一种穿墙套管及其安装法兰的制作方法

本实用新型涉及电力设备技术领域，更具体地说，涉及一种安装法兰。此外，本实用新型还涉及一种包括上述安装法兰的穿墙套管。

背景技术：

穿墙套管是变电站、电厂的主要设备，通常包括导条、安装法兰、支撑钢板等部件；在工作过程中，交变电流在安装法兰上形成闭合磁路，产生涡流损耗，导致穿墙套管发热；尤其是当穿墙套管处于高压工作环境时，随着电流的增大，涡流损失也会随之增大，穿墙套管的发热问题会更加严重。

综上所述，如何提供一种可降低穿墙套管温度的安装法兰，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种安装法兰，能够降低穿墙套管的温度。本实用新型的另一目的是提供一种包括上述安装法兰的穿墙套管。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种安装法兰，包括可套设于套管本体外周的法兰本体，所述法兰本体设有沿轴向贯穿的槽缝，所述槽缝中设有非导磁结构件或充磁方向与所述法兰本体中部通孔切向平行的永磁体，以抑制涡流损耗。

优选的，所述槽缝包括第一槽缝和第二槽缝，所述第一槽缝和所述第二槽缝关于所述法兰本体的中轴线呈中心对称分布。

优选的，至少两个所述槽缝设有所述永磁体，所述永磁体包括第一永磁体和第二永磁体，所述第一永磁体和所述第二永磁体关于所述法兰本体的中轴线呈轴对称分布。

优选的，全部所述槽缝中均设有所述永磁体。

优选的，所述法兰本体包括两个端部贴合连接的半圆环状的法兰凸台，所述槽缝设于所述法兰凸台的内侧壁。

优选的，各所述法兰凸台的中部均设有一个所述永磁体，且两个所述永磁体的充磁方向相同；或所述法兰凸台的两个端部的贴合位置均设有一个所述永磁体，且两个所述永磁体的充磁方向相同。

优选的，所述永磁体的数量为四个，且四个所述永磁体沿所述法兰凸台的周向均匀分布。

优选的，其中两个所述永磁体设于所述法兰凸台的端部，另外两个所述永磁体位于所述法兰凸台的中部。

优选的，所述法兰本体还包括设于所述法兰凸台端面、且用于与支撑墙面贴合的矩形连接板，所述槽缝包括设于所述法兰凸台内侧壁的第三槽缝和沿所述连接板的对角线延伸的第四槽缝，所述第三槽缝和所述第四槽缝连通；所述永磁体的截面呈L形。

一种穿墙套管，包括套管本体，所述套管本体中设有导条，所述套管本体外周套设有上述任意一种安装法兰。

本实用新型提供的一种安装法兰，包括可套设于套管本体外周的法兰本体，法兰本体设有沿轴向贯穿的槽缝，槽缝中设有非导磁结构件或永磁体，以抑制涡流损耗；其中，槽缝内设置永磁体时，永磁体的充磁方向与法兰本体中部通孔的切向平行。

法兰本体开设有槽缝，槽缝可在法兰本体内部的闭合回路中形成气隙，分担一部分磁压降，从而降低分担到法兰本体内部的磁压降，削弱法兰本体的磁密度和磁感应涡流的强度，进而抑制涡流损失。

当槽缝内填充永磁体时，永磁体仅能够允许与充磁方向相同的磁力线通过，而对于与充磁方向相反的磁力线则具有抑制作用，因此永磁体能够削弱交变磁场的强度，减小交变电流产生的磁密度和频率的有效数值，从而抑制涡流损耗。

本申请提供的安装法兰在法兰本体上开设槽缝，同时在槽缝填充非导磁结构件或永磁体，增大法兰本体的磁阻、降低磁通，从而对涡流损耗进行抑制，实现了降低法兰本体温度的效果。

本申请还提供一种穿墙套管，能够降低套管本体的涡流损耗，降低工作温度，避免出现局部过热的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供一种设有两个永磁体的安装法兰结构示意图；

图2为本实用新型所提供的另一种设有两个永磁体的安装法兰结构示意图；

图3为本实用新型所提供一种设有四个永磁体的安装法兰结构示意图；

图4为本实用新型所提供的另一种设有四个永磁体的安装法兰结构示意图；

图5为本实用新型所提供的一种斜开槽的安装法兰的俯视图；

图6为图5中的安装法兰的仰视图；

图7为图5中的安装法兰的正视图；

图8为图5中的安装法兰的左视图；

图9为本实用新型所提供的另一种斜开槽的安装法兰的俯视图；

图10为本实用新型所提供的一种穿墙套管安装状态的左视图；

图11为图10中的穿墙套管的俯视图。

图1～11中的附图标记为：

套管本体1、支撑钢板2、支撑墙面3、法兰本体4、导条5；连接部41、法兰凸台42、连接板43。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的核心是提供一种安装法兰，能够抑制涡流损失，降低法兰本体的温度，避免局部过热的问题。本实用新型的另一核心是提供一种包括上述安装法兰的穿墙套管。

请参考图1～11，图1和图2为本实用新型所提供的两种设有两个永磁体的安装法兰结构示意图；图3和图4为本实用新型所提供的两种设有四个永磁体的安装法兰结构示意图；图5～8分别为本实用新型所提供的一种斜开槽的安装法兰的俯视图、仰视图、正视图和左视图；图9为本实用新型所提供的另一种斜开槽的安装法兰的俯视图；图10和图11为本实用新型所提供的一种穿墙套管安装状态的左视图和俯视图。

本实用新型提供一种安装法兰，包括可套设于套管本体1外周的法兰本体4，法兰本体4设有沿轴向贯穿的槽缝，槽缝中设有非导磁结构件或充磁方向与法兰本体4中部通孔切向平行的永磁体，以抑制涡流损耗。

具体的，安装法兰中部设置有通孔，且通孔能够套设在套管本体1的外周。槽缝沿厚度方向贯穿安装法兰，每个槽缝的内部可填充一个条形或块状的永磁体，永磁体可具体选择钕铁硼或其他高温退磁小的材料制成，永磁体的充磁方向与法兰本体4中部通孔的切向平行。

在工作过程中，套管本体1内设置有导条5，导条5通电后在法兰本体4 产生磁场。结合右手螺旋定则，永磁体仅能允许与自身充磁方向同向的磁力线通过，而对于与充磁方向相反的磁力线则具有抑制作用。因此槽缝中设置的永磁体能够削弱磁场的强度，从而减小磁密度和频率的有效数值，实现抑制涡流损失的效果，进而减少安装法兰的发热量。

需要说明的是，安装法兰通常采用铁磁材料制成，因此法兰本体4与永磁体可直接吸合连接。而考虑到套管本体1内部导条5通电后会导致安装法兰升温，永磁体在高温下可能存在退磁现象，因此优选采用永磁体与槽缝过盈配合的方式固定，以保障永磁体与槽缝连接的牢固性。

槽缝内部不设置永磁体时，为了保障安装法兰的强度，可选用高强度安装法兰，或在槽缝内部填充耐热胶或其他非导磁结构件。槽缝处形成气隙，法兰本体4中的磁通在槽缝处无法形成闭合磁路，从而使法兰本体4中磁通被减弱，槽缝起到了分担法兰本体4磁压降的作用，进而降低涡流损耗，减少安装法兰的发热量。可以理解的，槽缝内设置铝或其他低导磁材料，仍可实现抑制涡流损失的效果。

本实用新型提供的安装法兰在法兰本体4上开设槽缝，同时在槽缝填充非导磁结构件或永磁体，对涡流损耗进行抑制，实现了降低法兰本体4温度的效果。

进一步的，为了优化安装法兰的使用效果，在上述实施例的基础上，槽缝包括第一槽缝和第二槽缝，第一槽缝和第二槽缝关于法兰本体4的中轴线呈中心对称分布。具体的，由于槽缝对自身对侧的涡流损失的抑制效果较好，因此本实施例中法兰本体4开设有偶数个槽缝，且槽缝关于法兰本体4的中轴线呈中心对称分布。从而利用槽缝对法兰本体4的涡流损失进行均匀的抑制。

进一步的，本实施例中至少两个槽缝设有永磁体，永磁体包括第一永磁体和第二永磁体，第一永磁体和第二永磁体关于法兰本体4的中轴线呈轴对称分布。具体的，两个永磁体关于法兰本体4的中轴线呈轴对称分布时对涡流损失的抑制效果较好，因此本实施例中槽缝中放置至少一对永磁体，且一对中的两个永磁体的中垂线经过法兰本体4的中心。

可选的，全部槽缝中均设有永磁体。考虑到法兰本体4开设槽缝后，槽缝位置的温度会高于其他位置，因此为了降低槽缝处的温度，全部槽缝中均放置有永磁体。可以理解的，部分槽缝中设置永磁体，且放置的永磁体关于法兰本体4的中心呈轴对称分布仍可降低涡流损失，减少发热量。

需要说明的是，由于槽缝关于中轴线呈中心对称分布，永磁体关于中轴线呈轴对称分布，且每个槽缝中均设置有一个永磁体，因此多个永磁体沿法兰本体4的周向呈均匀分布。

进一步的，在上述任意一个实施例的基础上，法兰本体4包括两个端部贴合连接的半圆环状的法兰凸台42，槽缝设于法兰凸台42的内侧壁。具体的，在工作过程中，法兰本体4的温度由中心向边缘逐渐降低，因此本实施例将槽缝开设在法兰本体4的内侧壁。

另外，为了方便法兰本体4的安装，法兰本体4通常采用两个法兰凸台 42对接的结构，其中每个法兰凸台42均呈半圆环状，二者的端部贴合形成可套设套管本体1的通孔。在安装过程中，两个法兰凸台42的端部设置有沿径向延伸的连接部41，连接部41设有可安装螺栓的安装孔，两个贴合的连接部41之间通过螺栓进行固定。

进一步的，本申请提供的一种实施例中，各法兰凸台42的中部均设有一个永磁体，且两个永磁体的充磁方向相同；或法兰凸台42的两个端部的贴合位置均设有一个永磁体，且两个永磁体的充磁方向相同。

具体的，法兰本体4共开设两个槽缝、且设置两个永磁体。两个永磁体中点的连线经过法兰凸台42的圆心。特别的，两个永磁体的充磁方向相同，当导条5内流通交流电时，两个永磁体可削弱对应周期的交变磁场的强度，从而提升永磁体对涡流损失的抑制效果。

可选的，参考图1，考虑到连接部41存在转角结构和安装孔，其涡流损失比法兰凸台42的中部大，因此为了更好的降低法兰本体4的温度，永磁体可设置在两个法兰凸台42端部贴合的区域。可以理解的，图中标注的N和S 分别指永磁体的N极和S极。

可选的，参考图2，考虑到法兰凸台42的连接部41需要扣合并利用螺栓固定，端部设置永磁体会增大安装难度，因此为了方便法兰凸台42的安装，永磁体也可设置在法兰凸台42弧形结构的中部，降低永磁体对法兰凸台42 安装的干扰。

进一步的，永磁体的数量为四个，且四个永磁体沿法兰凸台42的周向均匀分布。具体的，在上述两个永磁体的基础上，法兰本体4也可沿周向均匀开始四个槽缝，永磁体数量的增加可进一步增强对涡流损失的抑制效果。

本实施例中，四个永磁体中的两个永磁体设于法兰凸台42的端部，另外两个永磁体位于法兰凸台42的中部。可选的，参考图3，在永磁体的实际安装过程中，相隔的两个永磁体的充磁方向相同，此时四个永磁体可关于一条经过法兰凸台42圆心的对角线呈轴对称分布。可选的，参考图4，位于法兰凸台42端部的永磁体的充磁方向相反，位于法兰凸台42中部的两个永磁体的充磁方向相反，同时四个永磁体可关于两条经过法兰凸台42中心的对角线呈轴对称分布。

进一步的，本申请提供的一种实施例中，法兰本体4还包括设于法兰凸台42端面、且用于与支撑墙面3贴合的矩形连接板43，槽缝包括设于法兰凸台42内侧壁的第三槽缝和沿连接板43的对角线延伸的第四槽缝，第三槽缝和第四槽缝连通；永磁体的截面呈L形。

具体的，为了保障法兰本体4与支撑墙面3贴合稳定，法兰凸台42的端部通常设置有矩形的连接板43，连接板43与支撑墙面3贴合，从而增强法兰本体4的牢固性。另外，在实际工作过程中，安装法兰可通过支撑钢板2与支撑墙面3贴合，实现穿墙套管的安装。可选的，对于导条5内部电流较小的穿墙套管，由于发热量相对较小，因此槽缝也可开设在支撑钢板2上。

另外，考虑到较大型的穿墙套管的电流较大，产生的涡流损失较大，法兰本体4的发热量也随之增大，为了避免大型法兰本体4局部温度过高，可适当增大永磁体的用量。参考图5～8，法兰本体4开设截面呈L形的槽缝，其中第三槽缝沿轴向贯穿法兰凸台42的内侧壁，第四槽缝从第三槽缝的端部向连接板43的直角延伸、且第四槽缝沿厚度方向贯穿连接板43。永磁体与槽缝的形状保持一致，并内嵌至槽缝中降低其周围的温度。

本实用新型提供的一种具体实施例中，法兰本体4采用斜开槽的结构，即法兰本体4沿对角线方向设置四个永磁体。可选的，参考图5，相隔的两个永磁体的充磁方向保持一致，该采用该种分布方式，四个永磁体可沿一个经过法兰本体4中心的中心轴呈轴对称分布。可选的，参考图9，相隔的两个永磁体的充磁方向处于相反状态，同时四个永磁体可关于两条中心轴呈轴对称分布。

可选的，为了避免开设槽缝后大幅度降低法兰本体4的强度与刚性，本申请提供的一种实施例中，若槽缝沿法兰本体4切向的宽度为H，大体沿法兰本体4径向的宽度为D，法兰凸台42的外环半径为R1，内环半径为R2，则优选0.1R2≤H≤0.3R2，0≤D≤(R1-R2)÷2。

除了上述安装法兰，本实用新型还提供一种包括上述安装法兰的穿墙套管，参考图10和图11，该穿墙套管包括套管本体1，套管本体1中设置有用于流通交变电流的导条5，穿墙套管外周套设有上述任意一种安装法兰。该穿墙套管由于使用了上述安装法兰，能够抑制交变磁场的涡流损失，避免局部过热的问题。该穿墙套管的其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本实用新型所提供的穿墙套管及其安装法兰进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。