填充係數，即線芯導體實際截面與線芯輪廓截面之比。線芯絞合後，雖經緊壓，單線間必定還有空隙，故引入填充係數的概念。在大多數情況下，電力電纜的線芯都採用中心為一根導線的規則絞合結構。從提高填充係數和穩定性考慮，中心為一根導線的規則絞合的結構最佳。
基本介紹
- 中文名：填充係數
- 外文名：Filling coefficient
- 定義：線芯導體截面與線芯輪廓截面之比
- 學科：電子技術
- 作用：衡量線芯的緊實度
- 套用：提高線芯穩定性
簡介,提高填充係數的方法,主要套用,
簡介
填充係數就是鐵心在圓面積中填充程度，即鐵心柱的淨截面積S1(除去絕緣層和間隙)與鐵心柱外接圓截面積S0之比，稱為填充係數Kc。用公式表示為Kc=S1/S0。
鐵心填充係數又稱鐵心圓面積利用係數(圓截面利用係數)。它與矽鋼片厚度、鐵心形式及絕緣種類等有關。一般填充係數為0.63～1(接近1)，常見為0.87，從節能角度考慮越大越好。另外，鐵心視窗填充係數也是指視窗的填充程度。
提高填充係數的方法
1．新型螺旋式繞組
配電變壓器的繞組擴大了高壓層式繞組的套用範圍：50～1600kVA的高壓繞組全部採用層式；50～500kVA的低壓繞組採用630～1600kVA的低壓繞組採用新型螺旋式，從而提高了鐵心視窗的填充係數，使高低壓繞組的有效體積明顯減小。主變壓器的高低壓繞組均採用軸向油道新型連續式繞組，有效地降低了繞組體積。
圖1
圖1這些新型連續式或螺旋式繞組是採用餅問的橫向油道冷卻而無縱向油道，所以平尾墊塊墊在導線餅問以構成橫向冷卻油道。而新型螺旋式繞組取消了橫向冷卻油道，新增加了縱向油道，用墊塊墊在縱向油道上支撐導線。從而縮小了繞組的幾何尺寸。為保證繞組軸向機械強度，在部分段間採用u形墊塊結構。考慮到繞組的彈性，沿軸向要增加一段臨時紙筒，以便於繞制。
2．多採用層式或分段筒式繞組
採用層式或分段筒式段間油道尺寸電場計算採用有限元法時可分為三維場和二維場。三維場計算一般接近於實際情況，但三維剖分複雜，所需的運算時間長。因此，工程上希望用二維計算求解電場，兩者的對比計算結果如圖1所示。
圖2
圖2採用分段繞組可以減少層間絕緣。為了保證繞組質量，不用薄絕緣而採用半油道結構，層間用網點上膠紙，鐵軛間加角環，增加繞組填充係數，使繞組間、相間、主絕緣對鐵軛尺寸相應減小，減小輻向尺寸。圖2是三段筒式繞組的結構圖和繞線圖。用於110kV，2000kVA，靜電屏放在繞組外側。由於首端A層間衝擊電壓高，衝擊梯度達13.5%，其餘各層均小於10%，故首端層絕緣要加強。段間距離較大。
3．改變鐵心與繞組壓緊結構
在漏磁集中的部位採用非金屬和非磁性材料，根本上改進壓緊結構和其他笨重元件，採用電磁禁止使漏磁通槽路化，使負載損耗降低3%～8%。
主要套用
增加絕緣隔板進而提高填充係數
變壓器絕緣是介電係數高的絕緣紙和介電係數低的油的複合絕緣。在油和絕緣紙都無異常的情況下，絕緣擊穿是從油隙部分產生的。確定油隙及絕緣件的形狀和尺寸，不僅考慮絕緣，而且還考慮冷卻，機械強度、油流帶電、引線引出等因素。因此，由於變壓器規格、部位不同，其形狀和尺寸也各不相同。為提高填充係數，改善絕緣結構，首先要對這些部位進行局部放電或擊穿的試驗分析，並進行電壓，電場的理論分析。現將日立製作所這一方面的技術介紹如下：
(1)進行了多繞組系列變壓器的雷擊電位振盪計算，能求出繞組任意部位、時間的電位值。
(2)發展了差分法、有限元法等電場計算方法，能求出繞組任意部位的電場。
(3)對工頻局部放電和雷擊局部放電都研製了測量方法，明確了雷擊局部放電的有害性的界線。
(4)根據多數模型，對所有部位明確了包括局部放電在內的擊穿現象、有害性、不規則現象的原因等。
(5)由於提高了與局部放電、不規則的原因有關的質量管理技術，所以減少了局部放電及其擊穿的分散性。
對各部位的特性進行綜合分析的基礎上，把用絕緣隔板將油隙分割成細小油隙的方式和用絕緣體填充油隙的方式結合起來，靠這兩種方式的最佳配合使絕緣結構合理化，並提高填充係數。
