CN112289553B - 一种用于极寒地区的防油凝冻型变压器油箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于极寒地区的防油凝冻型变压器油箱，属于变压器油箱领域，本发明可以实现当绝缘油温度较低时，通过回形密封板的往返移动过程，使浸在油内的多个变形搅流针囊进行不同程度的膨胀和收缩过程，并且，在膨胀和收缩过程中同时进行旋转扭曲运动，使绝缘油时刻保持流动性，增大绝缘油动能以及油流动过程中与箱体、半开放回形框和变形搅流针囊摩擦产生的热能，有效减小绝缘油在低温下发生凝冻的情况，保证变压器的正常启动和运行，另外，当在变压器运行过程中绝缘油温度过高时，热量传递至半开放回形框和变形搅流针囊的内部，此时通过回形密封板的往返移动过程，可使热气沿着U型冷却管道循环移动，对绝缘油进行有效降温。

Description

一种用于极寒地区的防油凝冻型变压器油箱

技术领域

本发明涉及变压器油箱领域，更具体地说，涉及一种用于极寒地区的防油凝冻型变压器油箱。

背景技术

变压器是一种转换交流电流、交流电路和特性阻抗的设备。当一次电磁线圈中有交流电路时，铁芯（或铁芯）会造成沟通交流磁通量，进而在二次电磁线圈中造成工作电压（或电流量）。油浸式变压器，是以油作为变压器主要绝缘手段，并依靠油作冷却介质，如油浸自冷，油浸风冷，油浸水冷及强迫油循环等，其内部主要部件有铁芯，绕组，油箱，油枕，呼吸器，防爆管（压力释放阀），散热器，绝缘套管，分接开关，气体继电器，温度计，净油器等。

我国北方冬季比较寒冷，在冬季，我国部分地区的气温可以到达-30℃，某些特殊地区例如高海拔的山区甚至可以到达-50℃甚至更低。在这极端寒冷的情况下，对输变电设备造成了很大的影响，现今变压器绝缘油的凝固点最低只能到-45℃，无法满足我国部分特殊地区的要求，当变压器凝结时，会造成变压器运行困难，变压器器身变形或内部绝缘损坏等问题。

发明内容

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于极寒地区的防油凝冻型变压器油箱，它可以实现当绝缘油温度较低时，通过回形密封板的往返移动过程，使浸在油内的多个变形搅流针囊进行不同程度的膨胀和收缩过程，并且，在膨胀和收缩过程中同时进行旋转扭曲运动，使箱体内绝缘油时刻保持流动性，增大绝缘油的动能以及油流动过程中与箱体、半开放回形框和变形搅流针囊摩擦产生的热能，有效减小绝缘油在低温下发生凝冻的情况，保证变压器的正常启动和运行，另外，当变压器在运行过程中，箱体内绝缘油温度过高时，热量传递至半开放回形框和变形搅流针囊的内部，此时通过回形密封板的往返移动过程，可使半开放回形框和变形搅流针囊内热气沿着U型冷却管道循环移动，实现对绝缘油进行有效降温，便于变压器的正常运行。

2．技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种用于极寒地区的防油凝冻型变压器油箱，包括箱体，所述箱体的内壁固定连接有半开放回形框，所述半开放回形框远离箱体的一端固定连接有多个均匀分布的变形搅流针囊，所述变形搅流针囊包括内筒和伸缩囊，所述内筒位于伸缩囊的内侧，且内筒和伸缩囊的一端均与半开放回形框的外端固定连接，所述半开放回形框上开设有多个与内筒一一对应的副气流孔，所述副气流孔与内筒内部相通，所述半开放回形框上还开设有多个主气流孔，多个所述主气流孔呈圆形均匀分布于单个副气流孔的外侧，所述主气流孔与伸缩囊内部相通，所述内筒的内部滑动连接有密封块，所述密封块靠近内筒内壁的一端固定连接有滑块，所述内筒的内壁开设有螺旋槽，所述滑块滑动连接于螺旋槽内部，所述密封块远离半开放回形框的一端固定连接有连杆，所述连杆远离密封块的一端与伸缩囊内表面固定连接，所述伸缩囊的外表面固定连接有多个均匀分布的搅棒，所述半开放回形框的内部滑动连接有回形密封板，所述回形密封板的下端和半开放回形框的内底面之间固定连接有多个均匀分布的电动伸缩杆，所述半开放回形框的内顶端固定连接有温度感应器，所述箱体的外端固定连接有冷却箱，所述冷却箱的上端固定连接有控制器，所述电动伸缩杆和温度感应器均与控制器电性连接，本发明可以实现当绝缘油温度较低时，通过回形密封板的往返移动过程，使浸在油内的多个变形搅流针囊进行不同程度的膨胀和收缩过程，并且，在膨胀和收缩过程中同时进行旋转扭曲运动，使箱体内绝缘油时刻保持流动性，增大绝缘油的动能以及油流动过程中与箱体、半开放回形框和变形搅流针囊摩擦产生的热能，有效减小绝缘油在低温下发生凝冻的情况，保证变压器的正常启动和运行，另外，当变压器在运行过程中，箱体内绝缘油温度过高时，热量传递至半开放回形框和变形搅流针囊的内部，此时通过回形密封板的往返移动过程，可使半开放回形框和变形搅流针囊内热气沿着U型冷却管道循环移动，实现对绝缘油进行有效降温，便于变压器的正常运行。

进一步的，所述箱体上开设有多个气孔，多个所述气孔均匀分布于回形密封板的上下两侧，且气孔与半开放回形框的内部相通，所述冷却箱的内部固定连接有U型冷却管道，位于所述回形密封板上侧的多个气孔均与U型冷却管道上端相通，位于所述回形密封板下侧的多个气孔均与U型冷却管道下端相通，气孔、U型冷却管道和半开放回形框的内部可组成气体流动回路，油的热量传递至半开放回形框的内部后，使半开放回形框内气体温度升高，当回形密封板上下移动时，将半开放回形框内气体向上侧或下侧进行挤压，受挤压的气体通过同一侧的气孔进入U型冷却管道，经过换热降温后，通过另一侧的气孔再次回到半开放回形框中，采用以气体为热量传递媒介的方式，实现了对绝缘油的降温过程。

进一步的，所述U型冷却管道包括一对上下分布的汇流管，一对所述汇流管之间固定连接有多个均匀分布的分流管，所述分流管靠近箱体的一端固定连接有多个导流管，多个所述导流管分别与多个气孔相通。

进一步的，所述冷却箱的内部开设有储水腔，所述储水腔位于一对汇流管之间，所述分流管位于储水腔的内部，且储水腔的内部填充有冷却水，将汇流管内的气体分散导入多个分流管中，通过分流管与冷却水进行换热，通过减小气体流量，增大气体换热面积的方式，可以有效提高气体降温速率。

进一步的，位于所述回形密封板同一侧的多个气孔内部均固定连接有阀门，所述阀门与控制器电性连接，阀门用于控制由气孔、U型冷却管道和半开放回形框组成的气体回路的开闭，方便根据温度环境选择性进行绝缘油的防凝冻或是降温过程。

进一步的，所述回形密封板和密封块均采用耐高温橡胶材质制成。

进一步的，所述内筒远离半开放回形框的一端与密封块之间的最远距离小于连杆的长度，在密封块的旋转移动过程中，连杆与伸缩囊连接的一端不易进入内筒内部，不易发生伸缩囊堵塞内筒内部的情况。

进一步的，所述伸缩囊采用耐高温高弹性材料制成。

3．有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本方案可以实现当绝缘油温度较低时，通过回形密封板的往返移动过程，使浸在油内的多个变形搅流针囊进行不同程度的膨胀和收缩过程，并且，在膨胀和收缩过程中同时进行旋转扭曲运动，使箱体内绝缘油时刻保持流动性，增大绝缘油的动能以及油流动过程中与箱体、半开放回形框和变形搅流针囊摩擦产生的热能，有效减小绝缘油在低温下发生凝冻的情况，保证变压器的正常启动和运行，另外，当变压器在运行过程中，箱体内绝缘油温度过高时，热量传递至半开放回形框和变形搅流针囊的内部，此时通过回形密封板的往返移动过程，可使半开放回形框和变形搅流针囊内热气沿着U型冷却管道循环移动，实现对绝缘油进行有效降温，便于变压器的正常运行。

（2）箱体上开设有多个气孔，多个气孔均匀分布于回形密封板的上下两侧，且气孔与半开放回形框的内部相通，冷却箱的内部固定连接有U型冷却管道，位于回形密封板上侧的多个气孔均与U型冷却管道上端相通，位于回形密封板下侧的多个气孔均与U型冷却管道下端相通，气孔、U型冷却管道和半开放回形框的内部可组成气体流动回路，油的热量传递至半开放回形框的内部后，使半开放回形框内气体温度升高，当回形密封板上下移动时，将半开放回形框内气体向上侧或下侧进行挤压，受挤压的气体通过同一侧的气孔进入U型冷却管道，经过换热降温后，通过另一侧的气孔再次回到半开放回形框中，采用以气体为热量传递媒介的方式，实现了对绝缘油的降温过程。

（3）U型冷却管道包括一对上下分布的汇流管，一对汇流管之间固定连接有多个均匀分布的分流管，分流管靠近箱体的一端固定连接有多个导流管，多个导流管分别与多个气孔相通，冷却箱的内部开设有储水腔，储水腔位于一对汇流管之间，分流管位于储水腔的内部，且储水腔的内部填充有冷却水，将汇流管内的气体分散导入多个分流管中，通过分流管与冷却水进行换热，通过减小气体流量，增大气体换热面积的方式，可以有效提高气体降温速率。

（4）位于回形密封板同一侧的多个气孔内部均固定连接有阀门，阀门与控制器电性连接，阀门用于控制由气孔、U型冷却管道和半开放回形框组成的气体回路的开闭，方便根据温度环境选择性进行绝缘油的防凝冻或是降温过程。

附图说明

图1为本发明的正面结构示意图一；

图2为本发明的正面结构示意图二；

图3为图2中A处的结构示意图；

图4为图2中B处的结构示意图；

图5为图2中C处的结构示意图；

图6为本发明的内筒的内部立体图；

图7为本发明的冷却箱的侧面结构示意图；

图8为本发明的顶面结构示意图。

图中标号说明：

1箱体、101气孔、2 半开放回形框、201副气流孔、202主气流孔、3变形搅流针囊、31内筒、3101螺旋槽、32伸缩囊、33搅棒、34密封块、35连杆、36滑块、4电动伸缩杆、5回形密封板、6冷却箱、601储水腔、71导流管、72汇流管、73分流管、8阀门、9温度感应器、10控制器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例：

请参阅图1，一种用于极寒地区的防油凝冻型变压器油箱，包括内部装有绝缘油的箱体1，箱体1的内壁固定连接有半开放回形框2，半开放回形框2远离箱体1的一端固定连接有多个均匀分布的变形搅流针囊3，请参阅图3和图4，变形搅流针囊3包括内筒31和伸缩囊32，内筒31位于伸缩囊32的内侧，且内筒31和伸缩囊32的一端均与半开放回形框2的外端固定连接，伸缩囊32采用耐高温高弹性材料制成，半开放回形框2上开设有多个与内筒31一一对应的副气流孔201，副气流孔201与内筒31内部相通，半开放回形框2上还开设有多个主气流孔202，多个主气流孔202呈圆形均匀分布于单个副气流孔201的外侧，主气流孔202与伸缩囊32内部相通，内筒31的内部滑动连接有密封块34，密封块34靠近内筒31内壁的一端固定连接有滑块36，内筒31的内壁开设有螺旋槽3101，滑块36滑动连接于螺旋槽3101内部，密封块34远离半开放回形框2的一端固定连接有连杆35，连杆35远离密封块34的一端与伸缩囊32内表面固定连接，伸缩囊32的外表面固定连接有多个均匀分布的搅棒33，请参阅图2，半开放回形框2的内部滑动连接有回形密封板5，回形密封板5的下端和半开放回形框2的内底面之间固定连接有多个均匀分布的电动伸缩杆4，回形密封板5和密封块34均采用耐高温橡胶材质制成，半开放回形框2的内顶端固定连接有温度感应器9，温度感应器9用于检测箱体1内部绝缘油的温度，箱体1的外端固定连接有冷却箱6，冷却箱6的上端固定连接有控制器10，电动伸缩杆4和温度感应器9均与控制器10电性连接。

请参阅图3和图4，当半开放回形框2内气体通过副气流孔201和主气流孔202分别进入内筒31和伸缩囊32中时，内筒31气压增大，迫使密封块34逐渐远离半开放回形框2，此时密封块34沿着螺旋槽3101进行旋转移动运动，通过连杆35带动伸缩囊32发生旋转扭曲，与此同时，伸缩囊32因气体充入发生膨胀，从而使得伸缩囊32整体发生膨胀旋转运动，带动搅棒33对绝缘油进行充分搅动，有效提高绝缘油的流动性；当内筒31和伸缩囊32内的气体向半开放回形框2内流动时，密封块34沿着螺旋槽3101进行反向旋转移动过程，伸缩囊32整体进行收缩旋转运动，同样带动搅棒33对绝缘油进行充分搅动，提高绝缘油的流动性。

请参阅图1，箱体1上开设有多个气孔101，多个气孔101均匀分布于回形密封板5的上下两侧，且气孔101与半开放回形框2的内部相通，冷却箱6的内部固定连接有U型冷却管道，位于回形密封板5上侧的多个气孔101均与U型冷却管道上端相通，位于回形密封板5下侧的多个气孔101均与U型冷却管道下端相通，请参阅图5，U型冷却管道包括一对上下分布的汇流管72，一对汇流管72之间固定连接有多个均匀分布的分流管73，分流管73靠近箱体1的一端固定连接有多个导流管71，多个导流管71分别与多个气孔101相通，冷却箱6的内部开设有储水腔601，储水腔601位于一对汇流管72之间，分流管73位于储水腔601的内部，且储水腔601的内部填充有冷却水，气孔101、U型冷却管道和半开放回形框2的内部可组成气体流动回路，油的热量传递至半开放回形框2的内部后，使半开放回形框2内气体温度升高，当回形密封板5上下移动时，将半开放回形框2内气体向上侧或下侧进行挤压，受挤压的气体通过同一侧的气孔101进入U型冷却管道，经过换热降温后，通过另一侧的气孔101再次回到半开放回形框2中，采用以气体为热量传递媒介的方式，实现了对绝缘油的降温过程；将汇流管72内的气体分散导入多个分流管73中，通过分流管73与冷却水进行换热，通过减小气体流量，增大气体换热面积的方式，可以有效提高气体降温速率。

请参阅图5，位于回形密封板5同一侧的多个气孔101内部均固定连接有阀门8，阀门8与控制器10电性连接，阀门8用于控制由气孔101、U型冷却管道和半开放回形框2组成的气体回路的开闭，方便根据温度环境选择性进行绝缘油的防凝冻或是降温过程。

内筒31远离半开放回形框2的一端与密封块34之间的最远距离小于连杆35的长度，在密封块34的旋转移动过程中，连杆35与伸缩囊32连接的一端不易进入内筒31内部，不易发生伸缩囊32堵塞内筒31内部的情况。

将温度感应器9设置一个低温触发值M和一个高温触发值N，当温度感应器9检测到绝缘油温度达到低温触发值M时，控制器10自动启动电动伸缩杆4，电动伸缩杆4带动回形密封板5进行上下往返运动，循环对回形密封板5上侧和下侧的气体进行挤压，如：当回形密封板5向上移动时，回形密封板5上侧气体受到挤压，气体进入与回形密封板5上侧的变形搅流针囊3内部，使其发生膨胀旋转运动，回形密封板5下侧形成负气压，回形密封板5下侧的变形搅流针囊3失去气体逐渐瘪缩，发生收缩扭曲运动，通过多个变形搅流针囊3进行不同程度的膨胀旋转和收缩扭曲运动，对绝缘油实现搅动，使绝缘油保持一定的流动性，增大绝缘油的动能以及油流动过程中与箱体1、半开放回形框2和变形搅流针囊3摩擦产生的热能，减小绝缘油发生凝冻的情况；在变压器运行过程中，当温度感应器9检测到绝缘油温度达到高温触发值N时，控制器10先打开阀门8，随后启动电动伸缩杆4，带动回形密封板5进行上下往返运动，同样循环对回形密封板5上侧和下侧的气体进行挤压，半开放回形框2内受挤压的气体通过气孔101进入U型冷却管道，与冷却水进行换热降温，降温后的气体通过气孔101再次进入半开放回形框2的内部，从而实现对绝缘油的降温过程。

本发明可以实现当绝缘油1温度较低时，通过回形密封板5的往返移动过程，使浸在油内的多个变形搅流针囊3进行不同程度的膨胀和收缩过程，并且，在膨胀和收缩过程中同时进行旋转扭曲运动，使箱体1内绝缘油时刻保持流动性，增大绝缘油的动能以及油流动过程中与箱体1、半开放回形框2和变形搅流针囊3摩擦产生的热能，有效减小绝缘油在低温下发生凝冻的情况，保证变压器的正常启动和运行，另外，当变压器在运行过程中，箱体1内绝缘油温度过高时，热量传递至半开放回形框2和变形搅流针囊3的内部，此时通过回形密封板5的往返移动过程，可使半开放回形框2和变形搅流针囊3内热气沿着U型冷却管道循环移动，实现对绝缘油进行有效降温，便于变压器的正常运行。

以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于极寒地区的防油凝冻型变压器油箱，包括箱体（1），其特征在于：所述箱体（1）的内壁固定连接有半开放回形框（2），所述半开放回形框（2）远离箱体（1）的一端固定连接有多个均匀分布的变形搅流针囊（3），所述变形搅流针囊（3）包括内筒（31）和伸缩囊（32），所述内筒（31）位于伸缩囊（32）的内侧，且内筒（31）和伸缩囊（32）的一端均与半开放回形框（2）的外端固定连接，所述半开放回形框（2）上开设有多个与内筒（31）一一对应的副气流孔（201），所述副气流孔（201）与内筒（31）内部相通，所述半开放回形框（2）上还开设有多个主气流孔（202），多个所述主气流孔（202）呈圆形均匀分布于单个副气流孔（201）的外侧，所述主气流孔（202）与伸缩囊（32）内部相通，所述内筒（31）的内部滑动连接有密封块（34），所述密封块（34）靠近内筒（31）内壁的一端固定连接有滑块（36），所述内筒（31）的内壁开设有螺旋槽（3101），所述滑块（36）滑动连接于螺旋槽（3101）内部，所述密封块（34）远离半开放回形框（2）的一端固定连接有连杆（35），所述连杆（35）远离密封块（34）的一端与伸缩囊（32）内表面固定连接，所述伸缩囊（32）的外表面固定连接有多个均匀分布的搅棒（33），所述半开放回形框（2）的内部滑动连接有回形密封板（5），所述回形密封板（5）的下端和半开放回形框（2）的内底面之间固定连接有多个均匀分布的电动伸缩杆（4），所述半开放回形框（2）的内顶端固定连接有温度感应器（9），所述箱体（1）的外端固定连接有冷却箱（6），所述冷却箱（6）的上端固定连接有控制器（10），所述电动伸缩杆（4）和温度感应器（9）均与控制器（10）电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于极寒地区的防油凝冻型变压器油箱，其特征在于：所述箱体（1）上开设有多个气孔（101），多个所述气孔（101）均匀分布于回形密封板（5）的上下两侧，且气孔（101）与半开放回形框（2）的内部相通，所述冷却箱（6）的内部固定连接有U型冷却管道，位于所述回形密封板（5）上侧的多个气孔（101）均与U型冷却管道上端相通，位于所述回形密封板（5）下侧的多个气孔（101）均与U型冷却管道下端相通。

3.根据权利要求2所述的一种用于极寒地区的防油凝冻型变压器油箱，其特征在于：所述U型冷却管道包括一对上下分布的汇流管（72），一对所述汇流管（72）之间固定连接有多个均匀分布的分流管（73），所述分流管（73）靠近箱体（1）的一端固定连接有多个导流管（71），多个所述导流管（71）分别与多个气孔（101）相通。

4.根据权利要求3所述的一种用于极寒地区的防油凝冻型变压器油箱，其特征在于：所述冷却箱（6）的内部开设有储水腔（601），所述储水腔（601）位于一对汇流管（72）之间，所述分流管（73）位于储水腔（601）的内部，且储水腔（601）的内部填充有冷却水。

5.根据权利要求2所述的一种用于极寒地区的防油凝冻型变压器油箱，其特征在于：位于所述回形密封板（5）同一侧的多个气孔（101）内部均固定连接有阀门（8），所述阀门（8）与控制器（10）电性连接。

6.根据权利要求1所述的一种用于极寒地区的防油凝冻型变压器油箱，其特征在于：所述回形密封板（5）和密封块（34）均采用耐高温橡胶材质制成。

7.根据权利要求1所述的一种用于极寒地区的防油凝冻型变压器油箱，其特征在于：所述内筒（31）远离半开放回形框（2）的一端与密封块（34）之间的最远距离小于连杆（35）的长度。

8.根据权利要求1所述的一种用于极寒地区的防油凝冻型变压器油箱，其特征在于：所述伸缩囊（32）采用耐高温高弹性材料制成。

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