[发明专利]一种具有增磁结构的中性点接地电抗器

说明书

本发明公开了一种具有增磁结构的中性点接地电抗器,其中，包括：油箱、设置在油箱内部无铁心柱的空心线圈以及矩形铁轭，四个铁轭边依次首尾相接，包括位于空心线圈顶部的上轭、位于线圈一侧的第一旁轭、位于空心线圈底部的下轭以及位于线圈另一侧的第二旁轭；第一旁轭、第二旁轭以及线圈中心轴三线平行且共面；线圈的中心轴穿过铁轭的中心点，线圈通电后产生的磁力线均穿过铁轭。用硅钢片制成的铁轭来代替现有技术中的铝屏蔽筒，由于硅钢片具有高导磁率，所以可以将线圈外的磁路闭合，使同一线圈的电抗更大，具有增磁作用。电阻损耗和涡流损耗小，所以线圈可以取更小的匝数，节约了铜线，成本幅度大幅降低。

应用领域

本发明涉及电抗器制造领域，特别是一种具有增磁结构的中性点接地电抗器。

背景技术

目前的电抗器主要是铁心加线圈的结构，但是由于铁心式电抗器的电抗值比较大，所以当磁密较高时，铁心会饱和，从而导致铁心电抗器值变小，而影响电抗器的使用。而中性点接地电抗器有非常硬的激磁特性，一般来说，电流为额定电流的十倍时，其电抗仍然是线性的，且电抗值不会减小，所以中性点接地电抗器一般是不设置有铁心的，直接设置为不含有铁心的空心线圈。为了防止空心线圈通电后磁通会进入油箱钢板中，无论是铁心电抗器还是中性点接地电抗器，都有需要进行磁屏蔽以防止磁通进入箱壁引起箱壁过热。在铁心电抗器中，一般是将铁心与磁屏蔽件连接以此来进行磁屏蔽，比如中国专利CN110349730中公开了一种铁心电抗器的磁路结构。但是在中性点接地电抗器中，由于没有铁心，因此磁屏蔽方式只能做出调整，一般是通过屏蔽筒来进行磁屏蔽，屏蔽筒选材一般为铝，因为铝的导电性较好，所述屏蔽筒一般包括环绕在箱壁内表面的闭合筒体和在空心线圈的上下端分别设置的屏蔽板组成；利用屏蔽筒产生的强涡流反磁，使磁通不能进入油箱钢板中，从而保护油箱钢板不过热。

但是，在中性点接地电抗器中使用屏蔽筒仍然存在很多弊端，屏蔽筒是用感应涡流来反磁的，所以其损耗会很大，且对空心线圈产生互感是去磁的，总损耗增大。根据实验表明，采用屏蔽筒屏蔽时，总电感下降了约17％，也就是说，为了使空心线圈达到预计的工作状态，需要增加17％的空心线圈匝数使空心线圈自感增大。同时由于屏蔽筒与空心线圈之间的距离必须为磁通让开通道，一般来说，所述筒体的高度需要为空心线圈高度的1.2～1.5倍，其内径要比空心线圈外径多出约800mm；而设置在空心线圈的上下端的屏蔽板，其外限大于空心线圈外径，与空心线圈顶部距离约440mm；而屏蔽筒所用的铝材厚度需要12mm或16mm；可见屏蔽筒整体的体积庞大，产品体积以及制造成本也相应需要增大很多。

发明内容

本发明克服了现有技术中中性点接地电抗器制作总损耗高且成本高的不足，提供了一种具有增磁结构的中性点接地电抗器，为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种具有增磁结构的中性点接地电抗器，其中，包括：油箱、设置在油箱内部无铁心柱的空心线圈以及矩形铁轭，所述铁轭包括四个铁轭边，四个所述铁轭边依次首尾相接，包括位于所述空心线圈顶部的上轭、位于所述线圈一侧的第一旁轭、位于所述空心线圈底部的下轭以及位于所述线圈另一侧的第二旁轭；所述第一旁轭、所述第二旁轭以及所述空心线圈中心轴三线平行且共面；所述空心线圈的中心轴穿过所述铁轭的中心点，所述空心线圈通电后产生的全部磁力线均穿过所述铁轭。

本发明一个较佳实施例中，所述铁轭由若干铁轭片叠片组成，所述铁轭片的材料为硅钢。

本发明一个较佳实施例中，至少一个铁轭边的竖直截面为拱弧形，所述铁轭边的弧面远离所述空心线圈。

本发明一个较佳实施例中，所述铁轭的四个铁轭边的厚度相等，所述铁轭边的厚度δ通过式1获得：

其中，B为磁通密度，r_内为空心线圈的内半径，p为空心线圈的辐向厚度；

其中，为所述空心线圈产生的总磁通，所述总磁通通过式2获得：