一種鐵心電抗器的製作方法

2023-11-07 10:49:02

專利名稱：一種鐵心電抗器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於電抗器技術領域，具體涉及一種鐵心電抗器。
背景技術：
電抗器在電力系統中是一種用作限流、穩流、無功補償、移向與濾波的電感電器， 電抗器根據鐵心的型式大致可分為三類一種是空心電抗器，這種電抗器只有繞組而無鐵心，實質上就是一個空心的電感線圈；一種是鐵心電抗器，其磁路是一個閉合的鐵心柱，鐵心柱外部套有繞組；還有一種是帶氣隙的鐵心電抗器，其磁路是一個帶氣隙的鐵心柱，鐵心柱外部套有繞組，所述帶氣隙的鐵心柱由若干個鐵心餅和每相鄰兩鐵心餅之間設置的氣隙依次串聯組成。空心電抗器由於沒有鐵心，繞組中通過單位電流所產生的磁通較小，所以這種電抗器的電感(電抗)值較小且穩定，體積較大，耗用材料較多；鐵心電抗器由於有了高磁導率的鐵心，所以繞組中通過單位電流時產生的磁通較多，即電感值較大，在相同容量的情況下，其體積要比空心電抗器小，鐵心電抗器的電抗可以用下式表示X= QN2Sy μ 0/1 (1)式(1)中Χ-電抗，ω -角頻率，N-匝數，S_磁路截面積，μ _鐵心磁導率，μ C1-空氣磁導率，1-平均磁路長。在給定電抗器的情況下，角頻率ω、匝數N、磁路截面積S、平均磁路長1以及空氣磁導率都是常量，而鐵心磁導率μ卻隨鐵心電抗器中通過的電流的改變而變化，導致電抗X也隨電流的改變而變化，因此鐵心電抗器的電感值並不穩定；帶氣隙的鐵心電抗器綜合了上述兩種電抗器的優點，其具有高磁導率的鐵心，所以電感值較大，體積較小，而且鐵心柱內設置的氣隙使得電抗器的電感值基本上不隨通過電抗器的電流的改變而變化，因此帶氣隙的鐵心電抗器的電感值較大且穩定，還可通過調整鐵心餅之間氣隙的高度來改變帶氣隙的鐵心電抗器的電感值，因而帶氣隙的鐵心電抗器的應用範圍較廣。帶氣隙的鐵心電抗器雖然可得到較大且穩定的電感值，但其鐵心柱是由若干個鐵心餅和每相鄰兩鐵心餅之間設置的氣隙依次串聯組成的，所述鐵心餅和氣隙在磁致伸縮力的作用下，不可避免會產生振動和噪聲，如果這種振動和噪聲不能得到有效地控制，將給帶氣隙的鐵心電抗器的運行帶來極大的安全隱患。現有技術中，帶氣隙的鐵心電抗器一般採用如圖1所示的固定結構。在圖1中，帶氣隙的鐵心電抗器包括螺母1、上鐵軛2、鐵心柱、多根拉螺杆5、以及下鐵軛6。其中，鐵心柱由若干個鐵心餅3和每相鄰兩鐵心餅之間設置的氣隙4依次串聯組成，所述鐵心柱的中部設置有中心孔，拉螺杆5設置在鐵心柱的中心孔中。上鐵軛2和下鐵軛6分別設置於鐵心柱的上、下兩端，多根拉螺杆5依次穿過上鐵軛2、鐵心柱的中心孔以及下鐵軛6，將鐵心柱、上鐵軛2和下鐵軛6串聯成一個整體，所述拉螺杆5位於上鐵軛2和下鐵軛6之間的部分為光軸，而其兩端的部分分別設置有螺紋，兩個螺母1分別套在拉螺杆5的兩端與拉螺杆 5兩端的螺紋配合，以將鐵心柱與上鐵軛2和下鐵軛6固定為一體，並通過拉螺杆5對上鐵軛2、下鐵軛6及鐵心柱施加預壓緊力，達到控制鐵心餅3振動幅度的目的，但是這種固定結構存在如下缺陷①所述固定結構通過擰緊螺母1所施加的預壓緊力來控制鐵心餅3的振動，而帶氣隙的鐵心電抗器在工作過程中存在磁致伸縮作用，使得在鐵心餅3上產生方向與大小都發生變化的力，即使在恆定預壓緊力的作用下，鐵心餅3也會由於各向受力不均而產生位移和振動。②拉螺杆5穿過由若干個鐵心餅3和每相鄰兩鐵心餅之間設置的氣隙4依次串聯組成的鐵心柱，每個鐵心餅3由於各向受力不均會產生局部振動，而各鐵心餅3的中心孔與拉螺杆5之間軸向並無限位結構，因而其軸向無阻尼，使得每個鐵心餅3與拉螺杆之間的局部震動引發至所有串聯的鐵心餅3產生系列振動，從而導致電抗器整體振動與噪聲的擴大。③拉螺杆5與鐵心餅3之間輻向也沒有緊密地配合，因而其輻向存在間隙，在磁致伸縮作用下，使得每個鐵心餅3產生幅向振動和位移，也會導致電抗器整體振動和噪聲的擴大。④為了對串聯的鐵心餅3施加足夠大的預壓緊力，拉螺杆5因長期承受高強度的拉應力而導致過度疲勞，使得帶氣隙的鐵心電抗器在運行一段時間後，其振動與噪聲增大。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是針對現有技術中存在的上述問題，提供一種可降低鐵心餅的振動與噪聲的鐵心電抗器。解決本實用新型技術問題所採用的技術方案是該鐵心電抗器包括有鐵心柱，所述鐵心柱包括沿其軸線依次排列的若干個鐵心餅和每相鄰兩鐵心餅之間設置的氣隙，其中， 所述鐵心電抗器還包括有固定機構，所述固定機構用於對鐵心柱中的各個鐵心餅分別進行固定，以限制鐵心餅的振動。其中，所述鐵心柱中部開有通孔，所述通孔由各個鐵心餅中部的中心孔形成，所述固定機構包括支架，所述支架設於鐵心柱的通孔內，所述鐵心柱中的各個鐵心餅分別固定在所述支架上。優選的是，所述支架採用管螺杆，所述固定機構中還包括有螺套，所述各個鐵心餅分別通過螺套活動連接在管螺杆上，所述螺套採用若干個，所述若干個螺套分別固定在各個鐵心餅的中心孔內，螺套的外徑與其所在鐵心餅的中心孔的內徑相配合，管螺杆的外表面上設置有外螺紋，所述各個螺套分別套裝在管螺杆上，且各個螺套的內表面上設置有與管螺杆外表面的外螺紋相配合的內螺紋。進一步優選的是，所述螺套與其配合的鐵心餅之間通過澆注方式固定在一起，將螺套的外表面澆注在與其配合的鐵心餅的中心孔的內表面上。更優選的是，所述鐵心電抗器還包括有上鐵軛和下鐵軛，所述上鐵軛和下鐵軛分別設置在鐵心柱的上、下兩端，所述管螺杆的上、下兩端分別固定在所述上鐵軛和下鐵軛上，從而將鐵心柱與上鐵軛和下鐵軛固定為一體。優選所述管螺杆依次穿過上鐵軛、鐵心柱和下鐵軛，管螺杆的上、下兩端分別設置有外螺紋。所述外螺紋在管螺杆上的位置分別對應上鐵軛的上方以及下鐵軛的下方，所述固定機構中還包括有兩個螺母，所述兩個螺母分別套在管螺杆上、下兩端並與管螺杆上的外螺紋配合。其中，所述管螺杆可以採用實心結構。或者，所述管螺杆也可以採用中空式結構，其內部空腔內流動有冷卻介質，以帶走鐵心柱產生的熱量。優選的是，所述管螺杆的外表面上還設置有若干個隔磁槽，用於降低管螺杆的渦流損耗。進一步優選，所述隔磁槽沿管螺杆的軸向交錯布置，隔磁槽的數量可以根據管螺杆的渦流損耗及管螺杆的強度進行設定。優選所述單個隔磁槽的形狀為長圓形。本實用新型鐵心電抗器與現有技術中的鐵心電抗器相比具有如下優點①.鐵心餅與管螺杆之間採用螺紋連接，使得所有鐵心餅在軸向與輻向都得到有效固定，減小了各鐵心餅的振動，因而能夠顯著降低帶氣隙的鐵心電抗器的噪聲，減輕了由於鐵心餅振動而帶來的安全隱患；②.由於鐵心餅與管螺杆之間採用螺紋連接減小了鐵心餅的振動，不再需要通過擰緊螺母帶來的預壓緊力來限制鐵心餅的振動，因而管螺杆兩端無需承受拉螺杆所承受的高強度拉應力，相對延長了管螺杆的壽命；③.管螺杆可採用中空式結構，空腔貫穿整個管螺杆，所述空腔內流動有冷卻介質，其能夠帶走鐵心柱產生的熱量；④.通過在管螺杆上設置的若干個隔磁槽，可降低管螺杆的渦流損耗；⑤.各個鐵心餅之間形成類似於雙螺母互鎖的結構，限制了每個鐵心餅的振動， 可大幅降低電抗器的振動幅度與噪聲幅度，提高了電抗器運行的可靠性。

圖Ia為現有技術中鐵心電抗器的結構示意圖；圖Ib為圖Ia中的A-A剖視圖；圖Ic為圖Ia中的B-B剖視圖；圖加為本實用新型實施例1中鐵心電抗器的結構示意圖；圖2b為圖加中的A-A剖視圖；圖3為本實用新型實施例1中管螺杆8的結構示意圖。圖中1-螺母；2-上鐵軛；3-鐵心餅；4-氣隙；5-拉螺杆；6_下鐵軛；7_螺套； 8-管螺杆；9-隔磁槽。
具體實施方式
為使本領域技術人員更好地理解本實用新型的技術方案，
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型鐵心電抗器作進一步詳細描述。所述鐵心電抗器包括有鐵心柱，所述鐵心柱包括沿其軸線依次排列的若干個鐵心餅3和每相鄰兩鐵心餅3之間設置的氣隙4，其中，所述鐵心電抗器還包括有固定機構，所述固定機構用於對鐵心柱中的各個鐵心餅3分別進行固定，以限制鐵心餅3的振動。[0040]所述鐵心柱中部開有通孔，所述通孔由各個鐵心餅3中部的中心孔形成，所述固定機構包括支架，所述支架設於鐵心柱的通孔內，所述鐵心柱中的各個鐵心餅3分別固定在所述支架上。實施例1 圖2為本實施例中鐵心電抗器的結構示意圖。如圖2所示，本實施例中，該鐵心電抗器採用帶氣隙的鐵心電抗器，其主要包括上鐵軛2、下鐵軛6、鐵心柱以及固定機構。所述鐵心柱包括沿其軸線依次排列的若干個鐵心餅3和每相鄰兩鐵心餅3之間設置的氣隙4， 所述鐵心柱中部開有通孔，各個鐵心餅3的中部設置有直徑相同的中心孔，所述鐵心柱中部的通孔由各個鐵心餅3中部的中心孔共同形成，所述固定機構用於對鐵心柱中的各個鐵心餅3分別進行固定，以限制鐵心餅3的振動。本實施例中，所述固定機構設於所述鐵心柱中部的通孔中。所述固定機構包括管螺杆8與若干個螺套7，所述管螺杆8設置在鐵心柱中部的通孔內，所述若干個螺套7分別固定在各個鐵心餅3的中心孔內，分別固定在各個鐵心餅3中心孔內的各個螺套7套裝在管螺杆8上，管螺杆8的外表面上設置有外螺紋，螺套7的內表面上設置有與管螺杆8外表面上的外螺紋相配合的內螺紋，從而使螺套7可以旋在管螺杆8上。即，所述鐵心柱中的各個鐵心餅3分別通過固定在其中心孔內的螺套7活動連接在管螺杆8上。本實施例中，鐵心餅3與螺套7的固定方式採用澆注的方式，即將螺套7的外表面澆注在與其配合的鐵心餅3的中心孔的內表面上，螺套7的外徑與鐵心餅3的中心孔的內徑相配合，每個螺套7的高度和與其配合的鐵心餅3的厚度相適應，所述相適應可以理解為略大、略小或相等。通過將各個與螺套7澆注為一體的鐵心餅3由下至上或者由上至下依次旋在管螺杆8上，使得各個鐵心餅3之間形成類似於雙螺母互鎖的結構，以限制每個鐵心餅3的振動，可大幅降低電抗器的振動幅度與噪聲幅度，提高了電抗器整體運行的可靠性。所述上鐵軛2和下鐵軛6分別設置在鐵心柱的上、下兩端，管螺杆8依次穿過上鐵軛2、鐵心柱和下鐵軛6，在管螺杆8的上、下兩端分別設置有外螺紋。所述外螺紋在管螺杆 8上的位置分別對應於上鐵軛2的上方以及下鐵軛6的下方，所述固定機構中還包括有兩個螺母1，將兩個螺母1分別旋在管螺杆8兩端的外螺紋上，並與管螺杆8兩端的外螺紋配合，從而將鐵心柱與上鐵軛2和下鐵軛6固定為一體。所述兩個螺母1分別與上鐵軛2、下鐵軛6之間還可設置有固定部件，本實施例中， 所述固定部件採用墊腳。本實施例中，管螺杆8採用中空式結構，管螺杆8的內部空腔內可以流通有冷卻介質，通過冷卻介質帶走鐵心柱產生的熱量，所述冷卻介質可採用變壓器油。如圖3所示，本實施例中，中空式結構的管螺杆8上還設置有若干個隔磁槽9，所述隔磁槽9沿管螺杆8的軸向交錯布置，隔磁槽9的數量可以根據管螺杆8的渦流損耗及管螺杆8的強度進行設定。其中，單個隔磁槽9的形狀為長圓形，當然隔磁槽9也可以採用任意其他的形狀。實施例2 本實施例與實施例1的區別主要在於管螺杆8的結構不同。本實施例中，所述管螺杆8採用實心結構，此種結構的管螺杆適用於小容量的帶氣隙的鐵心電抗器。[0052]另外，兩個螺母1分別與上鐵軛2、下鐵軛6之間設置的固定部件與實施例1中也不同。本實施例中，固定部件採用壓梁。本實施例中的其他結構都與實施例1相同，這裡不再贅述。可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本實用新型的原理而採用的示例性實施方式，然而本實用新型並不局限於此。對於本領域內的普通技術人員而言，在不脫離本實用新型的精神和實質的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種鐵心電抗器，包括有鐵心柱，所述鐵心柱包括沿其軸線依次排列的若干個鐵心餅(3)和每相鄰兩鐵心餅(3)之間設置的氣隙(4)，其特徵在於，所述鐵心電抗器還包括有固定機構，所述固定機構用於對鐵心柱中的各個鐵心餅(3)分別進行固定，以限制鐵心餅 ⑶的振動。
2.根據權利要求1所述的鐵心電抗器，其特徵在於，所述鐵心柱中部開有通孔，所述通孔由各個鐵心餅(3)中部的中心孔形成，所述固定機構包括支架，所述支架設於鐵心柱的通孔內，所述鐵心柱中的各個鐵心餅(3)分別固定在所述支架上。
3.根據權利要求2所述的鐵心電抗器，其特徵在於，所述支架採用管螺杆(8)，所述固定機構中還包括有螺套(7)，所述各個鐵心餅(3)分別通過螺套(7)活動連接在管螺杆(8) 上，所述螺套(7)採用若干個，所述若干個螺套(7)分別固定在各個鐵心餅(3)的中心孔內，螺套(7)的外徑與其所在鐵心餅(3)的中心孔的內徑相配合，管螺杆(8)的外表面上設置有外螺紋，所述各個螺套(7)分別套裝在管螺杆(8)上，且各個螺套(7)的內表面上設置有與管螺杆(8)外表面的外螺紋相配合的內螺紋。
4.根據權利要求3所述的鐵心電抗器，其特徵在於，所述螺套(7)與其配合的鐵心餅 (3)之間通過澆注方式固定在一起，螺套(7)的外表面澆注在與其配合的鐵心餅(3)的中心孔的內表面上。
5.根據權利要求3所述的鐵心電抗器，其特徵在於，所述鐵心電抗器還包括有上鐵軛 (2)和下鐵軛(6)，所述上鐵軛⑵和下鐵軛(6)分別設置在鐵心柱的上、下兩端，所述管螺杆(8)的上、下兩端分別固定在所述上鐵軛(2)和下鐵軛(6)上，從而將鐵心柱與上鐵軛 (2)和下鐵軛(6)固定為一體。
6.根據權利要求5所述的鐵心電抗器，其特徵在於，所述管螺杆(8)依次穿過上鐵軛 (2)、鐵心柱和下鐵軛(6)，管螺杆(8)的上、下兩端分別設置有外螺紋，所述外螺紋在管螺杆(8)上的位置分別對應上鐵軛(2)的上方以及下鐵軛(6)的下方，所述固定機構中還包括有兩個螺母(1)，所述兩個螺母(1)分別套在管螺杆上、下兩端並與管螺杆上的外螺紋配I=I ο
7.根據權利要求3所述的鐵心電抗器，其特徵在於，所述管螺杆(8)採用實心結構。
8.根據權利要求3所述的鐵心電抗器，其特徵在於，所述管螺杆(8)採用中空式結構， 其內部空腔內流通有冷卻介質，以帶走鐵心柱產生的熱量。
9.根據權利要求8所述的鐵心電抗器，其特徵在於，所述管螺杆(8)的外表面上設置有若干個隔磁槽(9)，用於降低管螺杆(8)的渦流損耗。
10.根據權利要求9所述的鐵心電抗器，其特徵在於，所述隔磁槽(9)沿管螺杆⑶的軸向交錯布置；所述單個隔磁槽(9)的形狀為長圓形。
專利摘要本實用新型提供一種鐵心電抗器，其包括有鐵心柱，所述鐵心柱包括沿其軸線依次排列的若干個鐵心餅(3)和每相鄰兩鐵心餅(3)之間設置的氣隙(4)，其中，所述鐵心電抗器還包括有固定機構，所述固定機構用於對鐵心柱中的各個鐵心餅(3)分別進行固定，以限制鐵心餅(3)的振動。本實用新型所提供的鐵心電抗器與現有技術相比，降低了鐵心電抗器所產生的振動與噪聲。
文檔編號H01F27/245GK202120722SQ201120241838
公開日2012年1月18日 申請日期2011年7月5日 優先權日2011年7月5日
發明者周書亮 申請人:特變電工衡陽變壓器有限公司