储能电容器组保护电感结构与保护方法的研究
2改进措施
2．1电路改进
针对上述问题，采用在电感两端并联避雷器的方法来限制电感两端的过电压．见图7。在小实验平台上进行了原理论证实验，实验参数为：C=600斗F；电感￡=50．3斗H，尺=2．63mn；熔断器￡=1．5斗H，R=46mQ：避雷器型号为YH5WR—lo／27，直流l盯A参考电压为14．4kV，5kA雷电冲击残压为27kV。实验结果见图8。
从图8(a)可以看出，加入避雷器以后，电流波形在尾部被拉长，说明避雷器在这一段时间内动作，熔丝熄弧时间变长；同时，图8㈣中没有避雷器时电感上电压峰值为一38kV。加入避雷器后电感上的电压峰值被限制在一25kV左右，由此看出，避雷器可以很好的限制电感上出现的过电压。
在选择避雷器时．避雷器的通流容量是1个重要的参数．因为在避雷器动作的过程中需吸收回路注入的能量，必须保证避雷器不会因为能量注入过多而发生热损坏或爆炸。
2．2电感结构改进
2．2．1电感引线方式受力分析与仿真
前文分析可知．电感本身结构与其可靠性有很大的关系，文[18—21】等均指出，空心电感线圈所受电动力与该处磁感应强度分布具有相同规律。同时得到了电感绕线受力的变化趋势，但是对于电感引出线的受电动力情况没有考虑．实际上电感端部引线方向受力情况对电感可靠性至关重要。为了弄清楚这个问题，笔者用Ansys对电感进行了建模和电磁仿真，并对其端部不同引出线方向受力情况进行了分析。
根据电感的轴对称形状特点，在A璐ys中，用1，4轴对称模型计算电感线圈周围磁场分布。电感结构与引线的引出方式见图9，其中R=90衄，r_75姗，^=200删。引线方式包括沿径向向外引出(s。)、轴向引出(蚴、在截面x—y平面内与X轴成30(S4)、45(S3)、60(S5)度角引出，以及向轴中心处引出(鞫。沿路经S广s5取100衄长度内的磁通密度毋和毋，沿S6取60衄(因为已经到达圆心处)长度内的磁通密度，s广S。的起点均为圆周边。假设瞬态条件按下，电感通过90kA电流，电流密度沿横截面均匀分布。不计其他物体对空间电磁场分布的影响．计算的电感周围空间的磁场矢量分布见图10。