一種大容量干式高頻高壓電抗器的制造方法
【專利摘要】實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型磁芯由兩個開口相對的U型磁件、若干根磁條和絕緣墊板組成，每個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U型磁件的旁柱之間，所述絕緣墊板設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，分別套設在UF型磁芯旁柱和磁條上；所述線圈由兩個高壓線圈組成，兩個高壓線圈為立式結構，分別繞制在兩個方形骨架上，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置采邊。
【專利說明】
-種大容量干式高頻高壓電抗器
技術領域
[0001] 本實用新型屬于干式電抗器領域，歸類于高壓電氣設備，具體是設及一種大容量 干式高頻高壓電抗器。
【背景技術】
[0002] 在現有中高頻電源的升壓或變換領域，常規電抗器或多或少地存在W下技術缺 點，造成現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 形質量不佳、無功損耗大、效率低(90%W下）、無法大容量長期運行和可靠性不高的技術不 足。
[0003] 1.由于電抗器在裝配時，線圈處于立式狀態，在強烈的運輸過程中，線圈端部的 空虛有可能造成導線位移，進一步造成線圈跨層的故障。
[0004] 2.由于線圈中多根導線并繞在同一層，立式結構的線圈在重力作用下，多根導線 會發生下墜現象，嚴重時可能會損壞線圈。
[0005] 3.常規電抗器的風道采用的是"□"字形撐條作為氣道支撐，與發熱器件形成面與 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，在高頻大功率領域，運種方法無法保證足夠的絕緣強度和結構強度，且會導致擊 穿造成線圈對磁忍放電造成故障。
[0007] 5.-般常規電抗器中的線圈依靠與磁忍進行固定，線圈直接固定在磁忍上。由于 磁忍為鐵氧體材質，屬于易碎元器件，若直接將線圈固定在磁忍上，可能會造成磁忍的破損 和裂縫。
[000引6.常規的利茲線基本上達不到根與根之間的徹底絕緣，且絞合方式粗糖，絞合半 徑不一致導致電阻值偏差過大、沒有進行特殊的外包亞胺薄膜，無法保證高頻高壓下應間 的絕緣性能，擊穿現象時有發生。
[0009] 7.在常規電抗器中，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烈的寄生電容的存在，或造成層間產生極高的寄生電 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 層間絕緣的絕緣強度和抗介電性能必須大幅提高。
[0010] 8.常規電抗器中的線圈的層絕緣為整層導線整體包繞絕緣介質，運樣在常規電抗 器中并無不妥;但在高頻電抗器中，運種設計會導致線圈幅向厚度增加，線圈之間的磁場較 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，由于常規電抗器或多或少地存在W上技術缺點，造成現有的高頻高壓 電抗器存在升壓容量小、升壓電壓低、波形質量不佳、無功損耗大、效率低(90%W下）、無法 大容量長期運行和可靠性不高的技術不足。隨著中高頻領域的發展和對高頻高壓電源的需 求，大容量高頻高壓諧振升壓電抗器成為急需突破的技術，運種電抗器的結構形式為干式， 要能具備如下特點：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 )能大容量長期不間斷運行、體積小重量輕(體積重量 降低50%W上）、低損耗發熱(發熱量為容量的1%W下）的特點，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上技術不足，使高頻高壓電源也能實現大容量輸出、高效率 輸出、能長期不間斷運行、體積小重量輕、低損耗發熱的優異性能，來滿足需求。 【實用新型內容】
[0012] 本實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 壓領域存在的波形質量差、無功損耗大、傳遞容量小、升壓電壓低、效率低、無法長期運行和 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 也能實現大容量高壓輸出、高效率輸出、良好的波形、極小的無功損耗、能長期不間斷運行、 體積小重量輕、低損耗發熱的優異性能。
[0013] 實現本實用新型目的的技術方案如下：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 忍由兩個開口相對的U型磁件、若干根磁條和絕緣墊板組成，每個U型磁件包括底輛和底輛 兩側的旁柱，所述磁條和絕緣墊板被壓緊安裝在兩個U型磁件的旁柱之間，所述絕緣墊板設 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，分別套設在UF型磁忍兩側的旁柱和磁條上;所述線圈由 兩個高壓線圈組成，所述兩個高壓線圈為立式結構，分別繞制在兩個方形骨架上;每個高壓 線圈具有若干個導線層，相鄰的導線層之間具有第一絕緣層，所述導線層為大股利茲線作 為導線繞制而成，所述大股利茲線的外面整根連續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] 所述高壓線圈中設置軸向散熱氣道；
[0015] 所述高壓線圈上、下端部的空隙設置采邊(即使用絕緣材料填充）；
[0016] 所述固定支撐裝置包含上環氧板、下環氧板、撐板和拉桿，所述UF型磁忍坐落在下 環氧板上，所述高壓線圈坐落在撐板上，所述下環氧板與撐板之間固定連接，所述上環氧 板、下環氧板之間由拉桿連接固定。
[0017] 為了達到更好的技術效果，本實用新型的技術方案還可W具體為W下技術特點：
[0018] 1.所述兩個高壓線圈由同一根導線反向不間斷串聯繞制而成，即第一個高壓線圈 的結尾直接拉到第二個高壓線圈上，作為第二個高壓線圈的起頭，但兩個高壓線圈的上的 導線繞向相反。
[0019] 2.所述采邊用Tl型絕緣電工紙板對每個高壓線圈的上、下端部的空隙進行絕緣填 充，所述Tl型絕緣電工紙板平鋪在每個高壓線圈端部，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、內邊部與導線 接觸。
[0020] 3.方形骨架UF型磁忍之間進行填充固定，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合交錯絕緣層，至少包含亞胺薄膜和DMD紙兩種不同的絕 緣介質，所述絕緣介質為多層交錯層疊使用，相鄰的兩層絕緣介質為不同材質。
[00巧]8.所述第二絕緣介質為厚度介于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間由電工白帶捆綁，所述高壓線圈的每層導 線層的下層鋪設電工白帶，高壓線圈的各轉角處放置1根電工白帶，每層導線每繞制到1/4 繞長時，即將所述電工白帶的長出部分反拉到后續導線的下方壓住拉緊，對線圈的導線進 行軸向捆綁。
[0028] 11.所述高壓線圈由環氧樹脂玻璃絲誘注而成，絕緣等級為H級或更高，高壓線圈 的耐溫應不小于180°C。
[0029] 12.所述高壓線圈整體真空浸潰F級絕緣漆。
[0030] 13.所述高壓線圈外表包繞F級覆膜復合紙。
[0031] 14.所述大股利茲線由5-19根小股利茲線絞合而成。
[0032] 15.進一步地，所述大股利茲線內的小股利茲線為定距離絞合。
[0033] 16.進一步地，所述小股利茲線的絞合節距為20~45mm。
[0034] 17.所述小股利茲線由5-19根銅線絞合成。
[0035] 18.進一步地，所述小股利茲線內的銅線為定距離絞合。
[0036] 19.進一步地，所述銅線的絞合節距為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絕緣的方式，把相鄰的高壓線圈的層間絕緣分為N 級，N為自然數，各級絕緣采用不同的絕緣材質，在第1層導線繞制到1/N繞長的時候停止繞 線、包繞第1級1/N絕緣;再繞制第2段1/N層線、包繞第2級1/N絕緣；W此類推，最后繞制第N 個1/N層線、包繞第N級絕緣。
[0039] 22.進一步地，所述的N取值為2-8。
[0040] 23.所述兩個高壓線圈還可W采取同向并聯繞制，即兩個高壓線圈繞向相同，兩個 高壓線圈的導線的起頭相連接，兩個高壓線圈的導線的結尾相連接。
[0041 ]采用本實用新型技術方案的大容量干式高頻高壓電抗器具有W下優點：
[0042] 1.波形好(標準正弦波）、無功損耗小、大容量、高電壓、高頻率、低損耗、長期不間 斷運行。
[0043] 2.兩個線圈采取反向不間斷串聯繞制方法;提高磁場的較鏈程度、降低漏磁通，提 高阻抗特性，降低阻抗電壓，提高整體的性能，同時減小電抗器體積，裝配簡單，節省材料成 本。
[0044] 3.采用特殊設計的利茲線:能很好的消除高頻磁場下造成電流的集膚效應和鄰近 效應帶來的嚴重交流損耗，有效降低電抗器溫升。
[0045] 4.大股的利茲線外面連續包繞4層SO.025的亞胺薄膜，能有效防止應間的感應擊 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.本實用新型的電抗器中，每個高壓線圈具有若干個導線層，相鄰的導線層之間 具有第一絕緣層，所述第一絕緣層采用的是亞胺薄膜(C級絕緣、耐溫220°C)和DMD紙交錯層 疊使用，其耐壓性能不僅高于兩者的和值，并且具有優良的介電性能，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.本實用新型的電抗器中，高壓線圈采用分級絕緣的方式，繞制多層線圈時，層數 越多、減少的層絕緣張數越多、線圈的幅向就越薄，不僅能保證絕緣強度，減小線圈的幅向 厚度，減小線圈體積，保證電抗器優良的輸出特性、降低阻抗、減小漏磁通和無功消耗，并能 減少層間絕緣張數。
[0050] 9.采用絕緣電工紙板對線圈端部進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，且在后續浸漆工藝中，能更好的附著在線圈內部，對線 圈整體起到支撐固定作用，使導線不會墜落跨層，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間由電工白帶捆綁，所述線圈的每層導線層的下層 鋪設電工白帶，所述電工白帶鋪設在線圈的四個轉角處，每層導線每繞制到1/4繞長時，即 將所述電工白帶的長出部分反拉到后續導線的下方壓住拉緊，對起繞的線圈進行軸向捆 綁;且軸向電工白帶可W反復交錯穿插壓緊，對整層導線都能起到軸向捆綁的作用。此軸向 捆綁的線圈、應與應之間能很好的緊固而減小縫隙、在高頻電磁應力下位移空間被固定，能 有效降低運行時的噪音。
[0052] 11.此新型發明中軸向風道的不同之處在于，提供了一種"工"字形的氣道撐條，其 "工"字面接觸線圈導體表面，形成點與面的接觸，運樣與導體接觸的面積會遠小于常規的 "□"字形撐條，散熱面積更大，散熱效果更好。
[0053] 12.本實用新型中，兩個高壓線圈采取一根導線反向不間斷串聯繞制，導線不剪 斷、第一個高壓線圈繞制結束后導線直接打到第二個線圈上繞制，完全杜絕了利茲線的串 聯斷根和不導通難題，減少了焊接工作量;避免焊接點的滿流引起的發熱;避免外接串聯導 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，簡化實體制作的工 序。
[0054] 13.本實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磁忍的放電擊穿現象，并能保證足夠的結構強 度。
[0055] 14.高壓線圈的固定支撐:本實用新型中，高壓線圈與磁忍隔離，將其重量分擔在 撐板上，磁忍不承擔高壓線圈的重力，撐板完全承擔高壓線圈的重力，撐板本身也屬于絕緣 器件。運種設計方法不僅保證了高壓線圈的固定，且裝配方式簡單可靠。
【附圖說明】 [0化6] ：
[0057] 附圖1是本實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是本實用新型的大容量干式高頻高壓電抗器的高壓線圈的分級絕緣示意圖
[0064] 附圖8是本實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間緊固示 意圖
[0066] 附圖10是本實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 為高壓線圈的導線層，43為電工白帶;61為上環氧板、62為下環氧板，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。
【具體實施方式】 [0071] ：
[0072] 為了更好的說明本實用新型的技術方案，W下結合附圖1-13對本實用新型的大容 量干式高頻高壓電抗器的一個實施例進行詳細描述。
[0073] 實施例一：
[0074] 如附圖1-13所示，本實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型磁忍由兩個開口相 對的U型磁件21、若干根磁條24和絕緣墊板25組成，每個U型磁件21包括底輛22和底輛兩側 的旁柱23,所述磁條24和絕緣墊板25被壓緊安裝在兩個U型磁件21的旁柱23之間，所述絕緣 墊板25設置在相鄰的磁條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，分別套設在UF型磁忍2 兩側的旁柱23和磁條24上;所述線圈4由兩個高壓線圈41組成，所述兩個高壓線圈41為立式 結構，分別繞制在兩個方形骨架3上;每個高壓線圈4具有若干個導線層42，相鄰的導線層42 之間具有第一絕緣層91，所述導線層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中設置軸向散熱氣道5。
[0075] 所述高壓線圈41上、下端部的空隙設置采邊13,所述采邊為使用絕緣材料對高壓 線圈41上、下端部的空隙進行填充;所述固定支撐裝置6包含上環氧板61、下環氧板62、撐板 63和拉桿64,所述UF型磁忍2坐落在下環氧板62上，所述高壓線圈坐落在撐板63上，所述下 環氧板62與撐板63之間固定連接，所述上環氧板61、下環氧板62之間由拉桿64連接固定。
[0076] 為了更好的技術效果，本實施例中，優選地，所述兩個高壓線圈由同一根導線反向 不間斷串聯繞制而成，即第一個高壓線圈的結尾直接拉到第二個高壓線圈上，作為第二個 高壓線圈的起頭，但兩個高壓線圈的上的導線繞向相反。運樣能夠提高磁場的較鏈程度、降 低漏磁通，提高阻抗特性，降低阻抗電壓，提高整體的性能，同時減小電抗器體積，裝配簡 單，節省材料成本。
[0077] 此外，在實際應用中，根據實際需要，所述兩個高壓線圈也可W采取同向并聯繞 審IJ，即兩個高壓線圈繞向相同，兩個高壓線圈的導線的起頭相連接，兩個高壓線圈的導線的 結尾相連接。
[0078] 為了更好的技術效果，本實施例中，分別對線圈的端部、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間分別進行填充或捆綁加固。
[0079] 首先，由于電抗器在裝配時，高壓線圈處于立式狀態，在強烈的運輸過程中，高壓 線圈端部的空虛有可能造成導線位移，進一步造成跨層的故障。為此，本實用新型采用了一 種Tl型絕緣電工紙板對高壓線圈端部進行了絕緣填充，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之間的空隙設置采邊13,所述采邊13為采用Tl型絕緣電工紙 板對每個高壓線圈的上、下端部的空隙進行絕緣填充，所述Tl型絕緣電工紙板平鋪在每個 高壓線圈端部，其外邊部與骨架端部齊平、內邊部與導線接觸，在立起狀態下，采邊支撐住 了導線，則導線不會墜落跨層。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，且在后續浸漆工藝中，能更好的附著在高壓線圈內部，對高壓線圈整體 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行填充固定，即使用絕 緣環氧板塞進方形骨架與的旁柱及磁條之間的縫隙，四個面的縫隙均塞入絕緣環氧板填 充，W防止方形骨架晃動，實現方形骨架與旁柱及磁條之間的固定。
[0081] 第S，由于立式結構高壓的線圈中多根導線并繞在同一層，在重力作用下，多根導 線會發生下墜現象，嚴重時可能會損壞高壓線圈，因此，本實用新型中對高壓線圈進行軸向 應間相互捆綁的緊固方式，防止導線的移位。如圖9所示，所述電抗器的高壓線圈軸向應間 由電工白帶捆綁，所述高壓線圈的每層導線的下層鋪設電工白帶，所述電工白帶鋪設高壓 在線圈的四個轉角處，每層導線每繞制到1/4繞長時，即將所述電工白帶的長出部分反拉到 后續導線的下方壓住拉緊，對起繞的高壓線圈進行軸向捆綁;且軸向電工白帶可W反復交 錯穿插壓緊，對整層導線都能起到軸向捆綁的作用。此軸向捆綁的高壓線圈、應與應之間能 很好的緊固而減小縫隙、在高頻電磁應力下位移空間被固定，能有效降低運行時的噪音。
[0082] 為了更好的技術效果，本實施例中，處于相鄰的高壓線圈41之間的第一絕緣層優 選地采用交錯和分級的絕緣方式，具體為W下技術特征：
[0083] 1.所述第一絕緣層91為復合交錯絕緣層，至少包含亞胺薄膜和DMD紙兩種不同的 絕緣介質，所述絕緣介質為多層交錯層疊使用，相鄰的兩層絕緣介質為不同材質；
[0084] 2.所述第一絕緣層采用分級絕緣的方式，即把相鄰的高壓線圈的層間絕緣分為N 級，N優選為2-8的自然數，各級絕緣采用不同的絕緣材質，在第1層導線繞制到1/N繞長的時 候停止繞線、包繞第1級1/N絕緣;再繞制第2段1/N層線、包繞第2級1/N絕緣;W此類推，最后 繞制第N個1/N層線、包繞第N級絕緣。
[0085] 3.本實施例中，N為4,如圖7所示，具體描述為:第1層導線繞制到1/4繞長的時候停 止繞線、包繞第1級1/4絕緣;再繞制第2段1/4層線、包繞第2級1/4絕緣;再繞制第3個1/4層 線、包繞第3級絕緣;再繞制第4個1/4層線、最后包繞第4級絕緣。依此特點，若繞制多層線 圈，相對于不分級絕緣，分級絕緣能減少層間絕緣張數的對應關系如表1所示。（本實施例 中，層間絕緣紙張數為8張）。
[0086]
[0087] 由此可見:層數越多、較少的層絕緣張數越多、線圈的幅向就越薄，體積也越小;運 種繞制方式的優點在于:不僅能保證絕緣強度，減小了線圈的幅向厚度，保證電抗器優良的 輸出特性、降低阻抗、減小漏磁通和無功消耗。
[0088] 為了更好的技術效果，本實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為特殊設計的利茲線。如圖11所示，所述利茲線10具有如下技術特征：
[0089] 1.所述大股利茲線10由5-19根小股利茲線11絞合而成，所述大股利茲線內的小股 利茲線11為定距離絞合，絞合節距為20-45mm;本實施例中，優選為每10小股進行定距絞合， 節距為35mm。
[0090] 2.所述大股利茲線10的外面整根連續包繞多層第二絕緣層9。
[0091] 3.所述第二絕緣介質為厚度介于0.025-0.05mm的亞胺薄膜。
[0092] 4.所述第二絕緣介質在大股利茲線外面整根連續包繞層數可W為2-8層。本實施 例中的包繞層數優選為4層。
[0093] 5.所述小股利茲線由5-19根銅線絞合成，小股利茲線內的銅線為定距離絞合，絞 合節距為1 〇-45mm;本實施例中，優選為每7根銅線進行定距絞合，每隔25mm進行一次絞合。
[0094] 本實用新型中使用的利茲線，主要優點在于：
[00M]①每一小股都定距離絞合，每隔25mm進行一次絞合;運種絞合能完全杜絕導線內 部自身的高頻滿流損耗;且定距絞合直徑一致、保證每根導線長度誤差<1%;
[0096] ②10小股進行定距絞合，節距為35mm，運種絞合能完全杜絕導線根與根之間的鄰 近效應損耗;且定距絞合直徑一致、保證每根導線長度誤差<1%;
[0097] ③整根導線外面連續包繞4層SO.025的亞胺薄膜(第二絕緣層），能有效防止應間 的感應擊穿；
[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] 運種利茲線能很好的消除高頻磁場下造成電流的集膚效應和鄰近效應帶來的嚴 重交流損耗，有效降低電抗器溫升。W頻率f=4000化為例，此時集膚深度A為1.21mm，若選 用單根導線為(60.27,遠小于2 A，單根導線本身具有良好的高頻性能。
[0102] 常規電抗器的風道采用的是"□"字形撐條作為氣道支撐，與發熱器件形成面與面 的接觸，散熱面積更小，散熱效果差。
[0103] 為了更好的技術效果，本實施例中，如圖10所示，立式結構的高壓線圈中設置了軸 向散熱氣道5，散熱氣道5內部采用"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"字面接觸線圈導體表面，形成點與面的接觸，運樣與導體 接觸的面積會遠小于"□"字形撐條，散熱面積更大，散熱效果更好。輔W散熱風扇的軸向 風，冷風可W進入電抗器內部發熱的導線和磁忍內部，將熱量帶走，降低電抗器溫升。
[0104] 為了更好的技術效果，本實施例中，高壓線圈優選地采用W下技術特征：
[0105] 1.所述高壓線圈由環氧樹脂玻璃絲誘注而成，絕緣等級為H級或更高，高壓線圈的 耐溫應不小于180 °C。
[0106] 2.所述高壓線圈整體真空浸潰F級絕緣漆。
[0107] 3.所述高壓線圈外表包繞F級覆膜復合紙。
[0108] 常規高頻電抗器，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，在高頻大功率領域，運種方法無法保證足夠的絕緣強度和結構強度，且會導致擊穿 造成線圈對磁忍放電造成故障。
[0109] 為了更好的技術效果，本實用新型中采用了一種加強電氣隔離的措施，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磁忍的放電擊穿現象，并能保證足夠的結構強度。
[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度絕緣材 料，由環氧樹脂玻璃絲誘注烘干而成，絕緣等級H級，耐溫180°C。可固定在繞線機上，隨繞線 機同軸轉動進行線圈繞制。此實用新型中，骨架不僅用于線圈繞制、絕緣器件，也能很好承 受運行時線圈上的應力、防止線圈變形、減小線圈在電磁力下的伸縮震動，降低噪音。
[0111] -般常規電抗器中的線圈依靠與磁忍進行固定，線圈直接固定在磁忍上。由于磁 忍為鐵氧體材質，屬于易碎元器件，若直接將線圈固定在磁忍上，可能會造成磁忍的破損和 裂縫。
[0112] 為此實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包含上環氧板61、下環氧板62、撐板63和拉桿64，所述磁忍2坐落在 下環氧板上，所述高壓線圈坐落在撐板上，所述下環氧板與撐板之間固定連接，所述上環氧 板61、下環氧板62之間由拉桿64連接固定。所述拉桿外部套設絕緣管，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 重量分擔在專口設置的撐板63上，磁忍不承擔高壓線圈的重力，撐板63完全承擔高壓線圈 的重力，撐板63本身也屬于絕緣器件。運種設計方法不僅保證了高壓線圈的固定，且裝配方 式簡單可靠。
[0114] W下簡單介紹采用本實用新型技術方案的大容量干式高頻高壓電抗器的裝配順 序：
[0115] 1.組裝時需準備好的五大件：磁忍、磁條、磁條間隙墊板、線圈、上下環氧板、撐 板、拉桿。
[0116] 2.裝配順序：
[0117] ①先將下環氧板和撐板進行固定，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
[0120] ④將線圈套進磁條，并調整磁條的對齊度，盡量對齊；線圈下端部應放置在撐板 上，線圈和撐板接觸要穩固；
[0121] ⑤套進上半部磁忍、并再次調整磁條的對齊度，保證磁條對齊；
[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；
[0123] ⑦套進上半部磁忍；
[0124] ⑧用拉桿將上下環氧板鎖緊，注意拉桿要用絕緣管套住，防止線圈對拉桿放電。
[0125] 本實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實現電抗 器的大容量、高電壓、低損耗、高效率和長期運行的特性。為此，選用了經過特殊設計和技術 要求的材料進行，改進很多工藝的同時、創新性的發明了多層小間隙磁忍、兩線圈不間斷反 向串聯繞制、分級絕緣、多層復合交錯絕緣、線圈軸向緊固、多層電氣隔離的創新點。
[0126] 本實用新型不局限于W上全部特性的運一類別電抗器，對于某些不同時要求具有 此實用新型中所提到的性能特性，本實用新型亦包含。
[0127] 本實用新型所包含的新型實用點不局限于整體實物性能、同樣包含運一類別發明 自身特有的設計方法、組合方式、工藝發明、制作技巧，材料規格等要素。
【主權項】
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型磁芯由兩個開口相對的U型 磁件(21)、若干根磁條(24)和絕緣墊板(25)組成，每個U型磁件(21)包括底輒(22)和底輒兩 側的旁柱（23)，所述磁條(24)和絕緣墊板(25)被壓緊安裝在兩個U型磁件（21)的旁柱(23) 之間，所述絕緣墊板(25 )設置在相鄰的磁條(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，分別套設在UF型磁芯（2)兩側的旁柱（23)和磁條(24)上;所述線圈（4)由兩個高壓線 圈（41)組成，所述兩個高壓線圈（41)為立式結構，分別繞制在兩個方形骨架(3)上;每個高 壓線圈（4)具有若干個導線層(42)，相鄰的導線層(42)之間具有第一絕緣層(91)，所述導線 層(42)為大股利茲線（10)作為導線(44)繞制而成，所述大股利茲線（10)的外面整根連續包 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)中設置軸向散熱氣道(5); 所述高壓線圈（41)上、下端部的空隙設置采邊（13)，所述采邊為使用絕緣材料對高壓 線圈(41)上、下端部的空隙進行絕緣填充， 所述固定支撐裝置(6)包含上環氧板(61)、下環氧板(62)、撐板(63)和拉桿(64)，所述 UF型磁芯（2)坐落在下環氧板(62)上，所述高壓線圈坐落在撐板(63)上，所述下環氧板(62) 與撐板(63)之間固定連接，所述上環氧板(61)、下環氧板(62)之間由拉桿(64)連接固定。2. 如權利要求1所述的大容量干式高頻高壓電抗器，其特征在于：所述兩個高壓線圈 (41)由同一根導線反向不間斷串聯繞制而成，即第一個高壓線圈的結尾直接拉到第二個高 壓線圈上，作為第二個高壓線圈的起頭，但兩個高壓線圈(41)的上的導線(44)繞向相反。3. 如權利要求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 電工紙板對高壓線圈的上、下端部的空隙進行絕緣填充，所述T1型絕緣電工紙板平鋪在每 個高壓線圈端部，并采用酚醛樹脂膠粘接在每個高壓線圈端部，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、內邊部與導線接觸。4. 如權利要求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) 為復合交錯絕緣層，至少包含亞胺薄膜和DMD紙兩種不同的絕緣介質，所述絕緣介質為多層 交錯層疊使用，相鄰的兩層絕緣介質為不同材質。5. 如權利要求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)的每層導線層(42)的下層鋪設電工 白帶，高壓線圈(41)的各轉角處放置1根電工白帶(43)，每層導線(44)每繞制到1/4繞長時， 即將所述電工白帶(43)的長出部分反拉到后續導線(44)的下方壓住拉緊，對線圈的導線 (44)進行軸向捆綁。6. 如權利要求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 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) 采用分級絕緣的方式，把相鄰的高壓線圈(41)的層間絕緣分為N級，N為自然數，各級絕緣采 用不同的絕緣材質，在第1層導線繞制到1/N繞長的時候停止繞線、包繞第1級1/N絕緣;再繞 制第2段1/N層線、包繞第2級1/N絕緣;以此類推，最后繞制第N個1/N層線、包繞第N級絕緣。10. 如權利要求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】H01F27/28GK205680523SQ201620388564
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年5月4日 公開號201620388564.1, CN 201620388564, CN 205680523 U, CN 205680523U, CN-U-205680523, CN201620388564, CN201620388564.1, CN205680523 U, CN205680523U
【發明人】張良波, 陳瀅
【申請人】福建新大陸環保科技有限公司