干式磁屏蔽电抗器优势研究

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1、干式磁屏蔽电抗器优势研究【摘　要】为了解决普通电抗器的漏磁等问题，人们开发出了干式磁屏蔽电抗器，其具有诸多优点。通过分析干式磁屏蔽电抗器的结构和原理，对其的特点与优势进行了总结。【关键词】磁屏蔽；电抗器；漏磁0.引言我国电力系统曾经广泛应用普通干式空心电抗器，因为其结构简单，运行维护方便。尽管普通干式空心电抗器有许多优点如机械强度高，绝缘程度高，以及良好的感抗值线性度等等，但是也存在明显的缺点，特别是在电抗器周围存在严重的磁通泄露，损耗加大，噪音明显，低功率影响电能质量，漏磁严重会对周围电子仪器产生影响，电磁污染严重。进入二十一世纪，电气产品的发展

2、趋势倾向于节能、安全、环保，为了解决普通干式空心电抗器使用中的问题，人们成功地设计出了干式磁屏蔽电抗器，在普通空心电抗器的基础上进行改进和创新，既解决了漏磁等问题，又保留着普通空心电抗器的特点，具有了安全环保、节能、可靠性强的特点。1.电抗器的原理6空气和导线的导磁率相似，普通电抗器的通路径主要暴露在空气中，在空气中的磁通会发散到电抗器以外，出现漏磁现象。电抗器随着体积的增加，由于磁通增大而使得漏磁现象加重。漏磁现象产生的感应涡流，会影响附近的金属导体和闭合回路，使其发热而损坏，所以我们安装普通空心电抗器时，会有安全距离来保证漏磁现象不会对周围设备

3、造成损害。事实上，即便在安全距离之外，空心电抗器的漏磁现象也会影响到一些电子仪器的使用。而干式磁屏蔽电抗器多出了铁心，铁心的导磁率比空气要大的多，很大程度上控制了磁通经过的路径，尽可能避免了磁通发散到外围。加装铁心可以使磁通的绝大部分路径在铁心内，有效地减少了漏磁。2.干式磁屏蔽电抗器的优势2.1干式磁屏蔽电抗器结构优势普通的干式空心电抗器没有屏蔽筒，磁通经过的路径大部分是空气，相比之下干式磁屏蔽电抗器中内外铁心构成闭合回路，铁心成为了磁通的主要路径。干式磁屏蔽电抗器在主要结构上没有太多变化，多根导线多层并联组成了电抗器的圆筒式结构。圆筒式的屏蔽筒

4、放置在电抗器线圈的内侧和外侧，屏蔽筒由许多铁心片堆叠而成，（图1）可以采取整体浇注的方法整体固化屏蔽筒与线包，避免铁心受潮和震动，降低电抗器的噪音，有助于电抗器的安装和使用。图1　干式磁屏蔽电抗器结构2.2防漏磁优势6空气的导磁率比较低，铁的导磁率比较大，相同的大小电感，干式磁屏蔽电抗器中线圈匝数远比普通干式空心电抗器少，空心电抗器的磁通发散严重，在导线上的涡流损耗很大，对周围的电器设备影响大；而磁屏蔽电抗器就能够缩小体积，同时减小了电阻，磁力线被控制在内外铁心里，干式磁屏蔽电抗器中内外铁心构成闭合回路，磁通经过的大部分是铁心，降低了电抗器导线的涡

5、流损耗，也避免了漏磁，保证了电磁安全，使得外围空气中的漏磁大大减少，也减小了安装时的安全距离。我们来对比两种电抗器的磁通路径，普通电抗器内的磁通经过：空气和导线（电抗器内部）—空气（线圈上端）—空气（电抗器外部）—空气（线圈下端）—空气和导线（电抗器内部）。干式磁屏蔽电抗器内磁通经过：铁心（线圈内）—空气（线圈上端）—铁心（线圈外）—空气（线圈下端）—铁心（线圈内），在通过铁心时会有少量磁通经过铁心附近的空气。对比两种电抗器的磁通路径，因为铁心的存在，干式磁屏蔽电抗器具有更好的导磁效果，比普通空心电抗器更具优势。干式磁屏蔽电抗器减小了体积，减少了线

6、圈匝数，也就减小了导线电阻，进一步减少了损耗，防漏磁优势明显，在电抗器实际使用中十分有效，也更安全。2.3低损耗的优势普通空心6电抗器的损耗严重，一方面是导线涡流，导线涡流在损耗中比例很大，另一方面是电阻损耗。从普通空心电抗器的磁通路径可以看出，磁通穿过导线，产生涡流损耗。我们在选普通空心电抗器取导线直径时，为了降低损耗选取直径较小的导线。而干式磁屏蔽电抗器由于多出了铁心，使得其线圈匝数不到原来的一半，减小了电阻，降低电阻损耗。导线涡流损耗方面，铁心的加入改变了磁通路径，磁通几乎不穿过导线的，导线涡流被很大程度上削弱，损耗控制在很小的范围内。加入铁

7、心之后，其铁心由于磁通经过而产生损耗，不过电抗器降低的导线涡流损耗和电阻损耗，远大于铁心损耗，并不影响降耗的整体效果。干式磁屏蔽电抗器在实际应用中低损耗优势也得到验证，为电力系统节约大量能量。2.4抗短路优势考虑一根导线上的电动力F:F=BIL其中：B——磁密，L——导线长度，I——电流；6由于多根导线多层并联组成了电抗器的圆筒式结构，使得干式磁屏蔽电抗器的磁场分布十分复杂，我们分析线圈的受力情况，考察线圈上每根导线的电动力，它们的矢量和就是线圈所受合力。铁心会把大部分磁通路径控制在其内部，导线上的磁通减少，同时降低了导线磁密B。另外较少的线圈匝数

8、使得导线可以更短，由磁密B和导线长度L以及电流I与电动力F的关系，可知此时导线的电动力比普通情况下减弱，整个线圈所受的力也