干式调匝消弧线圈绕制用多根导线并绕导向装置的设计与分析

干式调匝消弧线圈绕制用多根导线并绕导向装置的设计与分析

王自鹏 薛原野

（许继变压器有限公司 河南 许昌461000）

背景摘要：自动调谐消弧成套技术经过二三十年的实际应用越来越成熟，市场容量大幅提升，必须提高生产效率来应对日益增长的市场需求。其中干式调匝式消弧线圈（以下简称“消弧线圈”）是成套装置中的核心设备。为提高消弧线圈生产效率和质量，设计出了一种多根导线并绕导向装置。

关键词：消弧线圈；多根导线并绕导向装置；设计与分析

消弧线圈作用是当三相电力系统发生单相故障时，补偿系统容性电流，消除故障点电弧，避免故障范围扩大，提高系统运行可靠性。消弧线圈分A、X两个柱线圈，分别套装在铁芯的两个芯柱上，两线圈之间采用串联方式，额定电流一般小于200A，电流调节范围为30%—100%，档位分为9、14、19、25档。消弧线圈电流越大，线圈需要并绕的导线越多，造成线圈绕线和出分接引线困难，特别是在绕制时，多根导线立起来并绕，每个分接段并绕根数不一致，还需要来回切换，影响绕制速度，并且导线易倾斜破损。

1、消弧线圈绕制用多根导线并绕导向装置的设计方案

目前国内消弧成套产品厂家不多，常规容量的消弧线圈各个厂家也没有统一的绕制方式，本公司消弧线圈线材为玻璃丝包聚酯亚胺薄膜包扁铜线，当前用的导线夹板采用环氧玻璃丝布板夹紧多根扁铜线立绕。此导线夹是滑动摩擦，靠夹紧力强制把导线立起来，摩擦力大对导线绝缘层磨损较为严重，并且夹板材质是玻璃丝布板，摩擦损耗快与导线接触的左右侧卡板经常更换，上下夹板也时常受到磨损更新；当夹板磨损严重时，多根导线导线容易倾斜，需要修正确保导线立起来并紧凑排列，这样一来降低了绕制速度，并且排线容易倾斜。

为了解决绝缘层破损和多根导线倾斜的问题，设计了一种多根导线并绕导向装置，多根导线的上下左右四个方向全部是滚动摩擦，可以根据并绕导线的宽度调节轴承之间的距离，时刻保持压紧状态，减小了因滑动摩擦对导线绝缘层的磨损，并且排线倾斜的问题一并得到解决。装置爆炸图如下图所示：

2、消弧线圈绕制用多根导线并绕导向装置的分析应用

为使设计结构更加清楚明了，下面结合爆炸图对装置进一步分析说明。这些描述是示例性的，在广泛应用中亦如此。在以下分析中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆概念。

消弧线圈多根导线并绕导向装置的爆炸视图包括上夹板1、下夹板2、横向轴承3、尼龙套管4、横轴5、轴用卡簧6、多根并绕导线7、竖轴8、卡板9、顶紧螺栓10、紧固螺栓11、螺母12等零部件。上夹板1、下夹板2为工字形夹板，上夹板1和下夹板2通过紧固螺栓11和对应的螺母固定。工字形夹板两侧的凹槽分别设置一个尼龙套管4。横轴5上套两个横向轴承3，所述横向轴承3外部套设尼龙套管4，使得尼龙套管4能够绕横轴转动。横轴5两端设置螺纹，横轴5分别穿过对的应上夹板1和下夹板2，两端通过螺母12限位。上夹板1、下夹板2分别设置定位孔和调节孔；定位孔为圆孔，螺栓在定位孔内部不能移动，调节孔为长圆孔，螺栓在定位孔内部可以沿长轴方向移动。两个竖轴8依次穿过上夹板1的定位孔、两个纵向轴承13、下夹板2的定位孔；两个竖轴8依次穿过上夹板1的调节孔、两个纵向轴承13、下夹板2的调节孔。并且能够沿调节孔移动，调节纵向轴承13之间的距离以适应多根并绕导线7的宽度。结合图4，顶紧螺栓10的下端顶在用于调节竖轴8一侧，调节纵向轴承13之间的距离。卡板9设置在上夹板1或下夹板2内，顶紧螺栓10穿过所述上夹板1或下夹板2一侧，穿过卡板9的螺纹孔，顶在用于调节竖轴8一侧。结合图5，上下夹板之间的四个轴承13与竖轴8采用小间隙配合，轴承端面用卡簧6固定，通过顶紧螺栓10调整轴承的横向间距，导线侧面时刻保持压紧状态；尼龙套管4与横向轴承3外圈采用紧配合，两侧用卡簧6固定，进线出线通过尼龙套管压紧，保证出线后紧凑平整。

综上所述，消弧线圈多根导线并绕导向装置，包括上夹板、下夹板、横向轴承、尼龙套管以及纵向轴承；若干尼龙套管通过横向轴承分别固定至所述上夹板和下夹板；多根并绕导线排布在上夹板和下夹板之间，通过对称设置在的所述尼龙套管沿长度方向压紧；多根并绕导线的宽度方向端面外侧对称设置若干纵向轴承，通过调节纵向轴承的间距使得纵向轴承的外环压紧所述多根并绕导线的左右端面。消弧线圈多根导线并绕导向装置前后左右四个方向全部是滚动摩擦，时刻保持压紧状态，用轴承作为导向，根据并绕宽度可随时调节轴承间隙。轴承滚动摩擦小，对线材磨损小，同样对轴承套管的磨损也小。

作者简介：王自鹏，助理工程师，研究方向为消弧线圈的设计与应用。