[發明專利]一種高溫超導電阻型限流器用無感線圈

無效

• 申請號: 201210057470.2
• 申請日: 2012-03-06
• 公開（公告）號: CN102610352A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 張京業;戴少濤;趙連岐;張東;徐小飛;吳明建;施飛;滕玉平;許熙;周微微;王子凱;林良真;肖立業
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所;江蘇中天科技股份有限公司
• 主分類號: H01F6/06
• 分類號: H01F6/06;H01F41/04;H02H9/02
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 關玲

技術領域

本發明涉及一種用于電阻型故障限流器的線圈，特別涉及高溫超導電阻型故障限流器用無感雙繞餅式線圈。

背景技術

當前，為了與國民經濟快速發展、電網規模不斷增大和互聯程度不斷提高相適應，我國電網正向超大規模方向發展。然而，我國電網的穩定性問題卻變得日益嚴重，電網的安全性和可靠性正在承受巨大的壓力，短路故障是危及電力系統安全、導致巨大經濟損失的嚴重故障之一?；诘诙邷爻瑢Р牡碾娮栊透邷爻瑢蘖髌骼酶邷爻瑢w的失超電阻限流，可以有效的解決上述問題，具有很好的應用與市場前景。這種限流器的核心結構是利用已經商業化生產的第二代高溫超導帶繞制的無感線圈，目前通用技術是利用單根超導帶在中間位置回彎后雙帶并繞的無感餅式線圈，然后通過多個無感餅式線圈串并聯組合而成。這種結構采用單根長帶中間回彎，較多的采用“S”型或“U”型(IEEE?Transactions?on?Applied?Superconductivity，vol.19，no.3，2009，pp1950；EEE?Transactions?on?Applied?Superconductivity，vol.20，no.3，2010，pp1308；IEEE?Transactions?on?Applied?Superconductivity，vol.21，no.3，2011，pp1206)。首先，因為第二代高溫超導帶為脆性涂層陶瓷材料，必須大于一定的彎曲半徑，上述結構決定了線圈結構復雜、機械加工難度大，易損壞高溫超導帶材，并且餅式線圈內直徑大。其次，由于生產工藝的限制，單根超導帶的長度越長售價越高，并且，生產商通常把短帶有阻焊接為長帶；這對電阻型限流器的應用危害非常大，該焊接點極容易在過電流情況下燒斷。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的無感線圈結構復雜、內直徑大、機械加工難度大、易損壞高溫超導帶材以及單根超導帶長度大等缺陷，提出一種雙帶并繞的無感餅式線圈結構。

本發明主要包括由玻璃鋼環和紫銅連接片組成的無感餅式線圈骨架、內外側并繞超導帶、間隔層、引線端子、線圈夾板以及多組沉頭螺栓等部件。

所述的紫銅連接片與玻璃鋼環組成本發明的核心部件無感餅式線圈骨架。紫銅連接片外弧面的有效長度l在5-8cm之間，玻璃鋼環上有與紫銅連接片外弧面有效長度l等長的弧形卡槽，紫銅連接片嵌入所述的玻璃鋼環的卡槽內。根據紫銅連接片在玻璃鋼環上的固定方式不同給出了三種無感餅式線圈骨架結構。

結構一：紫銅連接片嵌入玻璃鋼環的卡槽中，紫銅連接片外弧面上有兩個沉頭孔，玻璃鋼環的卡槽內與紫銅連接片上所述的沉頭孔對應的位置開有兩個螺紋孔，通過兩個沉頭螺栓從玻璃鋼環外側把紫銅連接片和玻璃鋼環緊固為一體，并使紫銅連接片的外弧面與玻璃鋼環在同一環面上。

結構二：結構二的固定方式與結構一不同的是，在紫銅連接片內側，即指向圓心的一側開有兩個不通透的螺紋孔，螺紋孔的深度為紫銅連接片厚度的2/3。玻璃鋼環的卡槽內與紫銅連接片上所述的螺紋孔對應的位置開有兩個通孔，通過兩個沉頭螺栓從玻璃鋼環的內側把紫銅連接片和玻璃鋼環緊固為一體，并使紫銅連接片的外弧面與玻璃鋼環在同一環面上。

結構三：結構三的固定方式與上兩種不同，玻璃鋼環的卡槽為“T”型(陰)，紫銅連接片兩端為“T”型臺階(陽)，玻璃鋼環的卡槽和紫銅連接片兩端為“T”型槽和臺階，二者陰陽配合組合為一體，并使紫銅連接片的外弧面與玻璃鋼環在同一環面上。

以上任意一種結構的無感餅式線圈骨架通過沉頭螺栓在線圈骨架下側同心固定下線圈夾板。兩根規格相同的內側高溫超導帶和外側高溫超導帶一端重疊對齊，同時用普通焊錫焊接在紫銅連接片上，焊接長度與紫銅連接片的外弧面有效長度相等。兩根等長的第二代高溫超導帶同向并繞，每根超導帶的內側同向敷設間隔層。在線圈夾板的外緣線圈一側用沉頭螺栓固定兩個引線端子，兩根并繞高溫超導帶分別錫焊在前、后引線端子上，焊接長度與紫銅連接片外弧面的有效長度l相等。在無感餅式線圈的上側通過沉頭螺栓同心固定上線圈夾板。這樣，電流從一根第二代高溫超導帶流入，從另一根第二代高溫超導帶反向流出，由于兩根第二代高溫超導帶的走向相同，電流反向，因此線圈電感為零。

以上任意一種結構的無感餅式線圈骨架上可以同時等角度固定n個相同的紫銅連接片，n為整數，并且紫銅連接片間的弧面距離不小于紫銅連接片的弧面長度。用上述方法繞制n組2n根高溫超導帶并繞的無感繞組。