一种高压无感电阻器及其制作方法与流程

本发明涉及一种新型高压无感电阻器及其制作方法。
背景技术：
：高压无感电阻器是输配电领域最常用的电力器件。特高压直流输电工程用滤波电阻器、svc用滤波电阻器、svg用充电电阻器、柔性直流输电工程用启动电阻器、中性点接地电阻器等，为高压无感电阻器提供了广泛的市场空间。随着输配电网的升级改造，高压无感电阻器功率不断增大。传统大功率无感电阻器分为铸铁电阻器、格栅式电阻器、板带式电阻器、网状电阻器等。铸铁电阻器的阻值在生产过程中极难控制，电阻率低、重量较重；格栅式电阻器通过对电阻合金板的加工形成电阻元件，加工时存在较大的原材料浪费，成本较高，电阻元件加工复杂；板带式、网状电阻器存在抗短时电流冲击能力弱，耐温低、产品体积大等问题。技术实现要素：本发明的目的是要解决传统大功率高压无感电阻器存在的结构复杂、成本高、体积大、抗短时冲击电流能力差的技术问题，提供一种新型高压无感电阻器及其制作方法，结构简单、体积小、成本低，抗电动力性能优异，能够较好地满足用户对大功率高压无感电阻器的需求。本发明是这样实现的：一种高压无感电阻器，包括多个串并联组合的s形电阻片，其特殊之处是：所述电阻片由材质为ni20cr80的空心镍铬合金管弯制而成，所述电阻片两侧上、下端包裹不锈钢连接件且其间连接处氩弧焊接，在电阻片两侧设置不锈钢框架，所述不锈钢连接件与对应的不锈钢框架连接，使电阻片经串、并联后至形成至少二个上下相邻的电阻器模块，相邻的电阻器模块之间通过设置在不锈钢框架上的铜排或铝排实现电连接，上下相邻的电阻器模块之间以及底层电阻器模块底面设置绝缘支撑。进一步优选，所述电阻片的片间距≥20mm，电阻片的s形波纹节距≥30mm，从而满足空气绝缘、自然风冷散热以及满足电阻片内部绝缘要求。进一步优选，所述不锈钢框架上固定设置连接板架，所述连接板架与所述不锈钢连接件连接。进一步优选，所述连接板架和所述不锈钢连接件上设置彼此对应的安装孔，其间通过螺栓和螺母连接。进一步优选，所述绝缘支撑设置在与其相邻的不锈钢框架上。一种高压无感电阻器的制作方法，其步骤如下：1、采用材质为ni20cr80的空心镍铬合金管，按照微感要求弯制“s”形电阻片；2、弯制成形后的电阻片整体于980℃～1150℃固溶处理，保温10min－20min后，水冷处理，使镍铬合金中的碳化物溶解，获得单相奥氏体，再于900℃－950℃，经2.5h－3.5h的时效处理；3、经热处理后的电阻片两侧上、下端与包裹在其两侧的不锈钢连接件进行氩弧焊接，将不锈钢连接件与设置在电阻片两侧的不锈钢框架连接，根据不同功率、不同阻值使电阻片经串并联组合形成至少二个上下相邻的电阻器模块，相邻的二个电阻器模块之间通过铜排或铝排实现电连接，在上下相邻的电阻器模块之间以及底层电阻器模块底面设置绝缘支撑，所述绝缘支撑与相邻的不锈钢框架连接。进一步优选，所述电阻片的片间距≥20mm，电阻片的s形波纹节距≥30mm，从而满足电阻片之间空气绝缘、自然风冷散热以及电阻片内部绝缘要求。进一步优选，所述不锈钢框架上固定设置连接板架，所述连接板架与所述不锈钢连接件连接。进一步优选，所述空心镍铬合金管的电阻率为1.10×10-6ω·m～1.14×10-6ω·m，从而提高空心结构管体的机械强度。本发明的有益效果是：1、电阻器采用模块化设计，根据设计要求将电阻片进行串并联组合制成不同功率、不同阻值的电阻器模块。2、该电阻器中电阻片呈“s”形弯制，其中相邻的电阻丝电流方向相反磁场互相抵消，在电阻器的任意阻值段上残余电感极小可达uh级。3、该电阻器采用高品质空心镍铬合金管作为电阻丝，不仅机械强度高，抗腐蚀，抗氧化性能优异，而且增强了电流集肤效应。弯制成形后的电阻片整体采用固溶处理保温水冷的热处理工艺，使镍铬合金中的碳化物基本溶解，获得单相奥氏体，再进行时效处理，使合金碳化物在晶界晶内均有析出，线膨胀系数下降,改善了高温合金的晶界结构，消除晶界在高温时的薄弱环节，增强了电阻丝成形后的机械强度及抗热变形能力，提高了耐受短时大电流的冲击能力，保证电阻器在500℃高温下运行不变形，从而可采用电阻片只要两端固定、中间无需支撑的新结构。4、电阻片上下两端采用不锈钢连接件，不锈钢连接件包裹在电阻合金管两端并且进行氩弧焊接，提高了接线端子的机械强度，降低了接触电阻，增加了电阻器的抗短时冲击能力。附图说明图1是本发明的结构示意图；图2是本发明的空心镍铬合金管弯制成电阻片的结构示意图；图3是本发明的不锈钢连接件与电阻片连接结构示意图；图4是本发明的不锈钢连接件与电阻片连接部位放大示意图；图5是图1的a部放大图。图中：1.电阻片，101.空心镍铬合金管，2.不锈钢连接件，3.不锈钢框架，4.绝缘支撑，5.铜排或铝排，6.安装孔，7.连接板架，8.螺栓。具体实施方式下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明：实施例1如图所示，该高压无感电阻器，包括多个“s”形电阻片1，所述电阻片1由材质为ni20cr80、电阻率为1.10×10-6ω·m的空心镍铬合金管101弯制而成，空心镍铬合金管101的外径为3.0mm、内径为1.5mm，所述电阻片1两侧上、下端包裹不锈钢连接件2且其间连接处氩弧焊接，在电阻片1两侧设置不锈钢框架3，不锈钢框架3上固定安装连接板架7，不锈钢连接件2和连接板架7对应位置设置彼此对应的安装孔6，所述不锈钢连接件2与对应的连接板架7通过安装在所述安装孔6内的螺栓8及螺母连接，根据不同功率、不同阻值使电阻片1经串、并联组合形成至少二个上下相邻的电阻器模块，本实施例为二个上下相邻的电阻器模块，相邻的二个电阻器模块之间通过设置在不锈钢框架3上的铜排或铝排5实现电连接，上下相邻的二个电阻器模块之间以及底层电阻器模块底面设置材质为耐高温绝缘材料的绝缘支撑4，所述绝缘支撑4通过螺钉与其相邻的不锈钢框架3连接。所述电阻片1的片间距≥20mm，电阻片1的s形波纹节距≥30mm，从而满足空气绝缘及实现自然风冷散热，并且满足电阻片内绝缘强度要求。上述高压无感电阻器的制作方法，如图所示，其步骤如下：1、将所述空心镍铬合金管101，按照微感要求弯制“s”形电阻片1；2、弯制成形后的电阻片1整体于980℃固溶处理，保温20min后，水冷处理，使镍铬合金中的碳化物溶解，获得单相奥氏体，再于900℃，分别进行3h的时效处理；通过固溶处理和时效处理，降低了材料的膨胀系数，从而减少了电阻片的形变。3、经热处理后的电阻片1两侧上、下端与包裹在其两侧的不锈钢连接件2进行氩弧焊接，在电阻片1两侧设置不锈钢框架3，在所述不锈钢框架3上焊接连接板架7，不锈钢连接件2和连接板架7上开设彼此对应的安装孔6，将对应的不锈钢连接件2与设不锈钢框架3通过安装在安装孔6处的螺栓8及螺母连接，根据不同功率、不同阻值使电阻片1经串并联组合形成至少二个上下相邻的电阻器模块，本实施例形成二个上下相邻的电阻器模块，相邻的二个电阻器模块之间通过铜排或铝排5实现电连接，在上下相邻的电阻器模块之间以及底层电阻器模块底面设置材质为耐高温绝缘材料的绝缘支撑4，所述绝缘支撑4通过螺钉与对应的不锈钢框架5连接。电阻片片间距为20mm，电阻片宽度h＝120mm、电阻片长度l＝360mm，波纹节距*趟数＝30mm*12，从而满足空气绝缘、自然风冷散热及电阻片内绝缘强度要求。实施例2该高压无感电阻器，“s”形电阻片1是由材质为ni20cr80、电阻率为1.14×10-6ω·m的空心镍铬合金管101弯制而成，其它与实施例1描述的结构相同。上述高压无感电阻器的制作方法，如图所示，其步骤如下：1、将所述空心镍铬合金管101按照微感要求弯制“s”形电阻片1；2、弯制成形后的电阻片1整体于1150℃固溶处理，保温10min后，水冷处理，使镍铬合金中的碳化物溶解，获得单相奥氏体，再于950℃，进行3h的时效处理；3、经热处理后的电阻片1两侧上、下端与包裹在其两侧的不锈钢连接件2进行氩弧焊接，在电阻片1两侧设置不锈钢框架3，在所述不锈钢框架3上焊接连接板架7，不锈钢连接件2和连接板架7上开设彼此对应的安装孔6，将对应的不锈钢连接件2与设不锈钢框架3通过安装在安装孔6处的螺栓8及螺母连接，根据不同功率、不同阻值使电阻片1经串并联组合形成至少二个上下相邻的电阻器模块，本实施例为二个上下相邻的电阻器模块，相邻的二个电阻器模块之间通过铜排或铝排5实现电连接，在上下相邻的电阻器模块之间以及底层电阻器模块底面设置材质为耐高温绝缘材料的绝缘支撑4，所述绝缘支撑4通过螺钉与相邻的不锈钢框架3连接。电阻片片间距为25mm，电阻片宽度h＝120mm、电阻片长度l＝420mm，波纹节距*趟数＝35mm*12，从而满足空气绝缘、自然风冷散热和电阻片内绝缘强度要求。实施例3该高压无感电阻器，“s”形电阻片1是由材质为ni20cr80、电阻率为1.12×10-6ω·m的空心镍铬合金管101弯制而成，其它与实施例1描述的结构相同。上述高压无感电阻器的制作方法，如图所示，其步骤如下：1、将所述空心镍铬合金管101，按照微感要求弯制“s”形电阻片1；2、弯制成形后的电阻片1整体于1060℃固溶处理，保温15min后，水冷处理，使镍铬合金中的碳化物溶解，获得单相奥氏体，再于920℃，进行3h的时效处理；3、经热处理后的电阻片1两侧上、下端与包裹在其两侧的不锈钢连接件2进行氩弧焊接，在电阻片1两侧设置不锈钢框架3，在所述不锈钢框架3上焊接连接板架7，不锈钢连接件2和连接板架7上开设彼此对应的安装孔6，将对应的不锈钢连接件2与设不锈钢框架3通过安装在安装孔6处的螺栓8及螺母连接，根据不同功率、不同阻值使电阻片1经串并联组合形成至少二个上下相邻的电阻器模块，本实施例形成二个上下相邻的电阻器模块，相邻的二个电阻器模块之间通过铜排或铝排5实现电连接，在上下相邻的电阻器模块之间以及底层电阻器模块底面设置材质为耐高温绝缘材料的绝缘支撑4，所述绝缘支撑4与对应的不锈钢框架3通过螺钉连接。电阻片片间距为30mm，电阻片宽度h＝120mm、电阻片长度l＝480mm，波纹节距*趟数＝40mm*12，从而满足空气绝缘、自然风冷散热，并且满足电阻片内绝缘强度要求。以上三个实施例对应的电阻片的硬度值、电阻率和电阻片线膨胀系数分别如表1、表2和表3所示：表1电阻片硬度值(hv0.2)原始态固溶处理时效处理实施例1205203229实施例2205206235实施例3205204230表2电阻片电阻率(μω*m)表3不同时效温度下的电热丝线膨胀系数原始试样固溶处理时效处理实施例1(400℃)14.7912.2010.86实施例2(500℃)15.9413.1211.51实施例3(600℃)16.6513.9812.41上述电阻器模块为四个时，其中二个上下相邻，另二个并列布置，并且左右相邻的电阻器模块通过保证绝缘距离满足两个并列的电阻器模块之间绝缘要求。以上仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12