CN101369483B - 一种热管式变压器套管 - Google Patents

Abstract

一种热管式变压器套管，包括导电管(1)、散热器(4)、主绝缘层(7)、绝缘外套(3)及连接法兰(6)。导电管(1)是空心金属管，其一端与散热器(4)相连，另一端连接接线端子二(11)。导电管(1)内充不燃环保型冷却液(2)。散热器(4)为空心金属腔体，其腔体内部与导电管(1)内腔相连成封闭腔体。主绝缘层(7)缠绕在导电管(1)外侧，绝缘外套(3)与连接法兰(6)套装在主绝缘层(7)的外侧。本发明无燃烧爆炸隐患，温升低，体积小，重量轻。

Description

一种热管式变压器套管

技术领域

本发明涉及一种用于高压设备接地外壳或高压导体穿墙的高压电气装置，特别涉及用于高压设备接地外壳或高压导体穿墙的大电流工况的热管式变压器套管。

背景技术

目前在高压线路穿墙或设备接地外壳方面所使用的高压套管的结构形式有以下两大类：一类是充油或充气式套管，这类套管含有非固体的油或气体，存在着漏油漏气、电气性能不稳定、机械和耐污性能差、维护工作量大、易燃易爆危及人身及设备安全、使用寿命短等缺陷；另一类是干式复合绝缘套管，这类套管的主绝缘层一般由电容均压板和环氧树脂浇铸而成(例如采用胶浸纸(RIP)干式套管工艺等)，或使用浸涂有环氧树脂的玻璃纤维材料缠绕而成，其绝热性能很好。为使导电杆有较低的温升，通常使用较粗的导电杆，降低电流密度，以减少生成的热量，但使得材料用量增加，成本增高。

发明内容：

本发明目的是克服现有充油充气式套管或干式套管的不足，提出一种新型热管式变压器套管。

本发明解决技术问题采用的技术方案是：本发明热管式变压器套管，包括导电管，散热器，主绝缘层，绝缘外套及连接套管，其特征在于：所述的导电管是空心金属管，一端与散热器相连，内充不燃环保型冷却液，导电管外侧缠绕主绝缘层，主绝缘层外侧套装绝缘外套及连接法兰。

本发明的主绝缘层一般为浸渍树脂玻璃纤维与电容均压极板缠绕而成的电容芯子，或聚四氟乙烯薄膜与电容均压板缠绕而成的电容芯子，或绝缘纸与电容均压板缠绕而成的电容芯子，但不限于所提到的三种电容芯子。

本发明的绝缘外套一般为硅橡胶外套，或瓷外套，但不限于所提到这两种绝缘外套。

本发明的散热器为空心金属腔体，其腔体内部与导电管内腔相连，散热器与导电管连接部位可焊死，或采用螺纹连接，或采用机械冷压连接及铆接，或用金属或非金属的管道连接，或用其他部件或结构连接，并用密封圈保证密封。

本发明所采用的冷却液为氟碳化合物介质，或为纯净的去离子水，或其他不燃型、难燃型液体。

氟碳化合物介质包括全氟碳、氟碳氧、氟碳氢或氟碳氮化合物等，其典型产品包括但不限于以下三个系列：

1)

系列，包括：XF(HFC 43-10mee)、XM(HFC 43-10/甲醇)、XE(HFC 43-10/乙醇)、XP(HFC 43-10/IPA)、MCA(HFC 43-10/t-DCE)、MCA+(HFC 43-10/t-DCE/环戊烷)、SMT(HFC 43-10/t-DCE/甲醇)、XMS(HFC 43-10/t-DCE/环戊烷/甲醇)、XMS+(HFC 43-10/t-DCE/环戊烷/甲醇)、X-DA(HFC 43-10/表面活性剂/抗静电剂)、X-B3(HFC 43-10/乙二醇丁醚)、Xsi(HFC 43-10/OS-10)、XH、X-P10等。

2)ASAHIKLIN系列，包括：AE-3000，AE-3100E，AK225等。

3)全氟叔胺系列，包括：全氟三乙胺(简称FY-131)、全氟三丙胺、全氟三丁胺(简称FY-111)、全氟三戊胺(简称FY-121)、全氟环醚(简称FY-04)，以及美国3M公司的以下牌号的注册产品：FC-40、FC-43、FC-70、FC-71、FC-72、FC-722、FC-77、FC-84、FC-87、FC-104、FC-3283、FC-5312、H-27、H-125、H-100、H-400、H-190、HFE-7100、PF-5060、PF-5080、FX-3250等。

以上三个系列的介质均具有无色、无味、无毒(或低毒)、不燃烧等特点。

本发明工作原理及工作过程如下：冷却液吸收导电管发出的热量，蒸发变为气体，上升至散热器处向外散出热量，冷凝回流到导电管中。导电管发热量大时，冷却液蒸发量大，蒸发冷凝循环加速，对外散出热量大；导电管发热量小时，冷却液蒸发量小，蒸发冷凝循环减慢，对外散出热量小，因而可使导电管在较理想的温度范围内工作。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、冷却效果好，使用同样截面大小的导电杆，可允许通过更大的工作电流；

2、可控制在合适的温度范围内长期运行，增加工作可靠性及使用寿命；

3、如绝缘外套采用硅橡胶材料，主绝缘采用浸涂有环氧树脂的玻璃纤维与电容均压极板缠绕而成，并与导电管、绝缘外套及连接套管紧密相连，则本发明可实现不燃不爆，体积小，重量轻，不易损坏，便于安装等更多优点。

附图说明

图1a是本发明具体实施方式之一的结构示意图；

图1b是本发明具体实施方式之一的局部结构示意图；

图2a是本发明具体实施方式之二的结构示意图；

图2b是本发明具体实施方式之二的局部结构示意图；

图3是本发明具体实施方式之三的结构示意图，图中1为导电管，2为冷却液，3为绝缘外套，4为散热器，5为接线端子一，6为连接法兰，8为密封圈，9为压紧螺母，10为变压器油，或绝缘气体，或高燃点油，或其他难燃液、不燃液等，11为接线端子二。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步描述。

本发明具体实施方式之一为热管式干式套管。如图1a所示，导电管1为空心金属管，一端连接接线端子二11；另一端连接散热器4，散热器4内腔与导电管1内腔相连构成封闭腔体，散热器4与接线端子一5相连。导电管1外侧绝缘、连接结构与普通干式高压套管的绝缘、连接结构类似，如图1b所示，主绝缘层7缠绕在导电管1外侧，绝缘外套3与连接法兰6套装在主绝缘层7外侧，主绝缘层7一般为浸渍树脂玻璃纤维或聚四氟乙烯与电容均压极板缠绕而成的电容芯子，绝缘外套3一般为硅橡胶材料，主绝缘层7与导电管1、绝缘外套3、连接法兰6紧密相连。

本发明具体实施方式之二为热管式复合瓷绝缘套管。如图2a所示，导电管1为空心金属管，一端连接接线端子二11，另一端连接散热器4，散热器4内腔与导电管1内腔相连构成封闭腔体，散热器4与接线端子一5相连。导电管1外侧的绝缘、连接结构与普通充油(或充气)套管的绝缘、连接结构类似，如图2b所示，主绝缘层7一般为绝缘纸与铝箔绕制的电容芯子，包裹在导电管1外侧，绝缘外套3为瓷套，套装在主绝缘层7外侧，起绝缘和支撑作用，主绝缘层7与绝缘外套3之间的缝隙填充变压器油10，或绝缘气体，或高燃点油，或其他难燃液、不燃液等，主要起绝缘作用。

本发明具体实施方式之三为热管式单体瓷绝缘套管。如图3所示，导电管1为空心金属管，一端连接散热器4，散热器4内腔与导电管1内腔相连构成封闭腔体，散热器4与接线端子一5相连，导电管1另一端为螺纹结构，安装压紧螺母9。导电管1外侧为瓷制的绝缘外套(3)，起绝缘和支撑作用。

本发明将传统套管中的导电杆替换为空心导电管，并在导电管中加入不燃环保型冷却液，利用冷却液蒸发吸热，达到冷却导电管的目的。本发明对各类导杆式套管均适用，特别适合用于大电流场合。

本发明工作时，冷却液2吸收导电管1发出的热量，蒸发变为气体，上升至散热器4处向外散出热量，冷凝回流到导电管1中。导电管1发热量大时，冷却液2蒸发量大，蒸发冷凝循环加速，对外散出热量大；导电管1发热量小时，冷却液2蒸发量小，蒸发冷凝循环减慢，对外散出热量小，因而可使套管在较理想的温度范围内工作。

本发明采用热管式导电管代替传统高压套管中的导电杆，冷却效果好，同等截面大小的导电杆可允许通过更大的工作电流；可控制在合适的温度范围内长期运行，增加工作可靠性及使用寿命。

Claims (3)

1.一种热管式变压器套管，包括导电管(1)、主绝缘层(7)、绝缘外套(3)及连接法兰(6)，主绝缘层(7)缠绕在导电管(1)外侧，绝缘外套(3)与连接法兰(6)套装在主绝缘层(7)的外侧，其特征在于：所述的套管还包括散热器(4)；导电管(1)是空心金属管，导电管(1)的一端与散热器(4)相连，另一端连接第二接线端子(11)；导电管(1)内充不燃环保型冷却液(2)。

2.根据权利要求1所述的热管式变压器套管，其特征在于：所述的散热器(4)为空心金属腔体，散热器(4)腔体内部与导电管(1)内腔相连成封闭腔体。

3.根据权利要求1所述的热管式变压器套管，其特征在于：所述的不燃环保型冷却液(2)为氟碳化合物或纯净的去离子水或其他不燃型、难燃型液体。

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