩小l1与l2之间的距离，或者l1l2之间电压继续提高，由于l1与绝缘结构之间，l2与绝缘结构之间的空气介电常数ε1远小于绝缘结构的介电常数ε2，反而造成空气承受的电场强度增加，更容易形成电离。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种应用于高耦合空芯分裂电抗器上的绝缘结构及电抗器。
5.本实用新型是这样实现的，提供一种应用于高耦合空芯分裂电抗器上的绝缘结构，包括筒状绝缘结构、固化在筒状绝缘结构内部的外层密绕高阻抗电阻丝和内层密绕高阻抗电阻丝，外层密绕高阻抗电阻丝和内层密绕高阻抗电阻丝的两端分别伸出连接端。
6.本实用新型还提供一种高耦合空芯分裂电抗器，包括筒状的外层绕组和内层绕组，外层绕组和内层绕组同心套接，在外层绕组和内层绕组之间设有上述的绝缘结构，所述外层密绕高阻抗电阻丝的两端与外层绕组的两端连接，内层密绕高阻抗电阻丝与内层绕组的两端连接，所述筒状绝缘结构下端长于外层绕组和内层绕组，外层绕组和内层绕组上端为共同的进线端，外层绕组和内层绕组下端为分裂的出线端。
7.优选地，还设有进线端子排与所述外层绕组、所述内层绕组和所述绝缘结构的上部连接，设有第一出线端子排与所述外层绕组下部连接，设有第二出线端子排与所述内层绕组连接，第一出线端子排、第二出线端子排和绝缘结构的下端分别连接绝缘子。
8.进一步优选，所述筒状绝缘结构采用的绝缘介质的介电常数大于1，在筒状绝缘结构上涂覆绝缘硅橡胶层。
9.进一步优选，所述进线端子排、所述第一出线端子排和所述第二出线端子排均为星型架端子排。
10.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
11.解决了绝缘与耦合系数及绕组散热之间的矛盾。
附图说明
12.下面结合附图及实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：
13.图1为空芯分裂电抗器原理图；
14.图2为现有空芯分裂电抗器结构示意图；
15.图3为只设有绝缘结构的空芯分裂电抗器结构示意图；
16.图4为本发明提供的空芯分裂电抗器结构示意图；
17.图5为本发明实施例1中的空芯分裂电抗器结构示意图；
18.图6为图5的俯视图。
具体实施方式
19.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
20.实施例1、
21.参考图4，本实施例提供一种应用于高耦合空芯分裂电抗器上的绝缘结构，包括筒状绝缘结构1、固化在筒状绝缘结构1内部的外层密绕高阻抗电阻丝2和内层密绕高阻抗电阻丝3，外层密绕高阻抗电阻丝2和内层密绕高阻抗电阻丝3的两端分别伸出连接端。
22.本实施例应用在高耦合空芯分裂电抗器上，外层密绕高阻抗电阻丝2和内层密绕高阻抗电阻丝3的两端分别与外层绕组4和内层绕组5连接，解决了绝缘与耦合系数及绕组散热之间的矛盾。
23.实施例2、
24.参考图4、图5和图6，提供一种高耦合空芯分裂电抗器，包括筒状的外层绕组4和内层绕组5，外层绕组4和内层绕组5同心套接，在外层绕组4和内层绕组5之间设有实施例1提供的绝缘结构，所述外层密绕高阻抗电阻丝2的两端与外层绕组4的两端连接，内层密绕高阻抗电阻丝3与内层绕组5的两端连接，所述筒状绝缘结构1下端长于外层绕组4和内层绕组5，外层绕组4和内层绕组5上端为共同的进线端，外层绕组4和内层绕组5下端为分裂的出线端。
25.设有进线端子排6与所述外层绕组4、所述内层绕组5和所述绝缘结构1的上部连接，设有第一出线端子排7与所述外层绕组4下部连接，设有第二出线端子排8与所述内层绕组5连接，第一出线端子排7、第二出线端子排8和绝缘结构1的下端分别连接绝缘子9。
26.筒状绝缘结构1的介电常数大于1，在筒状绝缘结构1上涂覆绝缘硅橡胶层。
27.所述进线端子排6、所述第一出线端子排7和所述第二出线端子排8均为星型架端子排。
28.外层绕组4和内层绕组5形成内外套结构，同心靠近，保证耦合系数，两绕组中间布置筒状绝缘结构3，筒状绝缘结构3内部设置两组密绕电阻丝，即外层密绕高阻抗电阻丝2和内层密绕高阻抗电阻丝3，环氧浇注而成，外层裹覆绝缘硅橡胶，保证绝缘结构的环境适应性，两线圈上部通过进线端子排6(星型架)连接为入端(公共端)，两线圈下部端子分裂，经各自的端子排(星型架)馈出，绝缘结构的两组电阻丝分别连接于a，x，x2端子，下部的端子排(星型架)以及绝缘结构的下端以绝缘子支撑，绝缘结构的上端与进线端子排固定。
29.当出现故障时，k分断，图4上端a各处电压相等，无压差，而l1，l2之间至下端x，x2之间电压线性增加直至电源电压(例如35kv)，但是由于两组电阻丝分别并联与l1，l2，导致l1，l2与绝缘结构的电阻丝等电位，两侧气道的空气不承受电压，无论气隙有多小，也不会被电离，较高的电位差施加在结缘结构内部的的绝缘介质，由于其绝缘强度极高，所以可以用小的厚度即可实现绝缘。
30.当k闭合时，两组线圈磁场相抵成低阻抗运行，由于此时电抗器两端电压低(数百伏)但电阻丝电阻较大(数千欧以上)，两组电阻丝流过电流微弱，发热极少，对正常运行没有影响。这样，就实现了即减少l1，l2之间气道的距离，提高耦合系数，又保证绝缘强度并留有气道散热的多个目的。
31.对本实施例提供的防止间隙空气电离的高耦合空芯分裂电抗器进行电场仿真云图，可知，l1，l2之间的气隙电场为零，空气不承担电位差，较小的间距保证耦合系数，同时电场被重新分布在高绝缘性材料中实现可靠绝缘，同时兼顾了散热对气道的要求。
32.上面结合附图对本实用新型的实施方式做了详细说明，但是本实用新型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，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。