用于测试电力变压器的零件的机械性能的测试装置的制作方法

本实用新型涉及电力变压器领域，具体地，涉及一种用于测试电力变压器的零件的机械性能的测试装置。

背景技术：

电力电压器是电力系统不可或缺的调压设备，其不仅能升高电压把电能送到用电地区，还能把电压降低为各级使用电压，以满足不同用户对电压的使用需求。变压器的抗短路能力是变压器的重要指标，当变压器发生短路时，最大短路电流可达额定电流的几十倍，由于短路时产生的所谓的短路力(即洛伦兹力的宏观表现，安培力)与电流的平方成正比，所以发生短路时电力电压器中的绕组、导线等通电部件所受的短路力将为正常工作时的几百倍，会对变压器造成损坏，因此如何验证变压器中各部件的抗短路能力是本领域的重要课题。

目前，一般通过整机试验验证和计算验证来对变压器进行抗短路验证。对于整机试验验证来说，验证的成本高、周期长，且能够满足变压器整机验证条件的试验场所很少，因为通过提供额定电流几十倍的电流来产生短路时的磁场强度是困难且昂贵的，如果试验不成功会损失大量的时间成本和金钱成本。对于计算验证来说，目前所采用的模型和方法不一，所计算出的结果可参考性较低，并且计算验证通常是基于稳态力进行计算考量，这与变压器发生短路时产生的瞬态短路力也有偏差。

技术实现要素：

本实用新型针对以上现有技术中存在的问题，提供一种用于测试电力变压器的零件的机械性能的测试装置，该测试装置利用c形芯来产生强磁场，通过可控的样品电流和励磁电流来模拟电力变压器的各种短路情形，不需要大电流和完整的电力变压器模型即可实现对电力变压器的组成部件的抗短路能力验证，验证成本低、周期短，对试验场所条件要求低。

本实用新型提供一种一种用于测试电力变压器的零件的机械性能的测试装置(100)，其特征在于，所述测试装置包括：c形芯，所述c形芯具有朝向彼此延伸的第一端部和第二端部；一个或多个励磁线圈，所述一个或多个励磁线圈缠绕在所述c形芯上，当所述励磁线圈通电时，在所述第一端部和所述第二端部之间产生沿第一方向的磁场；由逆磁性材料形成的屏蔽罩，所述屏蔽罩围绕在所述第一端部和所述第二端部周围以相对于外部屏蔽在所述第一端部和所述第二端部之间产生的沿第一方向的磁场，所述屏蔽罩包括允许所述零件沿与第一方向垂直的第二方向穿过所述屏蔽罩从而沿第二方向在所述第一端部和所述第二端部之间产生的磁场中延伸的孔；夹持装置，所述夹持装置在所述零件穿过所述屏蔽罩的所述孔时夹持所述零件的暴露在所述屏蔽罩之外的部分；电源，所述电源用于向所述励磁线圈和所述零件供电以在所述第一端部和所述第二端部之间产生磁场并使电流流过所述零件，从而向所述零件施加与所述零件在被安装在电力变压器中时所述变压器的线圈短路的情况下所受的力相同的力。

根据本实用新型的一种优选实施方式，所述第一端部和所述第二端部之间的磁场的磁场强度大于所述电力变压器的线圈短路时所产生的磁场的磁场强度，流过所述零件的电流的电流强度小于所述电力变压器的线圈短路时的短路电流的电流强度。

根据本实用新型的一种优选实施方式，所述励磁线圈包括第一励磁线圈和第二励磁线圈，所述第一励磁线圈设置在所述第一端部处，所述第二励磁线圈设置在所述第二端部处。

根据本实用新型的一种优选实施方式，所述电源包括第一电源和第二电源，所述第一电源用于向所述励磁线圈供电，所述第二电源用于向所述零件供电。

根据本实用新型的一种优选实施方式，所述电源提供频率为50赫兹或60赫兹的交流电。

根据本实用新型的一种优选实施方式，所述孔允许用作电力变压器的零件的导线沿与第一方向垂直的第二方向穿过所述屏蔽罩从而沿第二方向在所述第一端部和所述第二端部之间产生的磁场中延伸。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中，

图1是根据本实用新型的优选实施方式的装置的示意性侧视图，其中未示出夹持装置和零件。

图2是图1所示装置中的c形芯的示意性侧视图。

图3示意性地示出了图1所示装置的在零件所穿过的孔处截取的截面主视图，为清楚起见，仅示出了本实用新型装置的由逆磁性材料形成的屏蔽罩。

附图标记：100—用于测试电力变压器中有电流流过的零件在电力变压器的线圈短路时的机械性能的测试装置；10—c形芯；11—第一端部；12—第二端部；13—断开缺口；20—第一励磁线圈；30—第二励磁线圈；40—屏蔽罩；41—孔；50—零件；60—电源；a—磁场方向；b—电流方向；c—电磁力(短路力)方向

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式，在各图中相同的标号表示结构相同或结构相似但功能相同的部件。

在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，为使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。

图1示意性地示出了根据本实用新型的优选实施方式的用于测试电力变压器中有电流流过的零件在电力变压器的线圈短路时的机械性能的测试装置100的示意性侧视图，如图所示，该测试装置包括：用于为磁场提供通路的c形芯10，该c形芯具有朝向彼此延伸的的第一端部11和第二端部12，在第一端部11和第二端部12之间形成有断开缺口13(参见图2)；用于通电并产生磁场的一个或多个励磁线圈，虽然图1中示出了两个励磁线圈20和30，但是本领域技术人员可以意识到，励磁线圈可以是一个也可以是更多个，所述励磁线圈缠绕在c形芯10上，当励磁线圈通电时，在所述第一端部11和第二端部12之间的断开缺口13处产生从第一端部11到第二端部12方向的磁场或从第二端部12到第一端部11方向的磁场；围绕第一端部11和第二端部12周围设置的用于防止该断开缺口13处磁场过度发散的由逆磁性材料形成的屏蔽罩40，该屏蔽罩40设置有沿垂直于断开缺口处磁场方向贯穿所述屏蔽罩的孔41，如图3所示，孔41用于零件50从中穿过从而使零件50横向于断开缺口处的磁场方向穿过磁场；夹持装置(图中未示出)，所述夹持装置能够在零件50穿过屏蔽罩40的孔41时夹持零件50的暴露在屏蔽罩40之外的部分；电源60，用于向励磁线圈和零件50提供相同或不同的电流，供电频率可以是50赫兹或60赫兹，该电源60能够根据测试需要产生预定幅值、相角及时长的电流。

在本实用新型的一个优选实施方式中，第一励磁线圈20设置在靠近c形芯10的第一端部11的位置处，第二励磁线圈30设置在靠近c形芯10的第二端部12的位置处。

在本实用新型的一个优选实施方式中，可以通过两个电源分别向励磁线圈和零件提供相同或不同的预定幅值、相角及时长的电流。

在使用上述装置对零件施加模拟电力变压器发生短路时所产生的短路力的电磁力时，将零件50(例如导线)穿过屏蔽罩40上的孔41；通过夹持装置夹持零件50的暴露在屏蔽罩40之外的部分；将励磁线圈和零件连接到电源60，通过上文内容可知，在本实用新型的优选实施方式中，可以将励磁线圈和零件分别连接到不同的电源以根据测试需要分别向励磁线圈和零件提供相同或不同的预定幅值、相角及时长的电流；通过所述电源向励磁线圈和零件供电，c形芯10可在励磁线圈的作用下产生强磁场，因而无需使零件通过过大电流即可实现对变压器短路时所产生短路力的模拟。如图3所示意性示出的，此时磁场方向a为垂直于纸面射向纸面的方向，从零件50中流过的电流的方向b为从左至右的方向，按照确定洛伦兹力方向的左手定则，此时零件50将会受到沿c方向向上的安培力(洛伦兹力的宏观表现)，通过调整向励磁线圈和零件提供的电流强度，即可用该安培力来模拟变压器短路时零件将会受到的所谓的短路力，从而验证该零件的强度、抗变形能力等机械性能是否满足抗短路能力。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本实用新型保护的范围。