CN105551775A - 高冷却性能变压装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了高冷却性能变压装置，包括壳体，壳体内填充绝缘液，壳体内设置有铁芯、高压线圈和低压线圈高压线圈和低压线圈之间设有冷却绝缘结构，第一冷却管的匚形两端与第二冷却管的两端分别通过绝缘导热柱连接，绝缘导热柱的密闭管腔上半部设有竖向排列的数个开关端子，开关端子接在冷却泵电路上作为第一开关，每个开关端子通过导线水平连接插槽上相对应的导电块，导电块的一端伸入插槽中，绝缘导热柱还包括插片，插片上设置有导体片，插片插入插槽的过程中，导体片能依次与各导电块接触且一次只接触一个导电块，导电块与导体片接在冷却泵电路上组成第二开关。
Description
技术领域
本发明属于变压器技术领域，具体为一种冷却性能优异的高冷却性能变压装置。
背景技术
变压器长时间工作时线圈发热量大，线圈容易烧毁，造成变压器损坏。为了保证变压器在运行时产生的热量不影响变压器的正常工作，就需在变压器上增加冷却系统。水冷却方式是目前市场上变压器较为通用的冷却方式之一，即在变压器上配置水冷却装置，该种方式一般都是用通过铁芯上环绕的初级或者次级空心线管外的水循环实现，水冷却装置放在线圈的外部，这种局部冷却的方式只能冷却表面的温度，不能冷却内部的温度，冷却装置与线圈之间的热交换面积较小，无法实现良好的散热冷却效果。且目前的变压器使用的冷却液为绝缘液体，成本高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述技术现状，而提供一种冷却效果好、能在变压器内部进行冷却、成本低、对冷却液要求低的变压器。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：
高冷却性能变压装置，包括壳体，壳体内填充绝缘液，壳体内设置有铁芯、高压线圈和低压线圈，高压线圈和低压线圈在铁芯上同轴设置，高压线圈位于低压线圈外部，其中：高压线圈和低压线圈之间设有冷却绝缘结构，冷却绝缘结构包括横截面成匚形的第一冷却管和横截面成一字型的第二冷却管，第一冷却管的匚形两端与第二冷却管的两端分别通过绝缘导热柱连接，第一冷却管、第二冷却管和绝缘导热柱共同密封合围低压线圈的外表面，第一冷却管和第二冷却管的管壁为导热绝缘材料制作，第一冷却管与第二冷却管不相通，第一冷却管和第二冷却管分别与外接冷却循环装置连接，外接冷却循环装置包括连接管、冷却泵和冷却液储箱，冷却泵能将冷却液储箱中的冷却液通过连接管泵入第一冷却管和第二冷却管中形成冷却循环，铁芯为口形铁芯，高压线圈和低压线圈均分为两部分分别缠绕铁芯的两个竖向铁柱，第一冷却管和第二冷却管也相应地分为两部分设置，两侧的第一冷却管通过第一中间管连通，连接管、第一冷却管和第一中间管形成的回路没有绕铁芯形成环形匝；两侧的第二冷却管通过第二中间管连通，连接管、第二冷却管和第二中间管形成的回路没有绕铁芯形成环形匝，绝缘导热柱内设有竖向的密闭管腔，绝缘导热柱上部开设有一个向绝缘导热柱内部延伸的插槽，密闭管腔和插槽不相通，密闭管腔上半部设有竖向排列的数个开关端子，开关端子接在冷却泵电路上作为第一开关，每个开关端子通过导线水平连接插槽上相对应的导电块，导电块的一端伸入插槽中，绝缘导热柱还包括插片，插片上设置有导体片，插片插入插槽的过程中，导体片能依次与各导电块接触且一次只接触一个导电块，导电块与导体片接在冷却泵电路上组成第二开关，密闭管腔下半部注入汞，当汞受热膨胀漫过开关端子时，该第一开关被导通，当导体片接触到导电块时，第二开关导通，当同一组的第一开关和第二开关同时导通，则冷却泵电路接通，冷却泵运作。
为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
上述的插片主体部分为绝缘片，插片上的导体片为铜片，导体片设置在插片的中间位置。
上述的插片的上部设置有手柄。
上述的插槽的内壁上在每个导电块处均设置有弹簧卡凸，插片两侧设置有卡槽，插片插入插槽时，卡槽能卡在弹簧卡凸上使插片固定，此时，插片上的导体片正好与卡凸附近的导电块接触，当外部下压力足够大时，插片能压下弹簧卡凸后下滑，使卡槽与下一个弹簧卡凸卡合。
上述的第一冷却管和第二冷却管面向低压线圈的一面设置有与低压线圈匝数相同的凹槽，低压线圈嵌入凹槽中与第一冷却管和第二冷却管相固定，第一冷却管和第二冷却管面向高压线圈的一面设置有胶面，高压线圈与第一冷却管和第二冷却管通过胶面黏固。
上述的密闭管腔顶部设置有断路端子，断路端子与低压线圈上的断路器连接，当汞漫至断路端子时，断路器回路导通，断路器断开低压线圈的回路。
上述的外接冷却循环装置内的循环冷却水为自来水。
与现有技术相比，本发明具有以下优点:
1、将冷却管设置在高压线圈和低压线圈之间，能同时对高压线圈和低压线圈散热，有效增加了冷却管的冷却效率，同时，还赋予了冷却管新的功能：现有的高压线圈和低压线圈之间要设置一层绝缘隔离层，将高压线圈和低压线圈隔开，而本发明的变压器以冷却管作为隔离层，简化了变压器结构，且不影响变压器的绝缘性能，降低变压器成本。
2、本发明的冷却管与高压线圈和低压线圈固定连接，一体性更好。且针对高压线圈和低压线圈匝数不同采用了不同的固定模式，由于低压匝数低，匝间间隙在设计变压器时可以调节，因此，第一冷却管和第二冷却管面向低压线圈的一面设置有与低压线圈匝数相同的凹槽，低压线圈嵌入凹槽与冷却管固定，这种固定方式较为紧密，不易脱落，而高压线圈的匝数大，匝间间隙紧密，不适宜用凹槽固定，故采用胶黏固定。
3、本发明的冷却管分为两部分，相互组合对线圈冷却，这样设置的优势在于：一、便于安装，二、冷却液未形成绕铁芯的回路，因此，冷却液不会因电磁感应带电，所以，本发明的冷却液选择余地很大，不需要一定使用绝缘液体，可以有效降低成本。
4、第一、第二冷却管通过绝缘导热柱连接固定，绝缘导热柱还具有另一个功能，就是通过插片调节冷却泵启动时机。绝缘导热柱内设置竖向的密闭管腔密闭管腔上半部设有数个竖向排布的开关端子，开关端子和插槽作为冷却泵电路的两个开关，这两个开关有并列的数组，其中一组接通了就能使冷却泵工作，低压、高压线圈发热传导至密闭管腔使汞受热，低压、高压线圈发热强度和汞柱高度呈正比，因此不同高度的开关端子对应的温度也不相同，通过插片插入不同的插槽实现调控冷却泵启动的时机。位置低的开关端子因为距汞柱近，会在汞受热膨胀后最先导通，然后随着汞柱的上升，其他开关端子依次会导通，而插片的插入深度决定了哪一个开关端子导通可以接通冷却泵，插片插的越深，则冷却泵启动温度越低。当温度失控，汞漫过最高的断路端子时，断路端子使断路器回路导通，断路器断开低压线圈的回路，保护变压器。
附图说明
图1是变压器的结构示意图；
图2是变压器线圈绕组的示意图；
图3是图2的A-A剖视图；
图4是绝缘导热柱的内部示意图；
图5是插片的示意图；
图6是插入插片的绝缘导热柱的示意图；
图7是高压、低压线圈和外冷却管固定的示意图。
其中的附图标记为：壳体1、铁芯2、高压线圈3、低压线圈4、凹槽41、冷却绝缘结构5、第一冷却管51、豁口51a、第二冷却管52、绝缘导热柱6、密闭管腔61、插槽62、开关端子63、插片64、导体片65、手柄66、断路端子67、弹簧卡凸68、卡槽69、外接冷却循环装置7、连接管71、冷却泵72、冷却液储箱73、第一中间管74。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。
高冷却性能变压装置，包括壳体1，壳体1内填充绝缘液，壳体1内设置有铁芯2、高压线圈3和低压线圈4，高压线圈3和低压线圈4在铁芯2上同轴设置，高压线圈3位于低压线圈4外部，其中：高压线圈3和低压线圈4之间设有冷却绝缘结构5，冷却绝缘结构5包括横截面成匚形的第一冷却管51和横截面成一字型的第二冷却管52，第一冷却管51的匚形两端与第二冷却管52的两端分别通过绝缘导热柱6连接，第一冷却管51、第二冷却管52和绝缘导热柱6共同密封合围低压线圈4的外表面，第一冷却管51和第二冷却管52的管壁为导热绝缘材料制作，第一冷却管51与第二冷却管52不相通，第一冷却管51和第二冷却管52分别与外接冷却循环装置7连接，外接冷却循环装置7包括连接管71、冷却泵72和冷却液储箱73，冷却泵72能将冷却液储箱73中的冷却液通过连接管71泵入第一冷却管51和第二冷却管52中形成冷却循环，铁芯2为口形铁芯，高压线圈3和低压线圈4均分为两部分分别缠绕铁芯2的两个竖向铁柱，第一冷却管51和第二冷却管52也相应地分为两部分设置，两侧的第一冷却管51通过第一中间管74连通，连接管71、第一冷却管51和第一中间管74形成的回路没有绕铁芯2形成环形匝；两侧的第二冷却管52通过第二中间管连通，连接管71、第二冷却管52和第二中间管形成的回路没有绕铁芯2形成环形匝，绝缘导热柱6内设有竖向的密闭管腔61，绝缘导热柱6上部开设有一个向绝缘导热柱6内部延伸的插槽62，密闭管腔61和插槽62不相通，密闭管腔61上半部设有竖向排列的数个开关端子63，开关端子63接在冷却泵72电路上作为第一开关，每个开关端子63通过导线水平连接插槽62上相对应的导电块，导电块的一端伸入插槽62中，绝缘导热柱6还包括插片64，插片64上设置有导体片65，插片64插入插槽62的过程中，导体片65能依次与各导电块接触且一次只接触一个导电块，导电块与导体片65接在冷却泵72电路上组成第二开关，密闭管腔61下半部注入汞，当汞受热膨胀漫过开关端子时，该第一开关被导通，当导体片65接触到导电块时，第二开关导通，当同一组的第一开关和第二开关同时导通，则冷却泵72电路接通，冷却泵72运作。
实施例中，插片64主体部分为绝缘片，插片64上的导体片65为铜片，导体片65设置在插片64的中间位置。
实施例中，插片64的上部设置有手柄66。
实施例中，插槽62的内壁上在每个导电块处均设置有弹簧卡凸68，插片64两侧设置有卡槽69，插片64插入插槽62时，卡槽69能卡在弹簧卡凸68上使插片64固定，此时，插片64上的导体片65正好与卡凸68附近的导电块接触，当外部下压力足够大时，插片64能压下弹簧卡凸68后下滑，使卡槽69与下一个弹簧卡凸68卡合。
实施例中，第一冷却管51和第二冷却管52面向低压线圈4的一面设置有与低压线圈4匝数相同的凹槽41，低压线圈4嵌入凹槽41中与第一冷却管51和第二冷却管52相固定，第一冷却管51和第二冷却管52面向高压线圈3的一面设置有胶面，高压线圈3与第一冷却管51和第二冷却管52通过胶面黏固。
实施例中，密闭管腔61顶部设置有断路端子67，断路端子67与低压线圈4上的断路器连接，当汞漫至断路端子67时，断路器回路导通，断路器断开低压线圈4的回路。
实施例中，外接冷却循环装置7内的循环冷却水为自来水。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.高冷却性能变压装置，包括壳体(1)，所述的壳体(1)内填充绝缘液，所述的壳体(1)内设置有铁芯(2)、高压线圈(3)和低压线圈(4)，所述的高压线圈(3)和低压线圈(4)在铁芯(2)上同轴设置，所述的高压线圈(3)位于低压线圈(4)外部，其特征是：所述的高压线圈(3)和低压线圈(4)之间设有冷却绝缘结构(5)，所述的冷却绝缘结构(5)包括横截面成匚形的第一冷却管(51)和横截面成一字型的第二冷却管(52)，所述的第一冷却管(51)的匚形两端与第二冷却管(52)的两端分别通过绝缘导热柱(6)连接，所述的第一冷却管(51)、第二冷却管(52)和绝缘导热柱(6)共同密封合围低压线圈(4)的外表面，所述的第一冷却管(51)和第二冷却管(52)的管壁为导热绝缘材料制作，所述的第一冷却管(51)与第二冷却管(52)不相通，所述的第一冷却管(51)和第二冷却管(52)分别与外接冷却循环装置(7)连接，所述的外接冷却循环装置(7)包括连接管(71)、冷却泵(72)和冷却液储箱(73)，所述的冷却泵(72)能将冷却液储箱(73)中的冷却液通过连接管(71)泵入第一冷却管(51)和第二冷却管(52)中形成冷却循环，所述的铁芯(2)为口形铁芯，高压线圈(3)和低压线圈(4)均分为两部分分别缠绕铁芯(2)的两个竖向铁柱，所述的第一冷却管(51)和第二冷却管(52)也相应地分为两部分设置，两侧的第一冷却管(51)通过第一中间管(74)连通，所述的连接管(71)、第一冷却管(51)和第一中间管(74)形成的回路没有绕铁芯(2)形成环形匝；两侧的第二冷却管(52)通过第二中间管连通，所述的连接管(71)、第二冷却管(52)和第二中间管形成的回路没有绕铁芯(2)形成环形匝，所述的绝缘导热柱(6)内设有竖向的密闭管腔(61)，所述的绝缘导热柱(6)上部开设有一个向绝缘导热柱(6)内部延伸的插槽(62)，所述的密闭管腔(61)和插槽(62)不相通，所述的密闭管腔(61)上半部设有竖向排列的数个开关端子(63)，所述的开关端子(63)接在冷却泵(72)电路上作为第一开关，每个开关端子(63)通过导线水平连接插槽(62)上相对应的导电块，所述的导电块的一端伸入插槽(62)中，所述的绝缘导热柱(6)还包括插片(64)，所述的插片(64)上设置有导体片(65)，所述的插片(64)插入插槽(62)的过程中，所述的导体片(65)能依次与各导电块接触且一次只接触一个导电块，所述的导电块与导体片(65)接在冷却泵(72)电路上组成第二开关，所述的密闭管腔(61)下半部注入汞，当汞受热膨胀漫过开关端子时，该第一开关被导通，当导体片(65)接触到导电块时，第二开关导通，当同一组的第一开关和第二开关同时导通，则冷却泵(72)电路接通，冷却泵(72)运作。
2.根据权利要求1所述的高冷却性能变压装置，其特征是：所述的插片(64)主体部分为绝缘片，插片(64)上的导体片(65)为铜片，所述的导体片(65)设置在插片(64)的中间位置。
3.根据权利要求2所述的高冷却性能变压装置，其特征是：所述的插片(64)的上部设置有手柄(66)。
4.根据权利要求3所述的高冷却性能变压装置，其特征是：所述的插槽(62)的内壁上在每个导电块处均设置有弹簧卡凸(68)，所述的插片(64)两侧设置有卡槽(69)，所述的插片(64)插入插槽(62)时，卡槽(69)能卡在弹簧卡凸(68)上使插片(64)固定，此时，插片(64)上的导体片(65)正好与卡凸(68)附近的导电块接触，当外部下压力足够大时，所述的插片(64)能压下弹簧卡凸(68)后下滑，使卡槽(69)与下一个弹簧卡凸(68)卡合。
5.根据权利要求4所述的高冷却性能变压装置，其特征是：所述的第一冷却管(51)和第二冷却管(52)面向低压线圈(4)的一面设置有与低压线圈(4)匝数相同的凹槽(41)，所述的低压线圈(4)嵌入凹槽(41)中与第一冷却管(51)和第二冷却管(52)相固定，所述的第一冷却管(51)和第二冷却管(52)面向高压线圈(3)的一面设置有胶面，所述的高压线圈(3)与第一冷却管(51)和第二冷却管(52)通过胶面黏固。
6.根据权利要求5所述的高冷却性能变压装置，其特征是：所述的密闭管腔(61)顶部设置有断路端子(67)，所述的断路端子(67)与低压线圈(4)上的断路器连接，当汞漫至断路端子(67)时，所述的断路器回路导通，断路器断开低压线圈(4)的回路。
7.根据权利要求6所述的高冷却性能变压装置，其特征是：所述的外接冷却循环装置(7)内的循环冷却水为自来水。
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