本发明涉及一种电抗器，具体涉及一种新型磁屏蔽电抗器。
背景技术：
随着我国经济和社会的飞速发展，城市规模不断扩大，城市人口迅速增加，加之人民生活水平的不断改善，导致了城市用电量的迅速增长，尤其是中心城市，情况尤为显著。当城市用电水平达到一定程度时，若仍然采取在城郊外围建设变电站以低电压等级线路入城区供电的方式，不仅会因电能质量较低而导致电器的使用性能较差，而且输电线路的管线走廊还会挤占宝贵的城市地下空间资源，使其他公用设施（如水、电信等管线）入城困难。不仅如此，这种方式还带来了极高的建设成本并最终导致社会用电成本负担加重。
因此，当城市发展到一定阶段后，各大城市大都采取在城市中心负荷密集区建设较高电压等级的城市户内变电站，以满足城市负荷的需求。近年来，随着城市用电量的增加，城市户内变电站的建设明显加快，且今后存在更加普及和推广的趋势。相较于郊区户外变电站，城市户内变电站由于其特殊的地理位置，使得变电站的建设要求更高，更为复杂，主要体现在以下几个方面：
（1）城市里土地资源稀缺，尤其在一些经济发达地区的城市，往往寸土寸金，征地非常困难，可供选择的站址可能仅有一处，且面积狭小，这使得变电站的设计和布置非常困难，同时也基于这种原因，城市变通常采用全户内变电站。
（2）城市户内变电站通常包含大量10kV出线，而10kV短路电流很大，因此，城市户内站需采用高阻抗变压器或采用中阻抗变压器加限流电抗器的方式来限制10kV侧短路电流水平。由于主变压器、限流电抗器等设备均安装于户内，因此，设备的损耗、造价、安装与户外布置时区别较大，此外还需考虑设备通风散热、噪音、电磁影响等复杂问题。
（3）对于目前城市户内变电站使用的各种型式的电抗器设备，存在着有的设备体积大、外磁场大；有的设备重量大、噪声大等各种问题，与户内安装环境不相适应。
（4）在城市户内变电站的设计方面，设备选型目前均按照国家电网公司相关通用设备执行，通用的并联电抗器、限流电抗器等设备并非完全针对户内变电站，将其应用于户内站存在一定问题，因为户内站对设备外形尺寸，运输安装、重量、外磁场和噪声的要求较户外变电站更高。
由于上述问题的存在，目前城市户内大容量变电站在设备选型、设计、运行等方面仍存在着一些问题，亟待更进一步的研究与优化。因此，本课题拟通过广泛调研，对目前在城市户内站普遍采用的电抗器设备的特点及其存在的局限性进行分析，研究其在户内安装时设备的布置、运输、安装的适应性和设备运行时对周围环境磁场和噪声的影响，优化并研发适合城市户内变电站使用的并联电抗器、限流电抗器和串联电抗器设备。
国内外研究水平
电抗器是城市户内变电站最重要的无功补偿设备之一，应用在城市户内变电站中的电抗器主要包括并联电抗器、限流电抗器和串联电抗器三类，下面分别对这三种类型电抗器的特点、研究及应用情况进行分析。
（1）并联电抗器
目前，在220kV城市户内变电站中采用的并联电抗器主要有干式铁心式和干式空心式两种，其容量较大，一般在6MVar～10MVar之间。这两种型式的电抗器在工程实际应用中均存在着较大的问题，对户内变电站的设计、建设、运行等方面均有非常明显的影响。
1）干式铁心并联电抗器
干式铁心并联电抗器在户内变电站使用中存在的主要问题为：
a）设备重量特别大
干式铁心式并联电抗器通常为三相共体结构，重量一般在17～22吨之间。由于质量太大，设备不但增加了整个配电楼的整体荷载，而且设备布置位置非常受限，只能布置于变电站一层，且不易搬运。此外，考虑到变电站一层存在大量电缆沟道、隧道等电缆设施，即使是布置于变电站一层，设备依然面临难以搬运、维护检修不便和退出困难的问题。
b）设备噪声大、振动大
虽然国家电网公司采购标准对户内使用的10kV干式铁心并联电抗器的噪声水平和振动限值有规定，噪声水平≤59dB，峰—峰振动限值≤100μm。但由于铁心电抗器本体结构的特点，其线圈内部必须包含铁心，而且为了达到一定的电抗值，要求铁心的磁阻较大，矽铁片要有间隙，导致目前大部分并联电抗器的噪声水平远远超过标准要求值，产生很大的噪声和振动，严重影响运行环境。另外城市户内变电站站址往往临近居民区，设备严重的噪声和振动直接影响了变电站的运行人员和附近居民的工作和生活质量。随着我国环保要求的不断完善与提高，城市变电站噪声污染的问题亟待于更好的解决。
c）设备价格昂贵
由于铁心并联电抗器耗材多，使用大量的金属材质，主要是导体、硅钢片和绝缘材料，因此，其价格高昂，不够经济。
2）干式空心并联电抗器
干式空心并联电抗器在户内变电站使用中存在的主要问题为：
a）设备漏磁大，安装尺寸大，外磁场会干扰二次设备信号，使临近钢构发热
干式空心并联电抗器通常为单相结构，采用空气作为磁路，因此其周围磁场强度很大，安装时要考虑防磁距离，加之本体较大，因而设备占用面积及空间较大。
户内站通常设备布置紧凑，各种一次设备、二次设备、电缆、金属部件、建筑内的钢结构等纵横交错。干式空心并联电抗器采用三相分开布置方式，考虑防磁范围后，需要的面积和空间非常大，造成了变电站设计和布置的困难。同时，若不采用屏蔽措施，其外磁场对二次设备构成了严重的干扰；若电抗器间内采用屏蔽措施，则外磁场会对屏蔽网产生非常严重的发热效应。根据全国户内变电站运行的实际经验，电抗器间内的屏蔽网的发热均较严重，直接影响了变电站的正常运行和安全。
b）损耗大
干式空心并联电抗器的运行损耗相对较大，设备运行不够经济。
考虑到上述两种型式的并联电抗器均存在着严重的问题，因此，城市户内变电站的建设急需优化改进或研发新的更适应在城市户内变电站使用的并联电抗器设备。
（2）限流电抗器
目前，在城市户内变电站中采用的限流电抗器主要为干式空心电抗器，其作用是为了限制主变低压侧短路电流。限流电抗器额定电流一般为2500～4000A，电抗百分数一般取8﹪或10﹪。
目前户内变电站所采用的限流电抗器设备在工程实际应用中也存在着较大的问题，对户内变电站的设计、建设、运行等方面有非常明显的影响。
干式空心限流电抗器容量一般也较大，与干式空心并联电抗器类似，干式空心限流电抗器也存在着漏磁大、安装尺寸大、对二次设备信号干扰较强、损耗大等缺陷。因此，城市户内变电站的建设亦急需优化改进或研发新的更适应在城市户内变电站使用的限流电抗器设备。
（3）并联电容器装置中的串联电抗器
目前，在城市户内站中采用的并联电容器装置一般为框架式，其电容器组的工作容量在6MVar～10MVar之间，框架式电容器装置中串联电抗器的电抗百分数一般取5﹪或12﹪。由于其在户内使用，并且布置靠近控制室和继电器室，为了减小其对二次设备的电磁干扰，串联电抗器一般采用干式铁心电抗器，虽然容量较小，但同样存在着设备重量相对较大、噪声较大和价格较贵的问题。
目前电抗器存在的主要问题
（1）并联电抗器
目前使用的干式铁心并联电抗器在户内安装的主要问题是：
a）三相一体结构，重量大，一般在10～20吨，不宜安装在二层，安装检修不易搬运；
b）运行时，易产生振动，噪声大；
c）消耗矽铁片及电磁线多，价格较贵。
（2）限流电抗器
目前使用的干式空心限流电抗器安装在配电楼的底层中央，主要存在如下问题：
a）安装占地面积较大；
b）外磁场大，易使邻近钢构发热，易干扰二次设备信号。
（3）串联电抗器
目前，在户内站使用的串联电抗器，主要是干式铁心电抗器，虽然其容量较小，仍然存在可改进的问题，如：
a）三相一体结构，安装重量相对较大，一般在1～2吨；
b）价格相对较贵；
c）有时会产生较大噪声。
根据以上的分析，目前在城市户内变电站中使用的并联电抗器、限流电抗器和串联电抗器均存在着一定的缺陷和问题。
常用的磁屏蔽技术是在干式空心电抗器线包内外都装设高导磁屏蔽筒以实现减小漏磁的目的。线包结构与常规干式电抗器相同，由小截面(Φ2～Φ4)铝导线缠绕而成，采用环氧树脂浸渍无纬玻璃丝束进行包封，匝间绝缘材料为聚酰胺薄膜和环氧树脂。内、外屏蔽罩是由铁心片叠装成圆筒式，采用与线包相同的材料和工艺进行包封，端部包封厚度显著增厚。
在我国生产和使用的并联电抗器主要有如下几类：
（1）干式空心并联电抗器和干式半心并联电抗器
（2）油浸式并联电抗器
（3）干式铁心并联电抗器
（1）干式空心并联电抗器和干式半心并联电抗器
干式空心并联电抗器的结构是由多个同心线包通过上下星形架并联构成，线包采用铝绞线用环氧树脂作为绝缘绕制粘结而成，电抗器没有铁心。干式半心电抗器与干式空心电抗器结构上的主要区别是在电抗器的并联线包内安装有内铁心。空心并联电抗器全部通过空气构成电抗器的磁路。半心电抗器在电抗器内有铁心构成内部磁路，电抗器的外部由空气作为磁路。
这两种电抗器的主要特点是：结构较简单，无油，电抗器外磁场发散较大。
干式空心和干式半心并联电抗器为单相结构，重量比较轻，但是其电抗器外部的磁路是空气，因此在城市户内变电站内使用时存在着一定问题，主要表现如下：
（1）漏磁大，安装尺寸大
干式空心并联电抗器通常为单相结构，由于干式空心电抗器采用空气作为磁路，因此其周围磁场强度很大。安装时要考虑防磁距离，加之本体较大，因而设备占用面积及空间较大，造成变电站布置困难，使配电楼体积增加。
由于城市中心土地资源稀缺，征地非常困难，变电站占地面积狭小，通常设备布置的空间非常有限而且拥挤，各种一次设备、二次设备、电缆、金属部件、建筑内钢结构等纵横交错。变电站采用干式空心或半心并联电抗器，若不采用屏蔽措施，对二次设备构成了严重的干扰；若电抗器间内采用屏蔽措施，电抗器外磁场会对屏蔽网产生非常严重的发热效应。根据全国户内变电站运行的实际经验，电抗器间内屏蔽网的发热非常严重，直接影响了变电站的正常运行和安全。
（2）损耗大
干式空心电抗器损耗相对较大，设备运行不够经济。
以上情况表明，干式空心或半心并联电抗器不适宜在户内安装，在城市户内变电站的适应性很差，有逐步被淘汰的趋势。
（2）油浸式并联电抗器
油浸式并联电抗器的结构与油浸式变压器类同，有绕组线圈和构成完整磁路的铁心构成，采用变压器油作为主绝缘，因此，外面有一个油箱。
这种电抗器结构较为复杂，消耗材料量大，含有大量绝缘油，外部漏磁很小。
油浸式并联电抗器体积较大，重量也很大，含有大量的绝缘油，在城市户内站使用时需要安装在独立的电抗器室，并且要有事故排油池及其它防火设施。电抗器占空间很大，必须在变电站底层布置，与其它配电间不能搭配建设，这类并抗在户内变电站使用的适应性差，因此在建设时间较晚的变电站基本不采用。
（3）干式铁心并联电抗器
干式铁心电抗器的结构是由线圈与铁心构成，线圈的绝缘采用环氧树脂，由铁心构成完整的磁路。
这种电抗器消耗线圈铜线、铁心和绝缘材料较多，无油，外部漏磁很小。
干式铁心并联电抗器由于具有完整的闭合铁心磁路，因此，电抗器周围的漏磁很小，在城市户内站使用时，不会干扰户内变电站的二次信号，也不会使变电站建筑内的钢构发热。另外，其绝缘采用环氧树脂，不采用绝缘油，安装和运行时不需设事故油池和特别对其采用防火设施。由于以上的优点，使这种型式的并联电抗器在城市户内站使用存在一定的优势，因此，建设时间稍晚的城市户内站采用的并联电抗器一般均选用干式铁心并联电抗器。但通过一段时间的使用后，它的问题也逐步显现出来。干式铁心并联电抗器存在的问题在于：
（1）设备重量特别大
干式铁心并联电抗器通常为三相共体型，重量一般在11～21吨之间。由于质量太大，设备布置位置非常受限，只能布置于变电站一层，且不易搬运。设备增加了整个配电楼的整体荷载，此外，考虑到变电站一层存在大量电缆沟道及隧道等电缆设施，即使是布置于变电站一层，设备依然面临难以搬运、维护检修和退出的问题。
（2）设备噪声大、振动大
虽然标准对此有规定，噪声水平要求小于等于56dB，振动限值小于等于100µm。但由于铁心电抗器本体结构必须包含铁心，为了达到一定的电抗值，铁心的磁阻要求较大，矽铁片要有间隙，导致目前部分并抗其噪声水平远远超过标准要求，产生较大的噪声和振动，严重影响运行环境。由于城市户内变电站站址往往临近居民区，设备严重的振动和噪声直接影响了变电站工作人员和附近居民的工作和生活质量。随着我国环保要求的不断完善与提高，城市变电站噪声污染的问题亟待于更好的解决。
（3）设备价格昂贵
由于铁心式并联电抗器耗材多，使用大量的金属材质，主要是导体、硅钢片和绝缘材料，因此其价格高昂，不够经济。
磁屏蔽并联电抗器的基本原理是在干式空心电抗器线包内外装设高导磁屏蔽筒以实现减小漏磁的目的。线包结构与常规干式电抗器相同，由小截面(Φ2～Φ4)铝导线缠绕而成，采用环氧树脂浸渍无纬玻璃丝束进行包封，匝间绝缘材料为聚酰胺薄膜和环氧树脂。内、外屏蔽罩是由铁心片叠装成圆筒式，采用与线包相同的材料和工艺进行包封，端部包封厚度显著增厚。其线包及屏蔽罩的基本结构示意图如图1-2所示。这种结构的电抗器具有如下特点：
（1）由于有铁心的存在，电抗器的磁阻较小，对于给定的电抗值，电抗器所需的匝数相对较少，因而电抗器本体体积较小；
（2）由于铁心的高导磁性，磁通大部分经过铁心形成闭合回路，能大大减少外围空气中的漏磁，因而可降低设备间布置尺寸，同时大大减小对二次信号的干扰。
基于上述两方面原因，较之常规干式空心电抗器，磁屏蔽电抗器占地面积可大幅降低。
国家电网公司通用设备（2014年版）中，对于220kV变电站中容量为240MVA的主变阻抗要求为中阻抗变压器，其型号为SFSZ-240000/220，阻抗电压：U1-2=14%，U1-3=35%，U2-3=20%。一般工程要求将10kV侧短路电流限制到25kA，需在主变10kV侧加设10kV限流电抗器，由于受到10kV开关电流的限制，一般情况，电抗器的额定电流选择为4000A，阻抗为10%。
由于常用的磁屏蔽铁心电抗器在短路时会产生磁路饱和，使阻抗下降，失去限流作用，因此，在以往工程中均采用干式空心电抗器作为限流电抗器使用，其典型型号为XKDK-10-4000-10，该限流电抗器的三相容量为 ，容量较大，干式空心电抗器以空气为磁路，因此，其还有如下特点：
（1）单相结构；
（2）电抗器本体尺寸大；
（3）其外磁场很强，在实际工程应用时存在如下缺点：
（1）安装时占地大。一方面电抗器本体尺寸大，另一方面单相电抗器之间和电抗器与周围围栏均需考虑防磁距离，因此，其安装占地很大。
（2）使周围钢构发热，干扰二次信号。由于干式空心电抗器的外磁场很强，并且向周围空间发散很远，在以往的工程中，在钢构发热及对二次信号的干扰均有体现，甚至电抗器运行时，满足防磁距离的钢围栏温度仍然很高。
干式空心电抗器其外磁场很大，在户外安装时不存在很大问题，在户内变电站安装时，其安装位置位于主变压器和10kV开关柜之间，处于户内变电站的中心地带，设计时需认真考虑如下两个问题：
（1）电抗器外磁场对周围二次设备产生的干扰；
（2）电抗器外磁场使周围钢构发热。
220kV城市户内变电站位于城市中心，为了节约占地和节约建筑面积，变电站设备布置非常紧凑，一般采用两层或多层布置。限流电抗器由于其工艺流程要求一般只能布置在变电站底层中心位置，其上方一般要布置继电器室等，二次设备很难避开。为了使空心限流电抗器的外磁场不对二次信号产生干扰，有时采用对限流电抗器室的周围墙壁和楼板内加屏蔽网对其外磁场进行屏蔽。如果电抗器间较小，屏蔽网离电抗器较近，外磁场易使屏蔽网发热，因此，电抗器室被迫增大。
从以上情况来看，干式空心限流电抗器显然不是一种适宜在户内安装的电气设备。
对于以上缺点，户外站设计时，以往采用如下措施来克服其缺点：
（1）电抗器高位布置，取消围栏；
（2）在布置干式空心电抗器时，尽量远离继电器室等布置二次设备的房间。对于户外站由于其占地较大，设备布置较为分散，这些措施是可行的。
而对于城市户内变电站，由于其设计特点是：
（1）设备均布置在户内；
（2）设备布置均很紧凑，距离较近。这使得干式空心电抗器的缺点变得严重许多，尤其是克服钢构发热、防止二次设备信号受到干扰变得极为困难，显然干式空心电抗器不是一种适宜户内使用的设备。
磁屏蔽技术的原理是在干式空心电抗器线包内外装设高导磁屏蔽筒以实现大大减小漏磁，减小其周围的磁场。但是，磁屏蔽电抗器虽然磁路有空气存在，但是还有铁心存在，当回路发生短路时，其铁心部分还会产生磁路饱和，使限流电抗器的伏安特性曲线产生拐点，减小其限流作用。
技术实现要素：
为解决上述问题，本发明提供一种新型磁屏蔽电抗器。
本发明的技术方案具体为：
一种新型磁屏蔽电抗器：包括线包和屏蔽罩，屏蔽罩放置在多匝线包外侧，线包匝间存在散热气道，所述屏蔽罩是由铁心片叠装制成。
进一步的：线包由小截面导线缠绕而成。
进一步的：所述线包导线为铝线。
进一步的：所述线包截面大小为Φ2至Φ4。
进一步的：所述线包采用环氧树脂浸渍无纬玻璃丝束进行包封。
进一步的：所述线包匝间散热气道填充绝缘材料。
进一步的：所述绝缘材料为聚酰胺薄膜和环氧树脂。
进一步的：所述屏蔽罩为圆筒式。
进一步的：屏蔽罩与线包采用相同的材料和工艺进行包封。
进一步的：增加屏蔽罩截面降低屏蔽罩磁通密度，使电抗器通过短路电流时，使电抗器达不到磁饱和点1.8T。
相对于现有技术，本发明的技术效果为；
（1）去除了现有磁屏蔽电抗器的内铁心，伏安特性曲线基本上为直线，能限制短路电流。
（2）外屏蔽罩中还存在的铁心，保证了电抗器的磁阻较小，对于给定的电抗值，电抗器所需的匝数相对较少，因而电抗器本体体积较小。
（3）由于外屏蔽罩铁心的高导磁性，磁通大部分经过铁心形成闭合回路，能大大减少外围空气中的漏磁，因而可降低设备间布置尺寸，同时大大减小对二次信号的干扰。
（4）新型磁屏蔽电抗器较干式铁心电抗器重量轻、噪声低、价格便宜，同时，其外磁场小，不使周围钢构发热，不干扰二次设备信号，更适合在户内变电站使用。
附图说明
图1是现有磁屏蔽电抗器结构示意图1。
图2是现有磁屏蔽电抗器结构示意图2。
图3是本发明磁屏蔽电抗器结构示意图1。
图4是本发明磁屏蔽电抗器结构示意图2。
图5是本发明磁屏蔽电抗器外形图1。
图6是本发明磁屏蔽电抗器外形图2。
图7是电抗器外磁场测量模型示意图。
图8是本发明磁屏蔽电抗器伏安特性曲线图。
图9是本发明磁屏蔽电抗器平面布置图。
图10是干式空心电抗器平面布置图。
其中外铁心1、线包2、内铁心3、星形架4、散热气道5。
具体实施方式
如图3-4所示，磁屏蔽技术是在干式空心电抗器线包外都装设高导磁屏蔽筒以实现减小漏磁的目的。线包结构与常规干式电抗器相同，由小截面(Φ2～Φ4)铝导线缠绕而成，采用环氧树脂浸渍无纬玻璃丝束进行包封，匝间绝缘材料为聚酰胺薄膜和环氧树脂。外屏蔽罩是由铁心片叠装成圆筒式，采用与线包相同的材料和工艺进行包封，端部包封厚度显著增厚。
增加铁心截面降低铁心磁通密度设计值，使电抗器通过短路电流时，使其达不到磁饱和点1.8T。
（1）取消一般磁屏蔽电抗器线包内的铁心。
取消内铁心使得磁屏蔽电抗器磁路的磁导降低，电抗器线圈的匝数增加，因而电抗器体积有所增大，有外铁心的存在，其外磁场仍然保持很小，其外磁场小的特性仍然存在。
（2）适当增大磁屏蔽电抗器的外铁心的截面
铁心电抗器由于铁心是闭合的，所以发生短路时，铁心会产生磁饱和现象，伏安特性曲线产生拐点，电抗值会急剧下降，限制短路能力大为减弱，达不到限流作用。
干式空心电抗器，其磁路几乎完全是空气，其伏安特性曲线为直线，短路时其电抗值不变，有很好的限流作用。
磁屏蔽电抗器有铁心作为磁路，虽然其铁心没有闭合，但不能排除磁路饱和的可能，电抗值在通过短路电流时可能会降低。为了制造出伏安特性曲线为直线的磁屏蔽电抗器，拟通过增加铁心截面降低铁心磁通密度设计值，使电抗器通过短路电流时，使其达不到磁饱和点1.8T，并留有适当裕度，这样电抗器具有限流作用。
（1）降低电抗器外磁场—采用磁屏蔽技术
由于空心电抗器的磁力线是发散的，所以漏磁很大，范围很宽，虽然磁力线在空气中遇到的磁阻都是一样的，离它越远磁力线越长，阻力会有所加大，但衰减不了那么快。限流电抗器如果是安装在户内的话，如果是不做屏蔽会对周围的敏感的电器设备或是精密的二次设备产生干扰，如果是在安装限流电抗器的房间上下四周做屏蔽层，屏蔽体所用的金属结构也会受漏磁影响而发热，另外房屋中有很多的钢筋结构，电抗器在户内安装会导致周围的钢筋结构发热。所以空心电抗器的防磁距离要求水平方向：相间是至少1.7D（D为线圈直径），垂直方向：距电抗器中心1.1D及上下星形架端面的0.5D距离内不应有粗大的金属构架存在。在实际工程中，在满足1.1D距离的情况下，周围的钢围栏在电抗器运用时，温度仍然很高，在城市户内站还要放大此距离。
磁屏蔽电抗器是利用铁心的导磁率远远大于空气的特性，部分改变磁通的路径，从而减小磁通在空气中的发散状态。其磁通路径为：内铁心及小部分电抗器本体内部的空气和导线—上端部空气—外铁心及小部分最外表面以外的空气—下端部空气—内铁心及小部分电抗器本体内部的空气和导线。由此可见，适当选取内铁心和外铁心的尺寸，可以使绝大部分磁通均从铁心中穿过，从而能大大减少电抗器外部的漏磁。安装时水平方向可以不考虑漏磁隔离距离，主要考虑电气距离即可，垂直方向：距电抗器中心1.1D及上下星形架端面的0.5D距离内不应有粗大的金属构架存在。
（2）保持伏安特性为线性—降低铁心磁密度使其远离磁密度饱和点
伏安特性：铁心电抗器由于铁心是闭合的所以发生短路时铁心会产生磁饱和现象，电抗值会急剧下降，抗短路能力大为减弱，达不到限流的作用，其伏安特性曲线则存在一拐点。干式空心电抗器，它没有铁心，它的磁路几乎全是空气，所以伏安特性是线性的。磁屏蔽电抗器有铁心就不排除饱和的可能，电抗值在极大短路电流下有变化的可能，这一点虽比不上普通空心电抗器，但可以通过把磁通密度的设计值降低方法使铁心远离磁饱和点1.8T，以此工程为例：限流电抗器的额定电流是4000A，需耐受的短路电流是25kA，短路电流是额定电流的6.25倍，我们设计时将电抗器正常运行时的最高磁密控制在0.2T以下，这样，其饱和点的磁密是正常运行时的9倍（1.8/0.2），所以，当25kA的电流流过电抗器时其铁心磁密为0.2T×6.25=1.25T，远离铁心的磁饱和点1.8T，铁心是不会产生磁饱和现象的，电抗器阻抗的降低也不会超过其额定值的3%。还有，为了使磁屏蔽限流电抗器有更好的伏安特性，我公司开发的磁屏蔽限流电抗器与我们通常所做的磁屏蔽电抗器不同。以往我们的磁屏蔽电抗器是有内外两层铁心的。对于限流电抗器我们去掉了内铁心，只是保留了外铁心。没有了内铁心，其磁通路径为：电抗器本体内部的空气和导线—上端部空气—外铁心及小部分最外表面以外的空气—下端部空气—电抗器本体内部的空气和导线。没有了内铁心其空气磁阻增加，降低了饱和的可能性。但由于有外铁心的存在可以大大的减少电抗器外部的漏磁。只要在正常情况下使用磁屏蔽电抗器，其电抗器的伏安特性基本与普通空心电抗器是相同的。
具体实施例1：
额定电压10kV、额定电流4000A、阻抗为10%的磁屏蔽电抗器。分析其特性与以往采用的干式空心电抗器在城市户内变电站的应用情况进行比较分析。实施例1的型号如下：
XKDKP-10-4000-10
其中：XK — 限流电抗器
D — 单相
K — 干式空心
P — 带磁屏蔽
10（第一个）— 阻抗10%
4000 — 允许通过最大额定电流4000A
10（第二个）— 系统额定电压10kV
设备使用的环境条件
表1设备使用环境条件
设备基本技术参数
表2设备基本技术参数
实施例1的型号为：XKDKP-10-4000-10，产品的外形图、外磁场分布和伏安特性情况如下：
磁屏蔽限流电抗器的外形如图5-6所示
磁屏蔽限流电抗器的漏磁测量数据
对磁屏蔽限流电抗器的外磁场进行测量，测量模型如图7所示。测量数据见表1。
表3磁屏蔽限流电抗器漏磁测量数据
续表3磁屏蔽限流电抗器漏磁测量数据
磁屏蔽限流电抗器的伏安特性
为研究磁屏蔽限流电抗器的伏安特性，对磁屏蔽限流电抗器在不同电流下的电压U、电抗（欧姆）进行了测量，测量数据见表2，其伏安特性曲线如图8所示。
表4 XKDKP-10-4000-10磁屏蔽限流电抗器伏安特性数据表
磁屏蔽限流电抗器的安装布置图
经过设计计算提出，磁屏蔽限流电抗器的安装磁净空距离如下：
a）电抗器绕组的下端离地面和上端距建筑物顶面的最小距离应不小于电抗器外径的1/2；
b）电抗器中心与周围围栏或其它物体的最小距离应不小于电抗器外径的1.5倍；
c）三相水平安装的电抗器间的最小中心距离不应小于电抗器外径的1.1倍。
根据XKDKP-10-4000-10磁屏蔽限流电抗器的外形图及安装磁净空距离要求，完成其布置图如图9所示。
干式空心限流电抗器安装布置图
经过设计计算提出，干式限流电抗器的安装磁净空距离如下：
a）电抗器绕组的下端离地面和上端距建筑物顶面的最小距离应不小于电抗器外径的1/2；
b）电抗器中心与周围围栏或其它物体的最小距离应不小于电抗器外径的1.7倍；
c）三相水平安装的电抗器间的最小中心距离不应小于电抗器外径的1.5倍。
根据XKGKL-10-4000-10W干式空心限流电抗器的外形图及安装磁净空距离要求，并考虑为防磁场扩散，在围墙中心加屏蔽网，适当增大房间尺寸，完成其布置图如图10所示。
对周围钢构发热的分析
根据磁屏蔽限流电抗器漏磁模拟数据表可知，当距离电抗器外沿1300～1500mm时，电抗器的工频磁感应强度就下降至2.0mT及以下，安装时，电抗器的外沿留有1800mm的空间，因此，磁屏蔽限流电抗器在220kV户内站使用不会产生周围钢构发热的情况。
对二次信号干扰的分析
根据磁屏蔽限流电抗器漏磁模拟数据表可知，当距离电抗器外沿1700～1800mm时，电抗器的工频磁感应强度就下降至1.2mT及以下。
根据DL/T 5149-2001《220～500kV变电站计算机监控系统设计技术规程》5.5.13：安装在继电器小室内的间隔层及网络设备，对工频电磁场抗扰性应符合GB/T 17626-4-8（其实应为GB/T 17626.8或IEC61000-4.8）4级。因此，在变电站内安装的二次设备对工频电磁场抗扰性应满足4级。
根据GB/T 17626.8《电磁兼容 试验和测量技术 工频磁场抗扰度试验》第5章试验等级的规定，4级为稳定持续磁场30A/m、1s～3s短时试验300A/m。该规范正文还规定：试验等级中磁场强度用A/m表示，1A/m相当于自由空间的磁感应强度为1.26µT。按此换算关系，4级干扰为稳定持续磁场37.8µT，1s～3s短时试验378µT。
又由DL/T 5149-2001《220～500kV变电站计算机监控系统设计技术规程》条文说明9.1.2中：“......继电器小室的屏蔽效能应在30～70dB之间，一般的混凝土结构就可达到30dB的屏蔽水平……”，至少可按照30dB考虑继电器小室的屏蔽效能。30dB约相当于31.623倍。
综上各规范和试验规则要求，考虑电抗器工频磁场对附近小室（按一般混凝土墙，屏蔽效能30dB）的监控保护设备干扰，需要满足进房间后稳定磁场不大于37.8µT即穿过小室墙壁之前的强度为37.8×31.623=1192µT ≈1.2mT，或进房间后短时试验磁场不大于378µT，即穿过小室墙壁之前的强度为37.8×31.623=1192µT ≈1.2mT。
此时应根据电抗器具体试验结果（距离—工频稳定磁感应强度曲线），可对应查出满足相应磁场强度数值处的距离，即为电抗器距二次设备的最小距离要求。
从磁屏蔽限流电抗器（XKDKP-10-4000-10）外磁场数据可知，当离开电抗器外沿水平距离1.5～1.6m、垂直距离1.7～1.8m时，磁感应强度小于1.2mT。以上距离在实际工程应用中不必采取措施即可满足，因此，磁屏蔽限流电抗器在220kV户内变电站内使用不会对二次设备信号产生干扰。
磁屏蔽限流电抗器的伏安特性分析
为了取得较好的伏安特性，研制的磁屏蔽限流电抗器采取了以下两项措施：
1）取消磁屏蔽电抗器的内铁心；
2）增大磁屏蔽电抗器外铁心的截面，使其磁密下降，在短路电流通过时不饱和。
从磁屏蔽限流电抗器的伏安特性数据表及磁屏蔽限流电抗器伏安特性曲线可知，磁屏蔽电抗器在正常运行时至达到短路电流最大值时，其电抗值由0.145Ω下降至0.144Ω，下降幅度为0.7﹪，另其通过短路电流时，伏安特性曲线是一条直线，上述两项措施取得了良好的效果。
从以上可知，磁屏蔽限流电抗器完全满足限流电抗器的技术特性。
磁屏蔽限流电抗器在户内变电站应用的可行性与适应性分析
可行性分析
磁屏蔽电抗器作为限流电抗器使用，关键问题是能否制造出伏安特性为线性的产品。
从以上的分析中，可知我院与合容电气合作研发的磁屏蔽限流电抗器具有良好的伏安特性，将其作为限流电抗器使用是完全可行的。
适应性分析
为研究磁屏蔽限流电抗器的适应性，将磁屏蔽限流电抗器和干式空心限流电抗器进行对比分析，具体分析如下：
（1）磁屏蔽电抗器外磁场很小，不存在干扰二次设备和造成周围钢构发热的问题，干式空心电抗器外磁场很大，会干扰二次设备，同时也会造成周围钢构发热；
（2）户内站磁屏蔽电抗器房间布置安装尺寸为8.4×3.6m，如图9所示；干式空心电抗器房间布置安装尺寸为10.8×4.4m，如图10所示，因此，磁屏蔽电抗器能显著节约占地面积。
（3）磁屏蔽限流电抗器的价格大约是干式空心限流电抗器的1.5倍。
综上所述，磁屏蔽限流电抗器能克服干式空心限流电抗器设备的重大缺陷，能显著节约占地面积，价格稍高，磁屏蔽限流电抗器在户内站使用是适宜的。
干式空心电抗器作为限流电抗器在户内变电站内使用时，其外磁场很大，会造成周围钢构发热，会干扰二次设备信号，其是户外变电站的设备，不适应户内变电站使用。
磁屏蔽限流电抗器满足限流电抗器伏安特性的要求，另外，其外磁场相对干式空心电抗器大为减小，在户内变电站内使用不会造成周围钢构发热和干扰二次设备信号，是一种新型的户内变电站设备，可以在220kV变电站内使用和推广。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。