一种用于保护电容器组的螺旋线圈元件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及螺旋线圈，具体的说是一种用于保护电容器组的螺旋线圈元件。
【背景技术】
[0002] 目前许多大电流电源系统如激光武器电源、电磁弹射电源、脉冲电源等系统中应 用了众多高能电容器组，高能电容器组是电源系统的重要元件，为了高能电容器得到保护， 系统中需要一种既能调节系统电流波形又能吸收因系统中电容器出现短路故障时系统的 总能量而本身不发生爆炸的元件，这种元件保护了系统其它设备不发生二次损害，降低系 统故障时的损失，降低系统维护成本；这就是螺旋线圈元件，有的地方叫保护电感，目前国 内生产的这种元件工艺结构复杂，元件参数一致性较差。 【实用新型内容】
[0003] 为解决上述技术问题，采用一种用于保护电容器组的螺旋线圈元件，既能调节系 统中的电流波形，又能保护系统中电容器短路故障时吸收系统总能量而本身不发生爆炸， 保护系统其它设备不发生二次损害，工艺结构简单，成型产品参数一致性较高。
[0004] 为实现上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案是：一种用于保护电容器 组的螺旋线圈元件，包括绝缘内筒、绝缘外筒、设置在绝缘内筒和绝缘外筒之间的螺旋线 圈，在绝缘内筒和绝缘外筒之间还设有套设在绝缘内筒两端的筒形引出线，筒形引出线与 螺旋线圈连接，在筒形引出线上开设有沟槽。
[0005] 本实用新型所述的筒形引出线与螺旋线圈的接触面为螺旋端面。
[0006] 本实用新型所述的沟槽沿筒形引出线轴向开设，将筒形引出线断开。
[0007] 本实用新型所述的绝缘内筒上设有多个排列均匀的绝缘垫片，绝缘垫片设置在螺 旋线圈匝与匝之间。
[0008] 本实用新型有益效果是：工艺结构独特，将引出线做成筒形，增大散热面积，同时 增强元件整体强度，保护系统中电容器短路故障时吸收系统总能量而本身不发生爆炸，保 护系统其它设备不发生二次损害，成型产品参数一致性大大提高，机械强度加强，工艺结构 简单，引出线方便。
【附图说明】
[0009] 图1为本实用新型的剖视结构示意图；
[0010] 图2为本实用新型筒形引出线示意图；
[0011] 图3为本实用新型螺旋线圈与两端筒形引出线焊接图；
[0012] 图4为螺旋线圈焊接后安装于绝缘内外筒之间剖视图；
[0013] 图中：1、螺旋线圈，2、绝缘内筒，3、绝缘外筒，4、筒形引出线，401、沟槽，402、螺旋 端面，403、外侧面，404、连接孔，5、绝缘垫片。
【具体实施方式】
[0014] 如图所示，螺旋线圈元件由不锈钢棒螺旋线圈、绝缘外筒、绝缘内筒、筒形不锈钢 引出线、固定件组成。
[0015] 主要特点：
[0016] ⑴螺旋线圈采用建立于材料特性的自然回弹工艺加工，保持了材料的原有特性， 消除了线圈应力，提高了元件参数一致性。
[0017] ⑵筒形引出线加工有沟槽，避免元件内部涡流，沟槽开设方式多样，最优化方式为 按元件轴向方向开设，将筒形引出线断开，打断元件内部涡流。
[0018] ⑶筒形引出线位于内、外绝缘筒之间，提高了元件整体机械强度。
[0019] ⑷筒形引出线的外侧面外露，外露面积较大，降低元件温升。
[0020] 螺旋线圈保护元件制作步骤如下：
[0021] ⑴根据预给定的电流参数确定制作螺旋线圈的不锈钢棒截面积与直径；
[0022] ⑵根据预给定的电感量L与钢棒直径，利用空心螺旋管线圈电感量计算公式确定 线圈平均直径D、匝数N和高度H;
[0023] ⑶根据匝数N与高度H计算出钢棒长度，利用电阻定律公式，计算出线圈的电阻 R;
[0024] ⑷若计算的线圈的电阻R符合预定值，进行下一步设计，若不满足返回到第⑵步， 重新确定线圈参数，直至电阻R符合预定值；
[0025] (5)根据线圈外形尺寸确定绝缘外筒、绝缘内筒的尺寸；
[0026] (6)根据线圈材料计算线圈质量m，并利用吸热公式计算线圈温升，若温升低于设定 的绝缘内筒燃点的65%，则设计满足要求，否侧回到第⑴步重新设计。
[0027] 具体实施方案：
[0028] 1、图3中，将螺旋线圈1与两端筒形引出线4焊接，筒形引出线4上加工有螺旋端 面402,刚好与螺旋线圈2能充分贴合，接触面处满焊，保证线圈通电后能承载大电流。
[0029] 2、图4中，将图2中焊好的线圈安装在绝缘内筒2上，线圈匝间距靠绝缘垫片5调 整，绝缘垫片5靠树脂胶与绝缘内筒2粘合，可根据实际情况，增加绝缘垫片5的数量，然后 安装绝缘外筒3,靠销钉将绝缘外筒3、线圈焊接体1和绝缘内筒2固定于一体。
[0030] 实例说明：
[0031] 已知系统总能量Q (J)、电流I (KA)，电感量L (ii H)，电阻R ( Q )。
[0032] ⑴根据电流I的大小确定不锈钢棒截面积S与平均直径D ;
[0033] ⑵根据空心螺旋线圈电感量计算公式（1)，确定线圈匝数N、线圈直径D、线圈高度 H；
[0035] 式⑴中L为电感量，单位为iiH，D为线圈平均直径，单位mm，N为线圈匝数，H为 线圈高度，单位_ ;
[0036] ⑶根据电阻定律公式（2)，计算出线圈的电阻R;
[0038] 式（2)中！为电阻，单位为Q，P为线圈材料电阻率，单位为微欧米，1为钢棒总长 度单位为m, S为钢棒截面积,单位为m2。
[0039] ⑷若电阻J符合预定值，进行下一步设计，若不满足返回到第⑵步，重新确定线圈 参数，直至电阻A符合预定值；
[0040] (5)根据线圈外形尺寸确定绝缘外筒、绝缘内筒的尺寸；
[0041] (6)计算线圈质量m，根据吸热计算公式（3)计算线圈温升；若温升低于设定的绝缘 内筒燃点的65%，则设计满足要求，否侧回到第⑴步重新设计；
[0043]式（3)中，Q为总能量，单位为J，C为线圈材料的比热熔，单位为J/g. °C，m为质 量，单位为g，A t为线圈材料温升，单位为°C。
【主权项】
1. 一种用于保护电容器组的螺旋线圈元件，包括绝缘内筒（2)、绝缘外筒（3)、设置在 绝缘内筒（2)和绝缘外筒（3)之间的螺旋线圈（1)，其特征在于：在绝缘内筒（2)和绝缘外 筒（3)之间还设有套设在绝缘内筒（2)两端的筒形引出线（4)，筒形引出线（4)与螺旋线圈 (1)连接，在筒形引出线（4)上开设有沟槽（401)。2. 如权利要求1所述的一种用于保护电容器组的螺旋线圈元件，其特征在于：所述的 筒形引出线（4)与螺旋线圈（1)的接触面为螺旋端面（402)。3. 如权利要求1所述的一种用于保护电容器组的螺旋线圈元件，其特征在于：所述的 沟槽（401)沿筒形引出线（4)轴向开设，将筒形引出线（4)断开。4. 如权利要求1所述的一种用于保护电容器组的螺旋线圈元件，其特征在于：所述的 绝缘内筒（2)上设有多个排列均匀的绝缘垫片（5)，绝缘垫片（5)设置在螺旋线圈（1)匝与 匝之间。
【专利摘要】一种用于保护电容器组的螺旋线圈元件，包括绝缘内筒、绝缘外筒、设置在绝缘内筒和绝缘外筒之间的螺旋线圈，在绝缘内筒和绝缘外筒之间还设有套设在绝缘内筒两端的筒形引出线，筒形引出线与螺旋线圈连接，在筒形引出线上开设有沟槽。本实用新型既能调节系统中的电流波形，又能保护系统中电容器短路故障时吸收系统总能量而本身不发生爆炸，保护系统其它设备不发生二次损害，工艺结构简单，成型产品参数一致性较高。
【IPC分类】H01F5/02
【公开号】CN204720269
【申请号】CN201520448854
【发明人】韩海峰
【申请人】许昌许继配电有限公司
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年6月29日