一種大容量干式高頻高壓電抗器的制造方法
【專利摘要】實(shí)用新型提供一種大容量干式高頻高壓電抗器，包含：UF型磁芯、骨架、線圈和固定支撐裝置，還包含線圈的引出銅排或銅線，所述UF型磁芯由兩個(gè)開口相對(duì)的U型磁件、若干根磁條和絕緣墊板組成，每個(gè)U型磁件包括底軛和旁柱，所述磁條和絕緣墊板被壓緊安裝在兩個(gè)U型磁件的旁柱之間，所述絕緣墊板設(shè)置在相鄰的磁條之間及磁條與旁柱之間，磁條之間、磁條與旁柱之間有間隙；所述方形骨架為兩個(gè)，分別套設(shè)在UF型磁芯旁柱和磁條上；所述線圈由兩個(gè)高壓線圈組成，兩個(gè)高壓線圈為立式結(jié)構(gòu)，分別繞制在兩個(gè)方形骨架上，相鄰的高壓線圈之間具有絕緣層，所述高壓線圈由大股利茲線繞制而成，線圈的上、下端部與磁芯之間的空隙設(shè)置采邊。
【專利說明】
-種大容量干式高頻高壓電抗器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型屬于干式電抗器領(lǐng)域，歸類于高壓電氣設(shè)備，具體是設(shè)及一種大容量 干式高頻高壓電抗器。
【背景技術(shù)】
[0002] 在現(xiàn)有中高頻電源的升壓或變換領(lǐng)域，常規(guī)電抗器或多或少地存在W下技術(shù)缺 點(diǎn)，造成現(xiàn)有的高頻高壓電抗器存在升壓容量小（IOkVAW下）、升壓電壓低（1000VW下）、波 形質(zhì)量不佳、無功損耗大、效率低(90%W下）、無法大容量長(zhǎng)期運(yùn)行和可靠性不高的技術(shù)不 足。
[0003] 1.由于電抗器在裝配時(shí)，線圈處于立式狀態(tài)，在強(qiáng)烈的運(yùn)輸過程中，線圈端部的 空虛有可能造成導(dǎo)線位移，進(jìn)一步造成線圈跨層的故障。
[0004] 2.由于線圈中多根導(dǎo)線并繞在同一層，立式結(jié)構(gòu)的線圈在重力作用下，多根導(dǎo)線 會(huì)發(fā)生下墜現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)損壞線圈。
[0005] 3.常規(guī)電抗器的風(fēng)道采用的是"□"字形撐條作為氣道支撐，與發(fā)熱器件形成面與 面的接觸，散熱面積更小，散熱效果差。
[0006] 4.常規(guī)高頻電抗器，一般是線圈直接繞制在磁忍旁柱上，磁忍和線圈之間僅靠絕 緣紙隔離，在高頻大功率領(lǐng)域，運(yùn)種方法無法保證足夠的絕緣強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，且會(huì)導(dǎo)致?lián)?穿造成線圈對(duì)磁忍放電造成故障。
[0007] 5.-般常規(guī)電抗器中的線圈依靠與磁忍進(jìn)行固定，線圈直接固定在磁忍上。由于 磁忍為鐵氧體材質(zhì)，屬于易碎元器件，若直接將線圈固定在磁忍上，可能會(huì)造成磁忍的破損 和裂縫。
[000引6.常規(guī)的利茲線基本上達(dá)不到根與根之間的徹底絕緣，且絞合方式粗糖，絞合半 徑不一致導(dǎo)致電阻值偏差過大、沒有進(jìn)行特殊的外包亞胺薄膜，無法保證高頻高壓下應(yīng)間 的絕緣性能，擊穿現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。
[0009] 7.在常規(guī)電抗器中，絕緣層采用單一聚醋薄膜或電纜作為絕緣層紙。但在高頻高 壓電抗器中，由于高頻尖峰電壓和強(qiáng)烈的寄生電容的存在，或造成層間產(chǎn)生極高的寄生電 壓差，此寄生電壓峰值可能高于正常電壓的10倍W上，能輕易造成電抗器的擊穿故障。為此 層間絕緣的絕緣強(qiáng)度和抗介電性能必須大幅提高。
[0010] 8.常規(guī)電抗器中的線圈的層絕緣為整層導(dǎo)線整體包繞絕緣介質(zhì)，運(yùn)樣在常規(guī)電抗 器中并無不妥;但在高頻電抗器中，運(yùn)種設(shè)計(jì)會(huì)導(dǎo)致線圈幅向厚度增加，線圈之間的磁場(chǎng)較 鏈程度降低，造成阻抗升高、輸出性能降低無功功率增加也降低了電抗器的輸出效率。
[0011] 綜上所述，由于常規(guī)電抗器或多或少地存在W上技術(shù)缺點(diǎn)，造成現(xiàn)有的高頻高壓 電抗器存在升壓容量小、升壓電壓低、波形質(zhì)量不佳、無功損耗大、效率低(90%W下）、無法 大容量長(zhǎng)期運(yùn)行和可靠性不高的技術(shù)不足。隨著中高頻領(lǐng)域的發(fā)展和對(duì)高頻高壓電源的需 求，大容量高頻高壓諧振升壓電抗器成為急需突破的技術(shù)，運(yùn)種電抗器的結(jié)構(gòu)形式為干式， 要能具備如下特點(diǎn)：能大容量輸出UOOkVAW上）、高電壓輸出（10000VW上）、輸出效率高 (98% W上）、工作頻率高（2k~100曲Z )能大容量長(zhǎng)期不間斷運(yùn)行、體積小重量輕(體積重量 降低50%W上）、低損耗發(fā)熱(發(fā)熱量為容量的1%W下）的特點(diǎn)，因此，需要有一種大容量干式 高頻高壓電抗器，其能夠克服W上技術(shù)不足，使高頻高壓電源也能實(shí)現(xiàn)大容量輸出、高效率 輸出、能長(zhǎng)期不間斷運(yùn)行、體積小重量輕、低損耗發(fā)熱的優(yōu)異性能，來滿足需求。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0012] 本實(shí)用新型的目的是提供一種大功率干式高頻高壓電抗器，用于解決目前高頻高 壓領(lǐng)域存在的波形質(zhì)量差、無功損耗大、傳遞容量小、升壓電壓低、效率低、無法長(zhǎng)期運(yùn)行和 可靠性不高的性能缺陷，從而使高頻高壓電源的使用能更加廣泛和可靠;使高頻高壓電源 也能實(shí)現(xiàn)大容量高壓輸出、高效率輸出、良好的波形、極小的無功損耗、能長(zhǎng)期不間斷運(yùn)行、 體積小重量輕、低損耗發(fā)熱的優(yōu)異性能。
[0013] 實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)方案如下：一種大容量干式高頻高壓電抗器，包含UF 型磁忍、方形骨架、線圈、固定支撐裝置和線圈的引出銅排或銅線，其特征在于:所述UF型磁 忍由兩個(gè)開口相對(duì)的U型磁件、若干根磁條和絕緣墊板組成，每個(gè)U型磁件包括底輛和底輛 兩側(cè)的旁柱，所述磁條和絕緣墊板被壓緊安裝在兩個(gè)U型磁件的旁柱之間，所述絕緣墊板設(shè) 置在相鄰的磁條之間及磁條與旁柱之間，所述絕緣墊板使相鄰的磁條之間、磁條與旁柱之 間形成間隙;所述方形骨架為兩個(gè)，分別套設(shè)在UF型磁忍兩側(cè)的旁柱和磁條上;所述線圈由 兩個(gè)高壓線圈組成，所述兩個(gè)高壓線圈為立式結(jié)構(gòu)，分別繞制在兩個(gè)方形骨架上;每個(gè)高壓 線圈具有若干個(gè)導(dǎo)線層，相鄰的導(dǎo)線層之間具有第一絕緣層，所述導(dǎo)線層為大股利茲線作 為導(dǎo)線繞制而成，所述大股利茲線的外面整根連續(xù)包繞多層第二絕緣層，所述大股利茲線 由若干股小股利茲線絞合而成，所述小股利茲線由若干根高導(dǎo)電率的銅線絞合而成，每根 銅線的外部包覆第=絕緣層；
[0014] 所述高壓線圈中設(shè)置軸向散熱氣道；
[0015] 所述高壓線圈上、下端部的空隙設(shè)置采邊(即使用絕緣材料填充）；
[0016] 所述固定支撐裝置包含上環(huán)氧板、下環(huán)氧板、撐板和拉桿，所述UF型磁忍坐落在下 環(huán)氧板上，所述高壓線圈坐落在撐板上，所述下環(huán)氧板與撐板之間固定連接，所述上環(huán)氧 板、下環(huán)氧板之間由拉桿連接固定。
[0017] 為了達(dá)到更好的技術(shù)效果，本實(shí)用新型的技術(shù)方案還可W具體為W下技術(shù)特點(diǎn)：
[0018] 1.所述兩個(gè)高壓線圈由同一根導(dǎo)線反向不間斷串聯(lián)繞制而成，即第一個(gè)高壓線圈 的結(jié)尾直接拉到第二個(gè)高壓線圈上，作為第二個(gè)高壓線圈的起頭，但兩個(gè)高壓線圈的上的 導(dǎo)線繞向相反。
[0019] 2.所述采邊用Tl型絕緣電工紙板對(duì)每個(gè)高壓線圈的上、下端部的空隙進(jìn)行絕緣填 充，所述Tl型絕緣電工紙板平鋪在每個(gè)高壓線圈端部，并采用酪醒樹脂膠粘接在高壓線圈 端部，層層疊壓，與高壓線圈牢固形成一體，其外邊部與方形骨架端部齊平、內(nèi)邊部與導(dǎo)線 接觸。
[0020] 3.方形骨架UF型磁忍之間進(jìn)行填充固定，填充物為絕緣板。
[0021 ] 4.所述方形骨架的表面包繞第四絕緣層。
[0022] 5.所述方形骨架與UF型磁忍之間具有空氣絕緣間隙。
[0023] 6.進(jìn)一步地，所述空氣絕緣間隙的厚度不小于6mm。
[0024] 7.所述第一絕緣層為復(fù)合交錯(cuò)絕緣層，至少包含亞胺薄膜和DMD紙兩種不同的絕 緣介質(zhì)，所述絕緣介質(zhì)為多層交錯(cuò)層疊使用，相鄰的兩層絕緣介質(zhì)為不同材質(zhì)。
[00巧]8.所述第二絕緣介質(zhì)為厚度介于0.025-0.05mm的亞胺薄膜。
[0026] 9.所述第=絕緣層為高強(qiáng)度縮醒絕緣漆涂敷層。
[0027] 10.所述電抗器的高壓線圈的軸向應(yīng)間由電工白帶捆綁，所述高壓線圈的每層導(dǎo) 線層的下層鋪設(shè)電工白帶，高壓線圈的各轉(zhuǎn)角處放置1根電工白帶，每層導(dǎo)線每繞制到1/4 繞長(zhǎng)時(shí)，即將所述電工白帶的長(zhǎng)出部分反拉到后續(xù)導(dǎo)線的下方壓住拉緊，對(duì)線圈的導(dǎo)線進(jìn) 行軸向捆綁。
[0028] 11.所述高壓線圈由環(huán)氧樹脂玻璃絲誘注而成，絕緣等級(jí)為H級(jí)或更高，高壓線圈 的耐溫應(yīng)不小于180°C。
[0029] 12.所述高壓線圈整體真空浸潰F級(jí)絕緣漆。
[0030] 13.所述高壓線圈外表包繞F級(jí)覆膜復(fù)合紙。
[0031] 14.所述大股利茲線由5-19根小股利茲線絞合而成。
[0032] 15.進(jìn)一步地，所述大股利茲線內(nèi)的小股利茲線為定距離絞合。
[0033] 16.進(jìn)一步地，所述小股利茲線的絞合節(jié)距為20~45mm。
[0034] 17.所述小股利茲線由5-19根銅線絞合成。
[0035] 18.進(jìn)一步地，所述小股利茲線內(nèi)的銅線為定距離絞合。
[0036] 19.進(jìn)一步地，所述銅線的絞合節(jié)距為10~45mm。
[0037] 20.所述氣道撐條的橫截面為"工"字形。
[0038] 21.所述第一絕緣層采用分級(jí)絕緣的方式，把相鄰的高壓線圈的層間絕緣分為N 級(jí)，N為自然數(shù)，各級(jí)絕緣采用不同的絕緣材質(zhì)，在第1層導(dǎo)線繞制到1/N繞長(zhǎng)的時(shí)候停止繞 線、包繞第1級(jí)1/N絕緣;再繞制第2段1/N層線、包繞第2級(jí)1/N絕緣；W此類推，最后繞制第N 個(gè)1/N層線、包繞第N級(jí)絕緣。
[0039] 22.進(jìn)一步地，所述的N取值為2-8。
[0040] 23.所述兩個(gè)高壓線圈還可W采取同向并聯(lián)繞制，即兩個(gè)高壓線圈繞向相同，兩個(gè) 高壓線圈的導(dǎo)線的起頭相連接，兩個(gè)高壓線圈的導(dǎo)線的結(jié)尾相連接。
[0041 ]采用本實(shí)用新型技術(shù)方案的大容量干式高頻高壓電抗器具有W下優(yōu)點(diǎn)：
[0042] 1.波形好(標(biāo)準(zhǔn)正弦波）、無功損耗小、大容量、高電壓、高頻率、低損耗、長(zhǎng)期不間 斷運(yùn)行。
[0043] 2.兩個(gè)線圈采取反向不間斷串聯(lián)繞制方法;提高磁場(chǎng)的較鏈程度、降低漏磁通，提 高阻抗特性，降低阻抗電壓，提高整體的性能，同時(shí)減小電抗器體積，裝配簡(jiǎn)單，節(jié)省材料成 本。
[0044] 3.采用特殊設(shè)計(jì)的利茲線:能很好的消除高頻磁場(chǎng)下造成電流的集膚效應(yīng)和鄰近 效應(yīng)帶來的嚴(yán)重交流損耗，有效降低電抗器溫升。
[0045] 4.大股的利茲線外面連續(xù)包繞4層SO.025的亞胺薄膜，能有效防止應(yīng)間的感應(yīng)擊 穿；不易滑層。
[0046] 5.利茲線中的所有銅線根與根之間都徹底絕緣，保證銅線電流載流量的高效利 用。
[0047] 6.利茲線頻譜范圍廣:適用于化~IOOk化。
[0048] 7.本實(shí)用新型的電抗器中，每個(gè)高壓線圈具有若干個(gè)導(dǎo)線層，相鄰的導(dǎo)線層之間 具有第一絕緣層，所述第一絕緣層采用的是亞胺薄膜(C級(jí)絕緣、耐溫220°C)和DMD紙交錯(cuò)層 疊使用，其耐壓性能不僅高于兩者的和值，并且具有優(yōu)良的介電性能，能有效防止寄生電壓 造成的擊穿故障;保證可靠的高頻絕緣水平。
[0049] 8.本實(shí)用新型的電抗器中，高壓線圈采用分級(jí)絕緣的方式，繞制多層線圈時(shí)，層數(shù) 越多、減少的層絕緣張數(shù)越多、線圈的幅向就越薄，不僅能保證絕緣強(qiáng)度，減小線圈的幅向 厚度，減小線圈體積，保證電抗器優(yōu)良的輸出特性、降低阻抗、減小漏磁通和無功消耗，并能 減少層間絕緣張數(shù)。
[0050] 9.采用絕緣電工紙板對(duì)線圈端部進(jìn)行絕緣填充并使用酪醒樹脂膠粘接在線圈端 部，層層疊壓，與線圈牢固形成一體，且在后續(xù)浸漆工藝中，能更好的附著在線圈內(nèi)部，對(duì)線 圈整體起到支撐固定作用，使導(dǎo)線不會(huì)墜落跨層，并能防止端部爬電造成端部擊穿。
[0051] 10.所述電抗器的線圈軸向應(yīng)間由電工白帶捆綁，所述線圈的每層導(dǎo)線層的下層 鋪設(shè)電工白帶，所述電工白帶鋪設(shè)在線圈的四個(gè)轉(zhuǎn)角處，每層導(dǎo)線每繞制到1/4繞長(zhǎng)時(shí)，即 將所述電工白帶的長(zhǎng)出部分反拉到后續(xù)導(dǎo)線的下方壓住拉緊，對(duì)起繞的線圈進(jìn)行軸向捆 綁;且軸向電工白帶可W反復(fù)交錯(cuò)穿插壓緊，對(duì)整層導(dǎo)線都能起到軸向捆綁的作用。此軸向 捆綁的線圈、應(yīng)與應(yīng)之間能很好的緊固而減小縫隙、在高頻電磁應(yīng)力下位移空間被固定，能 有效降低運(yùn)行時(shí)的噪音。
[0052] 11.此新型發(fā)明中軸向風(fēng)道的不同之處在于，提供了一種"工"字形的氣道撐條，其 "工"字面接觸線圈導(dǎo)體表面，形成點(diǎn)與面的接觸，運(yùn)樣與導(dǎo)體接觸的面積會(huì)遠(yuǎn)小于常規(guī)的 "□"字形撐條，散熱面積更大，散熱效果更好。
[0053] 12.本實(shí)用新型中，兩個(gè)高壓線圈采取一根導(dǎo)線反向不間斷串聯(lián)繞制，導(dǎo)線不剪 斷、第一個(gè)高壓線圈繞制結(jié)束后導(dǎo)線直接打到第二個(gè)線圈上繞制，完全杜絕了利茲線的串 聯(lián)斷根和不導(dǎo)通難題，減少了焊接工作量;避免焊接點(diǎn)的滿流引起的發(fā)熱;避免外接串聯(lián)導(dǎo) 線的突起，改善了線圈的平整度和美觀程度;減少了利茲線的脫漆次數(shù)，簡(jiǎn)化實(shí)體制作的工 序。
[0054] 13.本實(shí)用新型中高壓線圈與磁忍間的多層電氣隔離:高壓線圈不是繞在磁忍上， 而是先繞制在方形骨架上，并且在繞制之前，方形骨架表面包繞多層DMD絕緣層，W提高絕 緣。除此之外，方形骨架套進(jìn)線圈后，方形骨架與磁忍之間還保有6mm的空氣絕緣間隙，此= 種措施的耐壓能力完全能隔離掉高壓線圈對(duì)磁忍的放電擊穿現(xiàn)象，并能保證足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng) 度。
[0055] 14.高壓線圈的固定支撐:本實(shí)用新型中，高壓線圈與磁忍隔離，將其重量分擔(dān)在 撐板上，磁忍不承擔(dān)高壓線圈的重力，撐板完全承擔(dān)高壓線圈的重力，撐板本身也屬于絕緣 器件。運(yùn)種設(shè)計(jì)方法不僅保證了高壓線圈的固定，且裝配方式簡(jiǎn)單可靠。
【附圖說明】 [0化6] ：
[0057] 附圖1是本實(shí)用新型的大容量干式高頻高壓電抗器的整體示意圖
[0058] 附圖2是本實(shí)用新型的大容量干式高頻高壓電抗器的正視圖
[0059] 附圖3是本實(shí)用新型的大容量干式高頻高壓電抗器的左視圖
[0060] 附圖4是本實(shí)用新型的大容量干式高頻高壓電抗器的俯視圖
[0061] 附圖5是本實(shí)用新型的大容量干式高頻高壓電抗器的UF型磁忍的正視圖
[0062] 附圖6是本實(shí)用新型的大容量干式高頻高壓電抗器的方形骨架的正視圖
[0063] 附圖7是本實(shí)用新型的大容量干式高頻高壓電抗器的高壓線圈的分級(jí)絕緣示意圖
[0064] 附圖8是本實(shí)用新型的大容量干式高頻高壓電抗器的高壓線圈端部的采邊示意圖
[0065] 附圖9是本實(shí)用新型的大容量干式高頻高壓電抗器的高壓線圈的軸向應(yīng)間緊固示 意圖
[0066] 附圖10是本實(shí)用新型的大容量干式高頻高壓電抗器的線圈的氣道及其支撐示意 圖
[0067] 附圖11是本實(shí)用新型的大容量干式高頻高壓電抗器的高壓線圈的大股利茲線示 意圖
[0068] 附圖12是本實(shí)用新型的大容量干式高頻高壓電抗器的線圈的示意圖
[0069] 附圖13是本實(shí)用新型的大容量干式高頻高壓電抗器的高壓線圈與磁忍間的多層 電氣隔離示意圖
[0070] 圖1-13中，1為大容量干式高頻高壓電抗器，2為UF型磁忍、3為方形骨架、4為線圈、 5為散熱氣道、6為固定支撐裝置，7為線圈的引出銅排或銅線，8為氣道撐條，10為大股利茲 線，11為小股利茲線，12為銅線，13為采邊，21為U型磁件，22為底輛，23為旁柱，24為磁條， 25為絕緣墊板，26為相鄰的磁條間的間隙，27為磁條與旁柱之間的間隙，41為高壓線圈，42 為高壓線圈的導(dǎo)線層，43為電工白帶;61為上環(huán)氧板、62為下環(huán)氧板，63為撐板，64為拉桿， 91為第一絕緣層;92為第二絕緣層，93為第=絕緣層，101為第四絕緣層，102為空氣隔離層。
【具體實(shí)施方式】 [0071] ：
[0072] 為了更好的說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，W下結(jié)合附圖1-13對(duì)本實(shí)用新型的大容 量干式高頻高壓電抗器的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0073] 實(shí)施例一：
[0074] 如附圖1-13所示，本實(shí)用新型的大容量干式高頻高壓電抗器1，包含UF型磁忍2、方 形骨架3、線圈4、固定支撐裝置6和線圈4的引出銅排或銅線7,所述UF型磁忍由兩個(gè)開口相 對(duì)的U型磁件21、若干根磁條24和絕緣墊板25組成，每個(gè)U型磁件21包括底輛22和底輛兩側(cè) 的旁柱23,所述磁條24和絕緣墊板25被壓緊安裝在兩個(gè)U型磁件21的旁柱23之間，所述絕緣 墊板25設(shè)置在相鄰的磁條24之間及磁條24與旁柱23之間，所述絕緣墊板25使相鄰的磁條之 間形成間隙26、磁條與旁柱之間形成間隙27;所述方形骨架3為兩個(gè)，分別套設(shè)在UF型磁忍2 兩側(cè)的旁柱23和磁條24上;所述線圈4由兩個(gè)高壓線圈41組成，所述兩個(gè)高壓線圈41為立式 結(jié)構(gòu)，分別繞制在兩個(gè)方形骨架3上;每個(gè)高壓線圈4具有若干個(gè)導(dǎo)線層42，相鄰的導(dǎo)線層42 之間具有第一絕緣層91，所述導(dǎo)線層42為大股利茲線10繞制而成，所述大股利茲線10的外 面整根連續(xù)包繞多層第二絕緣層92,所述大股利茲線10由若干股小股利茲線11絞合而成， 所述小股利茲線由若干根高導(dǎo)電率的銅線12絞合而成，每根銅線12的外部包覆第=絕緣層 93;所述高壓線圈41中設(shè)置軸向散熱氣道5。
[0075] 所述高壓線圈41上、下端部的空隙設(shè)置采邊13,所述采邊為使用絕緣材料對(duì)高壓 線圈41上、下端部的空隙進(jìn)行填充;所述固定支撐裝置6包含上環(huán)氧板61、下環(huán)氧板62、撐板 63和拉桿64,所述UF型磁忍2坐落在下環(huán)氧板62上，所述高壓線圈坐落在撐板63上，所述下 環(huán)氧板62與撐板63之間固定連接，所述上環(huán)氧板61、下環(huán)氧板62之間由拉桿64連接固定。
[0076] 為了更好的技術(shù)效果，本實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述兩個(gè)高壓線圈由同一根導(dǎo)線反向 不間斷串聯(lián)繞制而成，即第一個(gè)高壓線圈的結(jié)尾直接拉到第二個(gè)高壓線圈上，作為第二個(gè) 高壓線圈的起頭，但兩個(gè)高壓線圈的上的導(dǎo)線繞向相反。運(yùn)樣能夠提高磁場(chǎng)的較鏈程度、降 低漏磁通，提高阻抗特性，降低阻抗電壓，提高整體的性能，同時(shí)減小電抗器體積，裝配簡(jiǎn) 單，節(jié)省材料成本。
[0077] 此外，在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)實(shí)際需要，所述兩個(gè)高壓線圈也可W采取同向并聯(lián)繞 審IJ，即兩個(gè)高壓線圈繞向相同，兩個(gè)高壓線圈的導(dǎo)線的起頭相連接，兩個(gè)高壓線圈的導(dǎo)線的 結(jié)尾相連接。
[0078] 為了更好的技術(shù)效果，本實(shí)施例中，分別對(duì)線圈的端部、方形骨架和邸型磁忍之間 的縫隙W及電抗器的線圈軸向應(yīng)間分別進(jìn)行填充或捆綁加固。
[0079] 首先，由于電抗器在裝配時(shí)，高壓線圈處于立式狀態(tài)，在強(qiáng)烈的運(yùn)輸過程中，高壓 線圈端部的空虛有可能造成導(dǎo)線位移，進(jìn)一步造成跨層的故障。為此，本實(shí)用新型采用了一 種Tl型絕緣電工紙板對(duì)高壓線圈端部進(jìn)行了絕緣填充，描述為采邊。如圖13所示，所述高壓 線圈4的上、下端部UF型磁忍2之間的空隙設(shè)置采邊13,所述采邊13為采用Tl型絕緣電工紙 板對(duì)每個(gè)高壓線圈的上、下端部的空隙進(jìn)行絕緣填充，所述Tl型絕緣電工紙板平鋪在每個(gè) 高壓線圈端部，其外邊部與骨架端部齊平、內(nèi)邊部與導(dǎo)線接觸，在立起狀態(tài)下，采邊支撐住 了導(dǎo)線，則導(dǎo)線不會(huì)墜落跨層。并采用酪醒樹脂膠粘接在高壓線圈端部，層層疊壓，與高壓 線圈牢固形成一體，且在后續(xù)浸漆工藝中，能更好的附著在高壓線圈內(nèi)部，對(duì)高壓線圈整體 起到支撐固定作用。也可W采用其他絕緣膠水進(jìn)行粘接。
[0080] 第二，所述方形骨架和磁忍的旁柱及磁條之間的縫隙也進(jìn)行填充固定，即使用絕 緣環(huán)氧板塞進(jìn)方形骨架與的旁柱及磁條之間的縫隙，四個(gè)面的縫隙均塞入絕緣環(huán)氧板填 充，W防止方形骨架晃動(dòng)，實(shí)現(xiàn)方形骨架與旁柱及磁條之間的固定。
[0081] 第S，由于立式結(jié)構(gòu)高壓的線圈中多根導(dǎo)線并繞在同一層，在重力作用下，多根導(dǎo) 線會(huì)發(fā)生下墜現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)損壞高壓線圈，因此，本實(shí)用新型中對(duì)高壓線圈進(jìn)行軸向 應(yīng)間相互捆綁的緊固方式，防止導(dǎo)線的移位。如圖9所示，所述電抗器的高壓線圈軸向應(yīng)間 由電工白帶捆綁，所述高壓線圈的每層導(dǎo)線的下層鋪設(shè)電工白帶，所述電工白帶鋪設(shè)高壓 在線圈的四個(gè)轉(zhuǎn)角處，每層導(dǎo)線每繞制到1/4繞長(zhǎng)時(shí)，即將所述電工白帶的長(zhǎng)出部分反拉到 后續(xù)導(dǎo)線的下方壓住拉緊，對(duì)起繞的高壓線圈進(jìn)行軸向捆綁;且軸向電工白帶可W反復(fù)交 錯(cuò)穿插壓緊，對(duì)整層導(dǎo)線都能起到軸向捆綁的作用。此軸向捆綁的高壓線圈、應(yīng)與應(yīng)之間能 很好的緊固而減小縫隙、在高頻電磁應(yīng)力下位移空間被固定，能有效降低運(yùn)行時(shí)的噪音。
[0082] 為了更好的技術(shù)效果，本實(shí)施例中，處于相鄰的高壓線圈41之間的第一絕緣層優(yōu) 選地采用交錯(cuò)和分級(jí)的絕緣方式，具體為W下技術(shù)特征：
[0083] 1.所述第一絕緣層91為復(fù)合交錯(cuò)絕緣層，至少包含亞胺薄膜和DMD紙兩種不同的 絕緣介質(zhì)，所述絕緣介質(zhì)為多層交錯(cuò)層疊使用，相鄰的兩層絕緣介質(zhì)為不同材質(zhì)；
[0084] 2.所述第一絕緣層采用分級(jí)絕緣的方式，即把相鄰的高壓線圈的層間絕緣分為N 級(jí)，N優(yōu)選為2-8的自然數(shù)，各級(jí)絕緣采用不同的絕緣材質(zhì)，在第1層導(dǎo)線繞制到1/N繞長(zhǎng)的時(shí) 候停止繞線、包繞第1級(jí)1/N絕緣;再繞制第2段1/N層線、包繞第2級(jí)1/N絕緣;W此類推，最后 繞制第N個(gè)1/N層線、包繞第N級(jí)絕緣。
[0085] 3.本實(shí)施例中，N為4,如圖7所示，具體描述為:第1層導(dǎo)線繞制到1/4繞長(zhǎng)的時(shí)候停 止繞線、包繞第1級(jí)1/4絕緣;再繞制第2段1/4層線、包繞第2級(jí)1/4絕緣;再繞制第3個(gè)1/4層 線、包繞第3級(jí)絕緣;再繞制第4個(gè)1/4層線、最后包繞第4級(jí)絕緣。依此特點(diǎn)，若繞制多層線 圈，相對(duì)于不分級(jí)絕緣，分級(jí)絕緣能減少層間絕緣張數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1所示。（本實(shí)施例 中，層間絕緣紙張數(shù)為8張）。
[0086]
[0087] 由此可見:層數(shù)越多、較少的層絕緣張數(shù)越多、線圈的幅向就越薄，體積也越小;運(yùn) 種繞制方式的優(yōu)點(diǎn)在于:不僅能保證絕緣強(qiáng)度，減小了線圈的幅向厚度，保證電抗器優(yōu)良的 輸出特性、降低阻抗、減小漏磁通和無功消耗。
[0088] 為了更好的技術(shù)效果，本實(shí)施例中所述高壓線圈41由大股利茲線繞制10而成，所 述利茲線10為特殊設(shè)計(jì)的利茲線。如圖11所示，所述利茲線10具有如下技術(shù)特征：
[0089] 1.所述大股利茲線10由5-19根小股利茲線11絞合而成，所述大股利茲線內(nèi)的小股 利茲線11為定距離絞合，絞合節(jié)距為20-45mm;本實(shí)施例中，優(yōu)選為每10小股進(jìn)行定距絞合， 節(jié)距為35mm。
[0090] 2.所述大股利茲線10的外面整根連續(xù)包繞多層第二絕緣層9。
[0091] 3.所述第二絕緣介質(zhì)為厚度介于0.025-0.05mm的亞胺薄膜。
[0092] 4.所述第二絕緣介質(zhì)在大股利茲線外面整根連續(xù)包繞層數(shù)可W為2-8層。本實(shí)施 例中的包繞層數(shù)優(yōu)選為4層。
[0093] 5.所述小股利茲線由5-19根銅線絞合成，小股利茲線內(nèi)的銅線為定距離絞合，絞 合節(jié)距為1 〇-45mm;本實(shí)施例中，優(yōu)選為每7根銅線進(jìn)行定距絞合，每隔25mm進(jìn)行一次絞合。
[0094] 本實(shí)用新型中使用的利茲線，主要優(yōu)點(diǎn)在于：
[00M]①每一小股都定距離絞合，每隔25mm進(jìn)行一次絞合;運(yùn)種絞合能完全杜絕導(dǎo)線內(nèi) 部自身的高頻滿流損耗;且定距絞合直徑一致、保證每根導(dǎo)線長(zhǎng)度誤差<1%;
[0096] ②10小股進(jìn)行定距絞合，節(jié)距為35mm，運(yùn)種絞合能完全杜絕導(dǎo)線根與根之間的鄰 近效應(yīng)損耗;且定距絞合直徑一致、保證每根導(dǎo)線長(zhǎng)度誤差<1%;
[0097] ③整根導(dǎo)線外面連續(xù)包繞4層SO.025的亞胺薄膜(第二絕緣層），能有效防止應(yīng)間 的感應(yīng)擊穿；
[0098] ④外層亞胺薄膜包繞牢固，不易滑層，特別適合此類干式電抗器；
[0099] ⑤所有根與根之間都徹底絕緣，保證銅線電流載流量的高效利用；
[0100] 頻譜范圍廣:適用于化~IOOk化。
[0101] 運(yùn)種利茲線能很好的消除高頻磁場(chǎng)下造成電流的集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)帶來的嚴(yán) 重交流損耗，有效降低電抗器溫升。W頻率f=4000化為例，此時(shí)集膚深度A為1.21mm，若選 用單根導(dǎo)線為(60.27,遠(yuǎn)小于2 A，單根導(dǎo)線本身具有良好的高頻性能。
[0102] 常規(guī)電抗器的風(fēng)道采用的是"□"字形撐條作為氣道支撐，與發(fā)熱器件形成面與面 的接觸，散熱面積更小，散熱效果差。
[0103] 為了更好的技術(shù)效果，本實(shí)施例中，如圖10所示，立式結(jié)構(gòu)的高壓線圈中設(shè)置了軸 向散熱氣道5，散熱氣道5內(nèi)部采用"工"字形氣道撐條8作為氣道支撐。所述"工"字形氣道撐 條8的橫截面為"工"字形，其"工"字面接觸線圈導(dǎo)體表面，形成點(diǎn)與面的接觸，運(yùn)樣與導(dǎo)體 接觸的面積會(huì)遠(yuǎn)小于"□"字形撐條，散熱面積更大，散熱效果更好。輔W散熱風(fēng)扇的軸向 風(fēng)，冷風(fēng)可W進(jìn)入電抗器內(nèi)部發(fā)熱的導(dǎo)線和磁忍內(nèi)部，將熱量帶走，降低電抗器溫升。
[0104] 為了更好的技術(shù)效果，本實(shí)施例中，高壓線圈優(yōu)選地采用W下技術(shù)特征：
[0105] 1.所述高壓線圈由環(huán)氧樹脂玻璃絲誘注而成，絕緣等級(jí)為H級(jí)或更高，高壓線圈的 耐溫應(yīng)不小于180 °C。
[0106] 2.所述高壓線圈整體真空浸潰F級(jí)絕緣漆。
[0107] 3.所述高壓線圈外表包繞F級(jí)覆膜復(fù)合紙。
[0108] 常規(guī)高頻電抗器，一般是線圈直接繞制在磁忍旁柱上，磁忍和線圈之間僅靠絕緣 紙隔離，在高頻大功率領(lǐng)域，運(yùn)種方法無法保證足夠的絕緣強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，且會(huì)導(dǎo)致?lián)舸?造成線圈對(duì)磁忍放電造成故障。
[0109] 為了更好的技術(shù)效果，本實(shí)用新型中采用了一種加強(qiáng)電氣隔離的措施，如圖13所 示。具體描述為：高壓線圈不是繞在磁忍的旁柱及磁條上，而是先繞制在方形骨架上，并且 在繞制之前，方形骨架表面包繞多層第四絕緣層，本實(shí)施例中，所述第四絕緣層為DMD絕緣 層，W提高絕緣。方形骨架本身也提高了絕緣性能;除此之外，方形骨架套進(jìn)線圈后，方形骨 架與磁忍的旁柱及磁條之間，還保有6mm的空氣絕緣間隙作為空氣隔離層102,此=種措施 的耐壓能力完全能隔離掉高壓線圈對(duì)磁忍的放電擊穿現(xiàn)象，并能保證足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
[0110] 方形骨架為高壓線圈的繞制提供模具固定。方形骨架本身是一種高強(qiáng)度絕緣材 料，由環(huán)氧樹脂玻璃絲誘注烘干而成，絕緣等級(jí)H級(jí)，耐溫180°C?？晒潭ㄔ诶@線機(jī)上，隨繞線 機(jī)同軸轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行線圈繞制。此實(shí)用新型中，骨架不僅用于線圈繞制、絕緣器件，也能很好承 受運(yùn)行時(shí)線圈上的應(yīng)力、防止線圈變形、減小線圈在電磁力下的伸縮震動(dòng)，降低噪音。
[0111] -般常規(guī)電抗器中的線圈依靠與磁忍進(jìn)行固定，線圈直接固定在磁忍上。由于磁 忍為鐵氧體材質(zhì)，屬于易碎元器件，若直接將線圈固定在磁忍上，可能會(huì)造成磁忍的破損和 裂縫。
[0112] 為此實(shí)用新型中采用了一種特殊的線圈固定支撐方式，具體描述為：如圖1-4所 示，所述固定支撐裝置6包含上環(huán)氧板61、下環(huán)氧板62、撐板63和拉桿64，所述磁忍2坐落在 下環(huán)氧板上，所述高壓線圈坐落在撐板上，所述下環(huán)氧板與撐板之間固定連接，所述上環(huán)氧 板61、下環(huán)氧板62之間由拉桿64連接固定。所述拉桿外部套設(shè)絕緣管，或者拉桿本身采用絕 緣材料制成。
[0113] 上述固定支撐方式中，利用設(shè)置的撐板63將高壓線圈與磁忍隔離，將高壓線圈的 重量分擔(dān)在?？谠O(shè)置的撐板63上，磁忍不承擔(dān)高壓線圈的重力，撐板63完全承擔(dān)高壓線圈 的重力，撐板63本身也屬于絕緣器件。運(yùn)種設(shè)計(jì)方法不僅保證了高壓線圈的固定，且裝配方 式簡(jiǎn)單可靠。
[0114] W下簡(jiǎn)單介紹采用本實(shí)用新型技術(shù)方案的大容量干式高頻高壓電抗器的裝配順 序：
[0115] 1.組裝時(shí)需準(zhǔn)備好的五大件：磁忍、磁條、磁條間隙墊板、線圈、上下環(huán)氧板、撐 板、拉桿。
[0116] 2.裝配順序：
[0117] ①先將下環(huán)氧板和撐板進(jìn)行固定，用尼龍螺栓鎖起來連接；
[0118] ②將下半部磁忍放置在下環(huán)氧板上、注意放置位置要居中；
[0119] ③將磁條和磁條間隙墊板放置在下半部磁忍上，注意磁條和間隙墊板要對(duì)
[0120] ④將線圈套進(jìn)磁條，并調(diào)整磁條的對(duì)齊度，盡量對(duì)齊；線圈下端部應(yīng)放置在撐板 上，線圈和撐板接觸要穩(wěn)固；
[0121] ⑤套進(jìn)上半部磁忍、并再次調(diào)整磁條的對(duì)齊度，保證磁條對(duì)齊；
[0122] ⑥填充塞緊線圈骨架和磁忍間的間隙，固定線圈、防止線圈晃動(dòng)；
[0123] ⑦套進(jìn)上半部磁忍；
[0124] ⑧用拉桿將上下環(huán)氧板鎖緊，注意拉桿要用絕緣管套住，防止線圈對(duì)拉桿放電。
[0125] 本實(shí)用新型的特別之處描述為:其基本特性要能滿足高頻的情況下同時(shí)實(shí)現(xiàn)電抗 器的大容量、高電壓、低損耗、高效率和長(zhǎng)期運(yùn)行的特性。為此，選用了經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)和技術(shù) 要求的材料進(jìn)行，改進(jìn)很多工藝的同時(shí)、創(chuàng)新性的發(fā)明了多層小間隙磁忍、兩線圈不間斷反 向串聯(lián)繞制、分級(jí)絕緣、多層復(fù)合交錯(cuò)絕緣、線圈軸向緊固、多層電氣隔離的創(chuàng)新點(diǎn)。
[0126] 本實(shí)用新型不局限于W上全部特性的運(yùn)一類別電抗器，對(duì)于某些不同時(shí)要求具有 此實(shí)用新型中所提到的性能特性，本實(shí)用新型亦包含。
[0127] 本實(shí)用新型所包含的新型實(shí)用點(diǎn)不局限于整體實(shí)物性能、同樣包含運(yùn)一類別發(fā)明 自身特有的設(shè)計(jì)方法、組合方式、工藝發(fā)明、制作技巧，材料規(guī)格等要素。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種大容量干式高頻高壓電抗器，包含UF型磁芯(2)、方形骨架(3)、線圈（4)、固定支 撐裝置(6)和線圈的引出銅排或銅線（7)，其特征在于:所述UF型磁芯由兩個(gè)開口相對(duì)的U型 磁件(21)、若干根磁條(24)和絕緣墊板(25)組成，每個(gè)U型磁件(21)包括底輒(22)和底輒兩 側(cè)的旁柱（23)，所述磁條(24)和絕緣墊板(25)被壓緊安裝在兩個(gè)U型磁件（21)的旁柱(23) 之間，所述絕緣墊板(25 )設(shè)置在相鄰的磁條(24 )之間及磁條(24 )與旁柱（23 )之間，所述絕 緣墊板(25)使相鄰的磁條之間、磁條與旁柱之間形成間隙（26)和(27);所述方形骨架(3)為 兩個(gè)，分別套設(shè)在UF型磁芯（2)兩側(cè)的旁柱（23)和磁條(24)上;所述線圈（4)由兩個(gè)高壓線 圈（41)組成，所述兩個(gè)高壓線圈（41)為立式結(jié)構(gòu)，分別繞制在兩個(gè)方形骨架(3)上;每個(gè)高 壓線圈（4)具有若干個(gè)導(dǎo)線層(42)，相鄰的導(dǎo)線層(42)之間具有第一絕緣層(91)，所述導(dǎo)線 層(42)為大股利茲線（10)作為導(dǎo)線(44)繞制而成，所述大股利茲線（10)的外面整根連續(xù)包 繞多層第二絕緣層(92)，所述大股利茲線（10)由若干股小股利茲線（11)絞合而成，所述小 股利茲線由若干根高導(dǎo)電率的銅線（12)絞合而成，每根銅線（12)的外部包覆第三絕緣層 (93)； 所述高壓線圈(41)中設(shè)置軸向散熱氣道(5); 所述高壓線圈（41)上、下端部的空隙設(shè)置采邊（13)，所述采邊為使用絕緣材料對(duì)高壓 線圈(41)上、下端部的空隙進(jìn)行絕緣填充， 所述固定支撐裝置(6)包含上環(huán)氧板(61)、下環(huán)氧板(62)、撐板(63)和拉桿(64)，所述 UF型磁芯（2)坐落在下環(huán)氧板(62)上，所述高壓線圈坐落在撐板(63)上，所述下環(huán)氧板(62) 與撐板(63)之間固定連接，所述上環(huán)氧板(61)、下環(huán)氧板(62)之間由拉桿(64)連接固定。2. 如權(quán)利要求1所述的大容量干式高頻高壓電抗器，其特征在于：所述兩個(gè)高壓線圈 (41)由同一根導(dǎo)線反向不間斷串聯(lián)繞制而成，即第一個(gè)高壓線圈的結(jié)尾直接拉到第二個(gè)高 壓線圈上，作為第二個(gè)高壓線圈的起頭，但兩個(gè)高壓線圈(41)的上的導(dǎo)線(44)繞向相反。3. 如權(quán)利要求1所述的大容量干式高頻高壓電抗器，其特征在于:所述采邊用T1型絕緣 電工紙板對(duì)高壓線圈的上、下端部的空隙進(jìn)行絕緣填充，所述T1型絕緣電工紙板平鋪在每 個(gè)高壓線圈端部，并采用酚醛樹脂膠粘接在每個(gè)高壓線圈端部，層層疊壓，與高壓線圈牢固 形成一體，其外邊部與方形骨架端部齊平、內(nèi)邊部與導(dǎo)線接觸。4. 如權(quán)利要求1所述的大容量干式高頻高壓電抗器，其特征在于:所述第一絕緣層(91) 為復(fù)合交錯(cuò)絕緣層，至少包含亞胺薄膜和DMD紙兩種不同的絕緣介質(zhì)，所述絕緣介質(zhì)為多層 交錯(cuò)層疊使用，相鄰的兩層絕緣介質(zhì)為不同材質(zhì)。5. 如權(quán)利要求1所述的大容量干式高頻高壓電抗器，其特征在于:所述電抗器的高壓線 圈(41)的軸向匝間由電工白帶捆綁，所述高壓線圈(41)的每層導(dǎo)線層(42)的下層鋪設(shè)電工 白帶，高壓線圈(41)的各轉(zhuǎn)角處放置1根電工白帶(43)，每層導(dǎo)線(44)每繞制到1/4繞長(zhǎng)時(shí)， 即將所述電工白帶(43)的長(zhǎng)出部分反拉到后續(xù)導(dǎo)線(44)的下方壓住拉緊，對(duì)線圈的導(dǎo)線 (44)進(jìn)行軸向捆綁。6. 如權(quán)利要求1所述的大容量干式高頻高壓電抗器，其特征在于:所述大股利茲線（10) 由5-19根小股利茲線（11)絞合而成。7. 如權(quán)利要求1所述的大容量干式高頻高壓電抗器，其特征在于:所述小股利茲線（11) 由5-19根銅線（12)絞合成。8. 如權(quán)利要求1所述的大容量干式高頻高壓電抗器，其特征在于:所述散熱氣道(5)內(nèi) 部采用氣道撐條(8)作為氣道支撐，所述氣道撐條(8)的橫截面為"工"字形。9. 如權(quán)利要求1所述的大容量干式高頻高壓電抗器，其特征在于:所述第一絕緣層(91) 采用分級(jí)絕緣的方式，把相鄰的高壓線圈(41)的層間絕緣分為N級(jí)，N為自然數(shù)，各級(jí)絕緣采 用不同的絕緣材質(zhì)，在第1層導(dǎo)線繞制到1/N繞長(zhǎng)的時(shí)候停止繞線、包繞第1級(jí)1/N絕緣;再繞 制第2段1/N層線、包繞第2級(jí)1/N絕緣;以此類推，最后繞制第N個(gè)1/N層線、包繞第N級(jí)絕緣。10. 如權(quán)利要求9所述的大容量干式高頻高壓電抗器，其特征在于：如權(quán)利要求所述的 大容量干式高頻高壓電抗器，其特征在于:所述的N取值為2-8。
【文檔編號(hào)】H01F27/28GK205680523SQ201620388564
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年5月4日 公開號(hào)201620388564.1, CN 201620388564, CN 205680523 U, CN 205680523U, CN-U-205680523, CN201620388564, CN201620388564.1, CN205680523 U, CN205680523U
【發(fā)明人】張良波, 陳瀅
【申請(qǐng)人】福建新大陸環(huán)?？萍加邢薰?br>