模块型限流电阻器的制作方法

1.本发明涉及熔接品质和电阻设计容易的模块型限流电阻器。


背景技术：

2.通常，限流电阻器(clr，current limiting resistor)发挥限制故障电流(fault current)的功能。将限流电阻器应用于电力系统并限制在电力系统中发生的故障电流。若使用限流电阻器，则即便发生故障电流，也能够防止电力设备受损或断电等。
3.由于所需的电阻的大小根据所应用的系统的不同而不同，因此限流电阻器的设计会根据电阻的大小的不同而不同。下面，参照附图对现有的限流电阻器进行说明。
4.图1是示出现有的限流电阻器的立体图。
5.如图1所示，现有的限流电阻器1是将相当于所需电阻大小的电阻片3沿竖直方向层叠并熔接于所应用的系统的结构。电阻片3以蛇形(meander)结构层叠，并且层叠成相邻的电阻片3之间保持恒定的间隔。复数个电阻片3以点接触熔接方式彼此熔接，在各个电阻片3之间插入有绝缘体5。
6.若限流电阻器1动作，则电阻片3作为电阻发挥作用，因此限流电阻器1的温度会上升。由于存在随着温度的上升而在点接触的部位发生电弧的危险，因此存在熔接部位受损的危险。另外，熔接品质会根据熔接作业者的熟练度而不同，因此存在难以使熔接品质均一的问题。
7.就限流电阻器1而言，需要根据应用系统，将相当于所需电阻大小的电阻片3层叠并熔接，因此若所需电阻的大小变大，则层叠的电阻片3的数量也会变多。若电阻片3的数量增大，则熔接量变多并且熔接时间也会变长。但是，由于这种熔接作业需要作业者一一地手动作业，因此难以避免生产效率下降。
8.另外，前述的限流电阻器1是通过在电阻片3之间插入绝缘体5来防止在竖直层叠时电阻片3之间的接触的结构。限流电阻器1的冷却依赖于基于空气的流动的自然冷却。若竖直层叠的电阻片3的数量变多，则绝缘体5的数量也会增加。因此，当限流电阻器1因限流电阻器1的动作而温度上升之后被冷却时，绝缘体5会成为妨碍电阻片3的冷却的因素。


技术实现要素：

9.发明要解决的问题
10.本发明的目的在于，提供一种限流电阻的设计容易的模块型限流电阻器。
11.本发明的目的还在于，提供一种熔接品质的管理容易的模块型限流电阻器。
12.本发明的目的还在于，提供一种提高限流电阻器的冷却效率的模块型限流电阻器。
13.本发明的目的并不限定于以上提及到的目的，本领域的技术人员能够通过以下的记载明确理解未被提及到的本发明的其他目的和优点，并通过本发明的实施例会进一步清楚理解。另外，通过权利要求书表示的方法以及其组合，能够容易实现本发明的目的和优
点。
14.用于解决问题的手段
15.本发明涉及模块型限流电阻器，包括单位模块，所述单位模块设置有：电阻体，设置有一对结合片和通电线路，所述通电线路与所述结合片形成为一体并且配置于所述结合片之间，所述电阻体层叠有复数个；一对支撑框架，在层叠方向两侧分别支撑所层叠的电阻体；复数个结合构件，贯通所述支撑框架中的一个之后穿过所述结合片，之后贯通插入所述支撑框架中的另一个，由此固定所述电阻体；以及复数个导体环，配置于复数个所述电阻体之间，并且被所述结合构件贯通插入，将所述各个电阻体的所述通电线路电连接，所述单位模块至少设置有一个。
16.所述单位模块还包括复数个绝缘环，所述复数个绝缘环配置于复数个所述电阻体之间，并且通过被所述结合构件贯通插入来绝缘所述各个电阻体之间。
17.所述通电线路在一对所述结合片之间呈之字形态。
18.一对所述结合片的一端部配置为朝向彼此相反的方向，在板面贯通形成有供所述结合构件贯通插入的一对结合孔，所述结合孔彼此隔开配置。
19.所述导体环插入到所述各个电阻体之间，并且配置于彼此呈对角线的某一对所述结合构件。
20.所述结合构件包括第一结合构件至第四结合构件，在所述第一结合构件侧，第n个电阻体和第n+1个电阻体之间插入有所述导体环，在所述第四结合构件侧，n+1个电阻体和第n+2个电阻体之间插入有所述导体环，由此所述导体环配置为使在复数个所述电阻体形成的所述通电电路形成一个通电电路。
21.所述绝缘环插入到所述各个电阻体之间，并且分别插入到彼此呈对角线的另一对所述结合构件，和彼此呈对角线的某一对所述结合构件中未插入所述导体环的所述电阻体之间。
22.还包括复数个隔离件，所述复数个隔离件横跨一对所述支撑框架而配置，并且在复数个隔离件的一面凸出形成有分别插入复数个所述电阻体之间的复数个筋。
23.所述隔离件分别配置于复数个所述电阻体的所述通电线路的曲线区间。
24.所述导体环和所述绝缘环与所述结合片面接触。
25.所述结合构件的与所述结合孔接触的外周面被绝缘材料绝缘，在所述结合构件两端部分别结合有固定螺母。
26.还包括：框架，将所述复数个单位模块支撑为隔开；以及复数个汇流条，使所述单位模块依次通电。
27.所述电阻体沿与设置所述框架的设置面平行的方向层叠。
28.发明的效果
29.根据本发明，以1ω单位设计限流电阻的单位模块，由此具有容易设计出对应用系统适合的限流电阻的优点。
30.本发明由于无需熔接而通过层叠电阻体来构成单位模块，因此具有提高产品的生产效率的效果。
31.本发明由于层叠相当于所需量的单位模块来构成限流电阻器，因此具有容易设计出对应用系统适合的限流电阻器的优点
32.另外，本发明由于将电阻片层叠为与冷却空气的流动方向垂直，因此具有提高限流电阻器的冷却效率的效果。
附图说明
33.图1是示出现有的限流电阻器的立体图。
34.图2是示出本发明一实施例的模块型限流电阻器的立体图。
35.图3是本发明一实施例的模块型单位模块的立体图。
36.图4是根据图2的模块型限流电阻器的单位模块的分解立体图。
37.图5是图3的a
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a线单位模块的剖视图。
38.图6是图3的b
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b线单位模块的剖视图。
39.图7是图3的c
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c线单位模块的剖视图。
具体实施方式
40.下面，参照附图详细说明前述目的、特征以及有优点，由此本领域普通技术人员能够容易实施本发明的技术思想。在说明本发明的过程中，当判断对相关公知技术的具体说明可能使本发明的要旨不清楚时，将省略对其的详细说明。以下，参照附图详细说明本发明的优选实施例。在附图中相同的附图标记表示同一或相似的构成要素。
41.图2是示出本发明一实施例的模块型限流电阻器的立体图。
42.模块型限流电阻器包括复数个单位模块100和支撑单位模块100的框架30。
43.框架30可以是竖直型、水平型等，并且框架30支撑复数个单位模块100。竖直型框架30是复数个单位模块100竖直层叠的形态。水平型框架(未图示)是复数个单位模块100水平排列的形态。框架30的形态可以根据设置模块型限流电阻器的场所而不同。在图2中，举出了单位模块100层叠为一列的例子。但是，单位模块100也可以配置为两列或三列等。各个单位模块100在设置于框架30上的状态下通过汇流条50而彼此电连接。
44.下面，对构成模块型限流电阻器的单位模块进行详细的说明。
45.图3是本发明一实施例的模块型单位模块的立体图。图4是示出根据图2的模块型限流电阻器的单位模块的分解立体图。图5是图3的a
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a线单位模块的剖视图。图6是图3的b
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b线单位模块的剖视图。图7是图3的c
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c线单位模块的剖视图。
46.如图3至图7所示，单位模块100包括：复数个电阻体110，其具有蛇形(meander)结构；结合构件130，将电阻体110层叠并固定；以及一对支撑框架120，支撑层叠的电阻体110。另外，单位模块100还包括：导体环140和绝缘环150，其插入各个电阻体110之间；以及隔离件160，防止各个电阻体110的端部彼此接触。
47.如图3至图5所示，电阻体110具有如下的结构，在该电主体110的两端设置有供结合构件130插入的结合片112，在一对结合片112之间形成有之字(meander，蜿蜒结构)形态的通电线路114。电阻体110层叠为使板面的方向与框架30的长度方向对应。在模块型限流电阻器的温度上升时，沿竖直方向(以图2为基准，框架的长度方向)形成自然对流。因此，优选，电阻体110层叠为通过自然对流容易冷却模块型限流电阻器。若以图2为基准，电阻体110的层叠方向与设置框架30的设置面平行。
48.结合片112是具有规定的面积的板形状，在板面贯通形成有一对结合孔112a。以图
7为基准，结合孔112a形成为分别贯通结合片112的上侧和下侧。在电阻体110层叠的状态下，结合构件130插入到结合孔112a中。复数个电阻体110可以配置为通过导体环140和绝缘环150而隔开规定间隔。结合片112的宽度可以大于通电线路114的直线区间的宽度，以供结合构件130插入。另外，一对结合片112的起始部位(端部)配置为彼此朝向相反的方向。即，可以配置为，以图5为基准，左侧的结合片112的端部朝向上侧，而右侧的结合片112的端部朝向下侧。这种结合片112的配置是为了在单位模块100内层叠的电阻体110形成一个通电线路114。
49.通电线路114的一端与一侧结合片112形成为一体，通电线路114的另一端与另一侧结合片112形成为一体。通电线路114隔着以规定的间隔形成的复数个狭缝116而形成为之字形状。
50.电阻体110层叠有复数个，并被支撑框架120支撑。第一次调节电阻体110的间隔，使得在插入结合构件130时使电阻体110保持规定间隔。另外，第二次调节电阻体110的间隔，使得相邻的电阻体110不会因导体环140和绝缘环150以及隔离件160而重新接触。
51.由于电阻体110是之字结构，因此直线区间和曲线区间交替形成。导体环140、绝缘环150以及隔离件160可以配置于电阻体110的曲线区间侧。
52.如图3和图4所示，支撑框架120可以是支撑电阻体110的板(plate)形状的框架。支撑框架120可以具有规定的厚度，并且可以具有与电阻体110的大小对应的尺寸。支撑框架120由可通电的材质制造，由此通过与电阻体110接触使电流流向电阻体110。
53.支撑框架120在与电阻体110的层叠方向对应的方向两侧支撑电阻体110。即，以图3为基准，支撑框架120在左右两侧支撑电阻体110。换言之，支撑框架120在与结合片112面接触的方向上与所述结合片112结合并支撑电阻体110。
54.支撑框架120具有在与结合片112的结合孔112a位置对应的位置贯通形成的复数个插入孔122。结合构件130贯通插入插入孔122并插入到结合孔112a中。支撑框架120的外侧板面的一部分可以凹陷，以防止固定结合构件130时使用到的固定螺母134向外部凸出。在凹陷的部分贯通形成有前述的插入孔122。
55.由于需要能够形成使固定螺母134不能够向外部露出的槽，因此优选支撑框架120具有大于固定螺母134的尺寸的厚度。另外，需要支撑框架120不会因在固定结合构件130时施加到的扭力(扭矩)而扭曲或变形。因此，优选，支撑框架120具有相当于能够抵抗结合构件130的扭力的刚性和厚度。
56.在支撑框架120形成有与隔离件160的位置对应地形成的复数个供螺栓166插入的孔124。在该孔内部形成有能够与螺栓166的螺纹螺纹结合的螺纹槽。
57.结合构件130插入并贯通支撑框架120的插入孔122和电阻体110的结合孔112a。结合构件130是一种大型螺栓。在结合构件130插入到电阻体110的状态下，所述结合构件130通过被固定螺母134固定于支撑框架120而起到固定复数个电阻体110的作用。即便结合构件130与电阻体110结合，也需要电流仅能够通过通电线路114流动。因此，在结合构件130的外周面可以涂布有绝缘物质。另外，结合构件130也可以制作成插入到额外形成的绝缘管132内部的形态。
58.固定螺母134起到固定的作用，以防止各个结合构件130从支撑框架120脱离。为了电阻的大小管理和保持隔开间隔，固定螺母134需要以规定的扭矩与结合构件130结合。若
各个固定螺母134以彼此不同的扭矩与结合构件130结合，则会发生彼此相邻的电阻体110的一部分接触的问题。若彼此相邻的电阻体110接触，则无法作为电阻体发挥作用，因此固定螺母134以规定的扭矩与结合构件130结合。在固定螺母134和支撑框架120之间可以插入有用于绝缘的额外的绝缘体136。
59.另一方面，如图4和图6所示，在各个电阻体110之间插入有导体环140和绝缘环150。
60.导体环140使复数个电阻体110电连接，使得单位模块100上的电阻体110形成一个通电线路114。导体环140配置于电阻体110之间并且被结合构件130插入。因此，导体环140由通电材质制作，并且是形成有中空的环形状。导体环140与电阻体110的结合片112面接触并且使复数个电阻体110电连接。各个电阻体110仅通过导体环140通电。由于层叠的电阻体110具有之字结构，因此，为了单位模块100构成一个通电线路114，导体环140的插入位置很重要。
61.如图6所示，对导体环140的位置进行详细的说明，具体如下(图6中，将前方上侧和下侧的结合构件依次定义为第一结合构件、第二结合构件，将后方上侧和下侧的结合构件依次定义为第三结合构件、第四结合构件并进行说明)。
62.在图6中，在与支撑框架120最相邻的第一个电阻体110中，通电线路114的起始位置是结合片112的端部。因此，在第一个电阻体110中，通电线路114的起始位置为第一结合构件130a侧。第一个电阻体110的通电线路114的最后位置是第四结合构件130d侧的结合片112的端部。与支撑框架120最相邻的第一个电阻体110和与其相邻的第二个电阻体110需要仅通过导体环140通电。因此，导体环140可以配置于第一个电阻体110和第二个电阻体110之间并且配置于第四结合构件130d侧。第一个电阻体110和第二个电阻体110通过配置于第四结合构件130d侧的导体环140通电并形成一个通电线路114。
63.同样的原理，在第二个电阻体110中，通电线路114的起始为第四结合构件130d侧的结合片112端部，通电线路114的最后位置是第一结合构件130a侧的结合片112端部。因此，导体环140可以配置于第二个电阻体110和第三个电阻体110之间并且配置于第一结合构件130a侧。
64.同样的原理，当层叠复数个电阻体110时，仅在第一结合构件130a和第四结合构件130d侧插入导体环140。即，在第一结合构件130a侧，第n个电阻体110和第n+1个电阻体110之间插入导体环140，在第四结合构件130d侧，第n+1个电阻体110和第n+2个电阻体110之间插入导体环140。由此，在单位模块100内，从第一个电阻体110到第n个电阻体110为止可以以之字形态形成一个通电线路114。通电线路114的起始和结束部分可以通过额外的汇流条(未图示)等而与单位模块100的外部电连接。在未插入导体环140的部分插入有绝缘环150。
65.绝缘环150由绝缘材料制造，并且插入到各个电阻体110之间。绝缘环150作为各个电阻体110不与导体环140接触的部分，发挥禁止电流流动的绝缘功能。绝缘环150配置于电阻体110之间，并且被结合构件130插入。因此，绝缘环150是形成有中空的环形状。
66.另外，绝缘环150将电阻体110的另一侧间隔保持为，具有与因导体环140的插入而产生的电阻体110的一侧间隔相同的间隔。为此，优选，绝缘环150具有与导体环140相同的尺寸和厚度以及形状。
67.绝缘环150套入插入到导体环140中的第一结合构件130a的一侧和第四结合构件
130d的一侧，还套入第二结合构件130b的一侧和第四结合构件130d的一侧。
68.若将隔着导体环140而配置的电阻体110设定为第一个电阻体110、第二个电阻体110，则在第二个电阻体110和第三个电阻体110之间插入有绝缘环150。即，在未插入导体环140的电阻体110之间均插入有绝缘环150。若导体环140和绝缘环150被套入在第一结合构件130a的一侧和第四结合构件130d的一侧，则第二结合构件130b的一侧和第三结合构件130c的一侧的结合片112会与相邻的结合片112接触。为了防止这种现象，在第二结合构件130b的一侧和第三结合构件130c的一侧的所有的电阻体110之间分别插入有绝缘环150。通过导体环140和绝缘环150，电阻体110的结合片112侧能够保持相同的间隔。但是，若电阻体110的长度变长，则会因通电线路114的自身重量或外力而发生倾斜或发生位移导致出现接触的部分。对此，可以安装隔离件160，以防止电阻体110各个曲线区间与相邻的电阻体110的各个曲线区间接触。
69.如图3至图7所示，隔离件160是具有规定厚度的条(bar)形态。隔离件160的两端与彼此面对的支撑框架120的一侧分别结合。以图7为基准，隔离件160与支撑框架120的上侧和下侧分别结合。因此，隔离件160具有相当于支撑框架120的间隔的长度。在隔离件160的两端形成有供螺栓166插入的紧固孔164。隔离件160通过螺栓166而与支撑框架120结合。
70.另外，隔离件160设置有复数个，并且层叠在每个电阻体110的曲线区间分别配置有一个。由于隔离件160为保持电阻体110之间的间隔而使用，因此由绝缘材料制造。
71.隔离件160设置有结合于支撑框架120时从朝向电阻体110的面凸出形成的复数个筋162。筋162以规定间隔隔开配置。筋162插入到电阻体110之间并且防止通电线路114的曲线区间彼此接触。即，筋162起到使电阻体110保持彼此隔开规定间隔的作用。
72.如前述，本发明一实施例的模块型限流电阻器，在为了构成单位模块100而层叠电阻体110时，无需熔接就能够层叠。由于电阻体110的通电仅通过导体环140实现，并且导体环140和电阻体110面接触，因此能够具有比基于熔接的连接更稳定的结合。层叠的复数个电阻体110的通电线路114的长度方向两端部能够通过导体环140和绝缘环150而保持规定的间隔。另外，通过插入到每个通电线路114的曲线区间的隔离件160，能够使层叠的复数个电阻体110中相邻的电阻体110彼此互不接触并且保持规定间隔。因此，电阻体110可以在单位模块100内形成一个通电线路114并且能够稳定地起到电阻的作用。
73.本发明一实施例的模块型限流电阻器，可以通过改变单位模块100的数量来匹配所需的电阻的大小。由于考虑所需的电阻的大小根据应用的系统的不同而不同，来构成单位模块100，从而能够容易构成模块型限流电阻器。
74.例如，单位模块100可以构成为使电阻的大小达到1欧姆(ω)。因此，如图2所示，在需要8欧姆的电阻的电力系统中应用本发明的模块型限流电阻器的情况下，可以使用8个单位模块100来构成限流电阻器10。
75.如图2所示，若使用8个单位模块100来构成限流电阻器10，并且限流电阻器10动作，则各个单位模块100的温度会上升。若单位模块100的温度上升时加热周边的空气，则被加热的空气会上升。由此，形成从框架30的下侧到上侧的空气流动，并且随着框架30下侧的冷空气流入会发生自然对流。因自然对流，空气从框架30的下侧朝向上侧流动并冷却各个单位模块100。
76.各个单位模块100的电阻体110的板面沿与发生自然对流的竖直方向相同的方向
配置。即，电阻体110的层叠方向和发生自然对流的上下方向垂直。另外，各个单位模块100的层叠的电阻体110之间具有隔开间隔。因此，因自然对流而上升的空气容易穿过电阻体110之间，从而与图1所示的现有的限流电阻器1相比冷却效果上升。
77.对于本发明所属领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明的技术思想范围内，能够对前述的本发明进行各种各样的取代、变形以及变更，因此本发明不限于前述实施例和附图。