CN109192463A - 电抗器铁芯散热结构 - Google Patents

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Abstract

电抗器铁芯散热结构，涉及输变电技术领域，包括由硅钢片层叠而成的铁芯，所述的铁芯中间自上而下开设有垂直通孔，所述的垂直通孔内插入热管，所述的热管与所述的垂直通孔之间的缝隙填充有绝缘的热界面材料，所述的铁芯外包覆浇筑有环氧树脂，所述的热管还连接有散热器。与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过直接对铁芯中间进行散热，极大的增加了铁芯散热效率，在工作时能让铁芯保持在40℃至50℃之间，高负荷时也能让铁芯温度稳定在60℃至80℃之间，解决了铁芯过热的问题，进一步的降低和减少了噪音和振动的现象，大幅延长了电抗器的使用寿命。

Description

电抗器铁芯散热结构
技术领域
本发明涉及输变电技术领域，尤其涉及一种电抗器。
背景技术
电抗器也叫电感器，铁芯并联电抗器是一种主流的电抗器设备，但是铁芯电抗器具有两个世界性难题：局部过热问题和振动噪音问题，铁芯电抗器振动噪音问题的一个因素就是铁心过热。干式铁心电抗器其散热是比较困难的，由于铁饼间气隙的存在无法采用变压器铁心的散热方式，因此干式铁芯式电抗器的容量受到了限制。现代的干式铁芯电抗器为了降低噪音基本采用环氧树脂进行外层浇注，这样虽然大大降低了噪音和振动。但环氧树脂的耐热性能只有F级155°C／H级180°C，它的玻璃化温度（开始软化的温度）仅为F级100°C／H级120°C，长时间使用后靠近铁芯的树脂会软化，既气隙材料的弹性模量大幅下降，从而造成腔体内空隙，会使电抗器的噪音、振动都会增强。目前并没有良好的解决噪音、振动问题的方法。因此需要从本质上改变铁芯过热问题。
发明内容
本发明针对现有技术中的不足，提供了电抗器铁芯散热结构，通过直接对铁芯中间进行散热，极大的增加了铁芯散热效率，在工作时能让铁芯保持在40℃至50℃之间，高负荷时也能让铁芯温度稳定在60℃至80℃之间，解决了铁芯过热的问题，进一步的降低和减少了噪音和振动的现象，大幅延长了电抗器的使用寿命。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：电抗器铁芯散热结构，包括由硅钢片层叠而成的铁芯，所述的铁芯中间自上而下开设有垂直通孔，所述的垂直通孔内插入热管，所述的热管与所述的垂直通孔之间的缝隙填充有绝缘的热界面材料，所述的铁芯外包覆浇筑有环氧树脂，所述的热管还连接有散热器。
上述技术方案中，优选的，所述的铁芯包括中间段、左边段和右边段，所述的中间段呈矩形，所述的左边段和所述的右边段呈弧形对称的设置在所述中间段两端，所述的垂直通孔开设在所述的中间段中心位置。
上述技术方案中，优选的，所述的铁芯呈圆形，所述的垂直通孔开设在圆心位置。
上述技术方案中，优选的，所述的热管包括蒸发段、绝热段和冷凝段，所述的蒸发段插入到所述的垂直通孔内，所述的冷凝段插入到所述的散热器内，所述的绝热段与所述的铁芯一体浇筑环氧树脂直至延伸至散热器。
上述技术方案中，优选的，所述的热管不直接接触铁芯，所述的热管通过热界面材料与所述的铁芯进行热交换。
上述技术方案中，优选的，所述的热管为抗磁高导热材料。
上述技术方案中，优选的，所述的热界面材料包括导热硅脂、导热硅胶、石墨相变导热硅脂、碳纳米管复合导热硅脂。
本发明方案是直接在铁芯中心处开孔，然后塞入热管，通过热管对铁芯中心进行直接降温。铁芯温度的下降也可以使电抗器线圈内层（往往是温度最高处）的温度大幅下降。在铁芯中间开孔并不会影响铁芯的性能。由于现有的热管大多为导体，为此在热管与铁芯的间隙填充有绝缘的热界面材料，通过热界面材料加快热传导的速度的同时还能起到热管与铁芯间的绝缘。进一步的热管还可以采用抗磁材料制造，完全杜绝导电的问题。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过直接对铁芯中间进行散热，极大的增加了铁芯散热效率，在工作时能让铁芯保持在40℃至50℃之间，高负荷时也能让铁芯温度稳定在60℃至80℃之间，解决了铁芯过热的问题，进一步的降低和减少了噪音和振动的现象，大幅延长了电抗器的使用寿命。
附图说明
图1是本发明实施例1示意图。
图2是本发明实施例1铁芯俯视示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
实施例1：如图1至图2所示，电抗器铁芯散热结构，包括由硅钢片层叠而成的铁芯1，所述的铁芯1中间自上而下开设有垂直通孔3，所述的垂直通孔3内插入热管4，所述的热管4与所述的垂直通孔3之间的缝隙填充有绝缘的热界面材料5，所述的铁芯1外包覆浇筑有环氧树脂2，所述的热管4还连接有散热器6。所述的铁芯1包括中间段11、左边段12和右边段13，所述的中间段11呈矩形，所述的左边段12和所述的右边段13呈弧形对称的设置在所述中间段两端，所述的垂直通孔3开设在所述的中间段11中心位置。或者所述的铁芯1呈圆形，所述的垂直通孔3开设在圆心位置。所述的热管4包括蒸发段41、绝热段42和冷凝段43，所述的蒸发段41插入到所述的垂直通孔3内，所述的冷凝段43插入到所述的散热器6内，所述的绝热段42与所述的铁芯1一体浇筑环氧树脂2直至延伸至散热器6。所述的热管4不直接接触铁芯1，所述的热管4通过热界面材料5与所述的铁芯1进行热交换。所述的热管4为抗磁高导热材料制成，一般而言可以由抗磁高导热材料直接制成热管，或者由抗磁材料和高导热材料复合制造热管。所述的热界面材料5包括导热硅脂、导热硅胶、石墨相变导热硅脂、碳纳米管复合导热硅脂。
制造时，先在铁芯1中间开孔，然后放入热管4，随后在热管4与铁芯1之间填充绝缘的热界面材料5，此处的热界面材料5最好是半固体、半流体材料，既不会流入到硅钢片缝隙，又能完全包裹热管4避免热管4和铁芯1之间接触，尤其是当热管4为非导体时。然后将热管4与铁芯1以及线圈进行整体浇筑一体成型。最后装配时再安装散热器6。使用时，铁芯1通过热管进行降温，保证铁芯1的整体温度的稳定，同时不影响整个电抗器的性能。

Claims (7)

1.电抗器铁芯散热结构，包括由硅钢片层叠而成的铁芯，其特征为，所述的铁芯中间自上而下开设有垂直通孔，所述的垂直通孔内插入热管，所述的热管与所述的垂直通孔之间的缝隙填充有绝缘的热界面材料，所述的铁芯外包覆浇筑有环氧树脂，所述的热管还连接有散热器。
2.根据权利要求1所述的电抗器铁芯散热结构，其特征为，所述的铁芯包括中间段、左边段和右边段，所述的中间段呈矩形，所述的左边段和所述的右边段呈弧形对称的设置在所述中间段两端，所述的垂直通孔开设在所述的中间段中心位置。
3.根据权利要求1所述的电抗器铁芯散热结构，其特征为，所述的铁芯呈圆形，所述的垂直通孔开设在圆心位置。
4.根据权利要求1所述的电抗器铁芯散热结构，其特征为，所述的热管包括蒸发段、绝热段和冷凝段，所述的蒸发段插入到所述的垂直通孔内，所述的冷凝段插入到所述的散热器内，所述的绝热段与所述的铁芯一体浇筑环氧树脂直至延伸至散热器。
5.根据权利要求1所述的电抗器铁芯散热结构，其特征为，所述的热管不直接接触铁芯，所述的热管通过热界面材料与所述的铁芯进行热交换。
6.根据权利要求5所述的电抗器铁芯散热结构，其特征为，所述的热管为抗磁高导热材料制成。
7.根据权利要求1或5所述的电抗器铁芯散热结构，其特征为，所述的热界面材料包括导热硅脂、导热硅胶、石墨相变导热硅脂、碳纳米管复合导热硅脂。
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