[发明专利]用于空心电抗器的线圈的复合支架

说明书

提供一种安装电力线电抗器(400)的线圈(405)的支架(200)。支架(200)包含多对相对的臂(215(1‑4))。每个臂(215)具有自由端(225(1‑4))和联接到毂(220)的一端。每个臂(215)的自由端(225)配置成联接到轴承组件。支架(200)进一步包含多个外部构件(235(1‑4))。多对相对的臂(215(1‑4))中每对相邻的臂(215(1‑2))的自由端联接到多个外部构件(235(1‑4))中的相应外部构件(235)。多个外部构件(235(1‑4))中的至少一个外部构件(235)由电介质材料形成，并且多对相对的臂(215(1‑4))由使得支架(200)能支撑线圈(405)的重量的材料形成。

技术领域

本发明的各方面主要涉及在公用设施和电力应用中所使用类型中的干式空心电抗器，更具体地涉及用于交流(AC)空心电抗器但也可应用于直流(DC)空心电抗器的支架。

背景技术

在公用设施的变电站中，所有空心电抗器处在线电位(线电压和线电流)，需要用绝缘体与地面和其他相进行隔离。电流绝缘体有两种主要类型：瓷和复合物。对于许多类型的设备，强度极限在很大程度上由绝缘体的弯曲决定。弯曲强度通常由称为“悬臂强度”的量来表征。瓷绝缘体在悬臂强度方面稍有不足，而复合材料的悬臂强度则相当强。可安装在典型的公用设施变电站中的设备之一是空心电抗器。

空心电抗器是具有一个或多个连接在电源与电气载荷之间的电感器元件的电气部件。电抗器抵制电流的快速变化。因此，它减弱了电流尖峰并限制了其他专门应用中的峰电流。电抗器能在内部产生力，引起必须由它们的支撑结构来容纳的载荷。电抗器还承受来自绕组、地震、故障电流和工业振动的外部载荷。他们还需要用电绝缘体与地面分离，这样可能导致需要长支腿。电抗器结构问题的核心是在绕组(其通常产生大载荷)与支撑线圈的绝缘支腿之间的接口。支架有助于以适合于电抗器的方式传递载荷。

直流(DC)空心电抗器通常包含安装在支架(其进而安装在绝缘体上)上的线圈。支架由含铁材料形成。该线圈可能是变电站中安装在绝缘体上的最重的设备。该线圈处于线电位，需要强绝缘体结构来支撑它，因为线圈可能是笨重物体。例如，线圈重量可能高达120,000lbs。解决在相对弱的绝缘体上安装相对重物体的结构问题的一种途径是通过加入接头以允许线圈移动来解决的。有必要将这种技术推广到交流(AC)空心电抗器。AC空心电抗器的问题是它们形成很强的磁场。该磁场造成支架的含铁材料发热。支架发热所用的能量被浪费了，且发热可能是不被接受的。

因此，需要改善在诸如空心电抗器的应用中的支架技术。

发明内容

简单来讲，本发明的各方面涉及配置成星形或轮状或这些形式的组合且至少部分地由电介质材料形成的支架。电介质材料的使用能产生新的支架几何形状。特别地，形成连续路径的多个外部构件中的至少一个外部构件必须由电介质材料形成，同时保持线圈的结构载荷，并且多个辐射臂由使得支架能保持线圈结构载荷的材料形成。本领域的技术人员应当了解，这样的支架能构可配置成安装在需要线圈支撑结构的不同环境中，例如，在交流(AC)空心电抗器中在结构上加固电抗器的同时消除涡流电流路径和/或减轻电磁加热。

根据本发明的一个说明性实施方式，提供一种安装空心电抗器的线圈的支架。空心电抗器包括安装支架的多个绝缘支腿。支架包括从中心毂伸出的多个臂。每个臂具有自由端和联接到毂的端。每个臂的自由端配置成联接到轴承组件。支架还包括多个外部构件。从毂伸出的每个臂的自由端联接到多个外部构件中的相应外部构件。多个外部构件中的所有外部构件都由电介质材料形成。从毂伸出的多个臂由满足电抗器结构和热条件的材料形成。通常其可以是非铁或电介质材料。