專利名稱：氣體絕緣干式空芯電抗器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是電網(wǎng)中用于無(wú)功補(bǔ)償?shù)囊环N新型電氣設(shè)備。
背景技術(shù)：
電力系統(tǒng)中空芯電抗器的應(yīng)用是非常廣泛的，其主要的用途是作為無(wú)功補(bǔ)償中的串聯(lián)電抗器，用于限流和濾波。在現(xiàn)有技術(shù)中，電抗器分為油浸和干式兩大類，油浸電抗器因?yàn)橛凶儔浩饔途蜁?huì)存在泄露、油變質(zhì)等問(wèn)題，給使用和維護(hù)帶來(lái)很多問(wèn)題，所以無(wú)油化已經(jīng)成為電力系統(tǒng)一個(gè)應(yīng)用趨勢(shì)。干式電抗器又分為有鐵芯電抗器和無(wú)鐵芯電抗器兩種，空芯電抗器因?yàn)榫€性度高限流特性好而得到比較好的應(yīng)用。現(xiàn)有的干式空芯電抗器基本上是采用環(huán)氧澆注方式的，或其他絕緣材料固定成型，因?yàn)樯釂?wèn)題(沒(méi)有油作為介質(zhì)散熱，空氣的散熱性能較差)同油浸電抗器相比繞組的體積要大些，成本就高許多，而且在大容量時(shí)的散熱是一個(gè)很難解決的問(wèn)題，限制了其向大容量的發(fā)展，其實(shí)散熱問(wèn)題一直是電抗器設(shè)計(jì)制造中所要面對(duì)的問(wèn)題，也是一直沒(méi)有得到很好解決的問(wèn)題。
空芯電抗器的繞組是會(huì)產(chǎn)生熱量的，熱量散不出去，就會(huì)產(chǎn)生超過(guò)極限的溫升，而將電抗器燒毀。傳統(tǒng)的空芯電抗器設(shè)計(jì)中，繞組中是要設(shè)計(jì)有風(fēng)道或油道，風(fēng)道是干式空芯電抗器中通風(fēng)用的，油道是油浸空芯電抗器中增加的油路，即都是采用對(duì)流的方式將空芯電抗器中的熱量傳遞出去的，干式空芯電抗器采用空氣對(duì)流的方式，因空氣的傳熱性能差些，所以需要有更多更大的風(fēng)道，且繞組的電流密度也選擇得比較低，這些都增加了成本，比同容量的油浸的空芯電抗器成本高；油浸空芯電抗器采用變壓器油來(lái)對(duì)流，將繞組中的熱量帶到箱體上，并通過(guò)箱體上的散熱器散發(fā)到空氣中去，因?yàn)樽儔浩饔偷膫鳠嵝矢咝?，其繞組的成本也相對(duì)低一些?？傊F(xiàn)有的空芯電抗器繞組的熱量導(dǎo)出都是采用傳統(tǒng)的對(duì)流的方式，對(duì)流是一種導(dǎo)熱性能相對(duì)要差的方式，可以采用一種更理想的導(dǎo)熱方式，在性能與成本上會(huì)有較大的改善。
因?yàn)榭招倦娍蛊鞯穆┐疟容^大，密閉的箱體又是導(dǎo)磁體，就會(huì)造成比較大的漏磁損耗，發(fā)熱也會(huì)比較嚴(yán)重，為減少漏磁損耗，在箱體的四周加裝了導(dǎo)磁條，提供漏磁通的磁路，將漏磁損耗降到最低。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種新型的氣體絕緣干式空芯電抗器，使空芯電抗器達(dá)到防火防爆的同時(shí)，又采用熱管這種更理想的導(dǎo)熱方式，使空芯電抗器的性能提高成本下降。
本實(shí)用新型所說(shuō)的氣體絕緣干式空芯電抗器，包括箱體內(nèi)的空芯電抗器的繞組，箱體內(nèi)充滿氣體，箱體外裝有散熱器，箱體與空芯電抗器繞組之間有換熱器，換熱器一邊與箱體及散熱器緊密連接，另一邊與空芯電抗器繞組緊密連接。
箱體是密閉式的結(jié)構(gòu)，箱體內(nèi)充有絕緣氣體，包括六氟化硫、氮?dú)狻⒏稍锟諝獾?，箱體內(nèi)的壓力略微高于箱體外，從而保證比較好的絕緣性能，因?yàn)橄潴w是密閉的，可以戶內(nèi)戶外都使用，并且還可以避免普通干式空芯電抗器因環(huán)氧老化破裂造成的絕緣問(wèn)題。
箱體與空芯電抗器繞組之間的換熱器為熱管，熱管是人們所知的最有效的傳熱元件之一，它可以將大量的熱量通過(guò)其很小的截面積遠(yuǎn)距離地傳輸而無(wú)需外加動(dòng)力，它的熱導(dǎo)率已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)任何一種已知的金屬。熱管是密閉的結(jié)構(gòu)，內(nèi)部保持一定的真空度，并充有一定的液體，管內(nèi)一端受熱液體會(huì)汽化，到另一端冷卻后氣體又變?yōu)橐后w，循環(huán)往復(fù)，熱管兩端是幾乎沒(méi)有溫差的。熱管的傳熱能力是驚人的，一個(gè)4毫米內(nèi)徑的熱管其極限傳遞能量可超過(guò)5千瓦，繞組上的熱量可以很快傳遞到箱體和散熱器上，就不再需要風(fēng)道，繞組的電流密度也可以選擇比較大些，繞組的體積可以減少很多，從而可以大大降低成本。繞組上的溫度與箱體散熱器上的溫度大致相同，這也可以大大降低空芯電抗器的溫升，克服空芯電抗器溫升較高而帶來(lái)的一系列問(wèn)題，空芯電抗器所需絕緣材料的絕緣等級(jí)也可以降低，這降低成本的同時(shí)也可以降低空芯電抗器的損耗。
普通的熱管其蒸發(fā)段與冷凝段基本是無(wú)間隔地連接在一起，為一根根獨(dú)立的結(jié)構(gòu)，用在氣體絕緣干式空芯電抗器中，會(huì)給繞組的繞制帶來(lái)一定的困難，采用蒸發(fā)段與冷凝段相互分開(kāi)的分離式熱管，就可以比較好地解決這一問(wèn)題。
熱管管壁一般所選用的材料為金屬材料，導(dǎo)熱性能好，但用在空芯電抗器中，因?yàn)榻饘俨牧系慕^緣性能差，雖然解決了導(dǎo)熱問(wèn)題，但又帶來(lái)了絕緣問(wèn)題，所以分離式熱管蒸發(fā)段的管壁最好為導(dǎo)熱的絕緣材料，既導(dǎo)熱又絕緣，該材料的熱導(dǎo)率大于1W/mK。
本實(shí)用新型同現(xiàn)有的技術(shù)相比，由于傳熱效率提高，可以顯著地降低空芯電抗器的體積和成本，降低了空芯電抗器的溫升同時(shí)降低了空芯電抗器的損耗；采用密閉式氣體絕緣結(jié)構(gòu)，可以提高絕緣性能和可靠性。
本實(shí)用新型為無(wú)油化結(jié)構(gòu)、成本低廉、并具有降低溫升和損耗等顯著特點(diǎn)。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。
附

圖1為本實(shí)用新型的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖附圖2為本實(shí)用新型的俯視結(jié)構(gòu)示意圖具體實(shí)施方式
在圖1、2中，1是對(duì)繞組散熱的分離式熱管換熱器的蒸發(fā)段，2是空芯電抗器的繞組，3、4、5、6是連接蒸發(fā)段與冷凝段的管子，3是蒸汽從蒸發(fā)段到冷凝段通過(guò)的管子，6是冷凝液體返回的管子，4、5是連接三相空芯電抗器的繞組對(duì)應(yīng)蒸發(fā)段的管子，7是導(dǎo)磁條，8是分離式熱管換熱器的冷凝段，9是箱體，10是向空氣散熱的散熱器。分離式熱管換熱器的蒸發(fā)段1外壁與空芯電抗器的繞組2緊密接觸，將繞組2的熱量傳遞出去；空芯電抗器的三相繞組對(duì)應(yīng)的分離式熱管換熱器的蒸發(fā)段通過(guò)管子4、5連接在一起。分離式熱管換熱器的冷凝段8與箱體9緊密接觸，箱體外對(duì)應(yīng)位置安裝散熱器10，將內(nèi)部的所有熱量傳遞到空氣中。熱管蒸發(fā)段管壁的材料選擇為導(dǎo)熱的絕緣材料，同時(shí)保證導(dǎo)熱性與絕緣性。連接分離式熱管換熱器的冷凝段與蒸發(fā)段的管子3、6在初始設(shè)計(jì)為分開(kāi)的，當(dāng)繞組安裝完畢后才將其密閉起來(lái)，然后注入液體并抽真空。箱體最后是密閉的，也需抽真空后注入其他絕緣氣體，如六氟化硫、氮?dú)獾取?是導(dǎo)磁條，因?yàn)榭招倦娍蛊鞯穆┐疟容^厲害，采用導(dǎo)磁條可以降低漏磁造成的損耗。
權(quán)利要求1.一種氣體絕緣干式空芯電抗器，包括箱體內(nèi)的電抗器繞組，箱體內(nèi)充滿絕緣氣體，箱體外裝有散熱器，其特征在于所述的箱體與電抗器繞組之間有換熱器，換熱器一邊與箱體及散熱器緊密連接，另一邊與電抗器繞組緊密連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體絕緣干式空芯電抗器，其特征在于所述的箱體為密閉的結(jié)構(gòu)，里面充滿絕緣氣體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的氣體絕緣干式空芯電抗器，其特征在于所述的換熱器為熱管。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣體絕緣干式空芯電抗器，其特征在于所述的熱管蒸發(fā)段的管壁的全部或部分所用材料為導(dǎo)熱絕緣材料，該材料的熱導(dǎo)率大于1W/mK。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣體絕緣干式空芯電抗器，其特征在于所述的熱管為蒸發(fā)段與冷凝段相互分開(kāi)的分離式熱管。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣體絕緣干式空芯電抗器，其特征在于所述的熱管為蒸發(fā)段與冷凝段相互分開(kāi)的分離式熱管。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4、5、6所述的氣體絕緣干式空芯電抗器，其特征在于在所述的密閉的箱體四周，安裝有防漏磁的導(dǎo)磁條。
專利摘要電網(wǎng)中的電抗器主要用于無(wú)功補(bǔ)償中,而干式電抗器因?yàn)闊o(wú)油化免滲漏更是得到廣泛應(yīng)用,本實(shí)用新型采用的是一種氣體絕緣的干式空芯電抗器。它包括箱體內(nèi)裝配的電抗器的繞組,箱體外還裝有散熱器,箱體與電抗器繞組之間有換熱器,換熱器一邊與箱體及散熱器緊密連接,另一邊與電抗器繞組緊密連接。由于可靠地解決了電抗器的散熱問(wèn)題,可以使電抗器的體積更小,成本更低,是現(xiàn)有空芯電抗器理想的升級(jí)換代產(chǎn)品。
文檔編號(hào)H01F27/08GK2517084SQ0220515
公開(kāi)日2002年10月16日 申請(qǐng)日期2002年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月21日
發(fā)明者劉有斌 申請(qǐng)人:劉有斌