CN113674956B - 一种用于降低大容量干式空心电抗器本体温度的散热装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于降低大容量干式空心电抗器本体温度的散热装置，其由轮毂散热结构和汇流排散热结构组成；当散热装置安装在大容量干式空心电抗器上时，轮毂散热结构的轴线与电抗器的轮毂轴线重合，汇流排散热结构围绕电抗器的轮毂均匀排列；在使用轮毂散热结构时，将轮毂散热结构套在大容量干式空心电抗器的中心轮毂上；在使用汇流排散热结构时，将汇流排散热结构的传热面贴合在大容量干式空心电抗器的汇流排上。本发明在应用时，通过散热片与电抗器的轮毂、汇流排大面积接触，能将电抗器金属结构件产生的热量及时散发至空气中，有效降低了电抗器本身的温度，提高了电抗器的安全性，进一步提高了高压或超高压电网的安全性。

Description

一种用于降低大容量干式空心电抗器本体温度的散热装置

技术领域

本发明属于电气设备技术领域，尤其涉及一种用于降低大容量干式空心电抗器本体温度的散热装置。

背景技术

随着高压及超高压输电网的形成和快速发展，变电站短路电流水平逐年升高，当电网短路电流增长到一定水平时，就会超过断路器的遮断容量，使电网时刻处于因断路器无法断开故障电流而引发的危险之中。目前而言，最简便、可靠、经济的手段就是加装大容量干式空心电抗器。但是，随着输电容量的增加，电抗器的容量也越来越大，长时间的通流及强磁场导致的涡流，会让电抗器的本体产生过热现象，这一现象主要发生在电抗器的汇流排及轮毂上，这些金属结构件的发热对于电抗器的安全运行构成了严重的安全隐患。

因此，亟需研究和开发一种能够有效降低大容量干式空心电抗器的本体发热的散热装置，尤其需要对本体金属结构件发热进行有效控制，这对于高压或超高压电网的安全运行意义重大。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供一种用于降低大容量干式空心电抗器本体温度的散热装置，其由轮毂散热结构和汇流排散热结构组成；

当所述散热装置安装在大容量干式空心电抗器上时，所述轮毂散热结构的轴线与所述大容量干式空心电抗器的轮毂轴线重合，所述汇流排散热结构围绕所述大容量干式空心电抗器的轮毂均匀排列；

在使用所述轮毂散热结构时，将所述轮毂散热结构套在所述大容量干式空心电抗器的中心轮毂上；

在使用所述汇流排散热结构时，将所述汇流排散热结构的传热面贴合在所述大容量干式空心电抗器的汇流排上。

优选地，所述轮毂散热结构主要由轮毂、第一传热板和第一齿型散热片组成；

所述第一传热板与所述轮毂接触的表面分别贴合在所述轮毂的内侧面、底面和外侧面上；

所述第一齿形散热片位于所述轮毂内侧，所述第一齿形散热片的顶部朝向所述轮毂的轴线，所述第一齿形散热片的底部垂直于所述第一传热板与所述轮毂内侧面接触面的相对面，所述第一齿形散热片固定在所述第一传热板上。

优选地，所述第一传热板由四块子传热板组成，四块子传热板在所述轮毂的轴线方向上的投影均为扇环，在所述轮毂的纵切面上，所述第一传热板的形状近似“几”字形；

第一子传热板贴合在所述轮毂的内侧面上；

第二子传热板贴合在所述轮毂的底面上，所述第二子传热板的一端与所述第一子传热板的一端固定连接；

第三子传热板贴合在所述轮毂的外侧面上，所述第三子传热板的一端与所述第二子传热板的另一端固定连接；

第四子传热板与所述第三子传热板的另一端固定连接；

所述第一传热板内的间隙高度＝轮毂高度的1/2；

所述第一传热板沿着所述轮毂的边沿方向均匀布置，所述第三子传热板的宽度≤两个相邻所述汇流排与所述轮毂连接点之间的宽度。

优选地，所述第一传热板以所述轮毂的轴线中点所在的所述轮毂的横切面为对称面对称设置，所述第一传热板的数目等于所述汇流排的数目的2倍；

所述第四子传热板上设置有连接所述对称设置的所述第一传热板的开孔，所述对称设置的两块所述第一传热板通过穿过所述开孔的螺栓连接。

优选地，固定在同一第一传热板上的所述第一齿形散热片至少为1片；

当固定在同一第一传热板上的所述第一齿形散热片的数目≥3时，相邻两片所述第一齿形散热片之间的距离相等，且任意两片所述第一齿形散热片的厚度相等。

优选地，所述汇流排散热结构由第二传热板和第二齿形散热片组成，所述第二齿形散热片固定在所述第二传热板的散热面上，所述第二齿形散热片与所述散热面相互垂直；

所述第二传热板与所述大容量干式空心电抗器的汇流排相互平行；

所述第二传热板中与所述散热面相对的一面为所述汇流排散热结构的传热面。

优选地，所述汇流排散热结构的数量为所述大容量干式空心电抗器的汇流排数量的1倍或2倍；

当所述汇流排散热结构的数量为所述汇流排数量的2倍时，所述汇流排散热结构均匀分布在所述大容量干式空心电抗器的汇流排的两侧。

优选地，所述第二传热板的宽度等于所述大容量干式空心电抗器的汇流排的宽度；

所述第二齿型散热片的厚度相等，并且所述第二齿形散热片沿着所述第二传热板等距离排列；

所述等距离排列的所述第二齿形散热片的长度依次递增，且相邻两个所述第二齿形散热片的长度的差值不变；

所述等距离排列的所述第二齿形散热片的宽度相同，并且等于所述大容量干式空心电抗器的汇流排的宽度。

优选地，所述传热面上开设有安装孔，所述第二传热板通过所述安装孔与所述大容量干式空心电抗器螺栓连接。

优选地，所述散热装置的材质为非磁性材质。

本发明的有益效果如下：

第一方面，散热装置中的轮毂散热结构能与大容量干式空心电抗器的轮毂充分接触，从而将电抗器轮毂部分产生的热量及时散发至空气中，有效降低电抗器本身的温度，维持电抗器本身的安全运行。

第二方面，散热装置中的汇流排散热结构中的传热板能与大容量干式空心电抗器的汇流排充分接触，并通过齿形散热片及时将汇流排上的热量散发至空气中，有效降低电抗器本身的温度，维持电抗器的安全运行。

本发明中的两种特殊形式的散热结构安装方便，能够在不改变现有干式空心电抗器结构的情况下，实现将电抗器运行过程中产生的热量及时散发至空气中，有效降低了电抗器本身的温度，提高了电抗器的安全性，进一步提高了高压或超高压电网的安全性。

附图说明

图1是本发明一种用于降低大容量干式空心电抗器本体温度的散热装置的结构示意图；

图中各部分的标记如下：101-电抗器汇流排、102-第二传热板、103-第二齿形散热片、104-第一齿形散热片、105-第一传热板、106-轮毂；

图2是本发明中轮毂散热结构的放大示意图；

图中各部分的标记如下：201-连接螺栓；

图3是本发明中汇流排散热结构的正视图；

图中各部分的标记如下：301-传热板的安装孔；

图4是本发明中汇流排散热结构的俯视图。

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设计方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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。

需要说明的是，本申请文件中权利要求书和说明书中的“第一”、“第二”、“第三”等术语仅用于描述相似的对象，而不必理解为描述对象的前后顺序或先后次序。

本发明的发明人在研究大容量干式空心电抗器本体如何散热的问题时，设计了一种用于降低大容量干式空心电抗器本体温度的散热装置，该散热装置主要针对电抗器轮毂部分和汇流排部分设计了轮毂散热结构和汇流排散热结构。该散热装置主要通过两种特殊形式的散热结构将电抗器运行过程中产生的热量及时散发至空气中，有效降低了电抗器本身的温度，提高了电抗器的安全性，进一步提高了高压或超高压电网的安全性。

图1示出了本发明一种用于降低大容量干式空心电抗器本体温度的散热装置的一种具体实施方式，该散热装置主要由轮毂散热结构和汇流排散热结构组成。当散热装置安装在大容量干式空心电抗器上时，轮毂散热结构的轴线与大容量干式空心电抗器的轮毂轴线重合，汇流排散热结构围绕大容量干式空心电抗器的轮毂均匀排列。在为大容量干式空心电抗器降温时，两种散热结构可以同时使用或者分开单独使用，具体使用方式根据电抗器本身的结构相应选择。在使用轮毂散热结构时，将轮毂散热结构套在大容量干式空心电抗器的中心轮毂上；在使用汇流排散热结构时，将汇流排散热结构安装在大容量干式空心电抗器的汇流排上，并使汇流排散热结构的传热面贴合在汇流排上。

图2示出了本发明中的轮毂散热结构的具体结构，轮毂散热结构主要由轮毂106、第一传热板105和第一齿型散热片104组成。轮毂106为中空的圆筒状结构，其内侧面、底面和外侧面分别与第一传热板105和轮毂106接触的表面贴合在一起。

如图2所示，在轮毂106的纵切面上，第一传热板105的形状近似“几”字形。第一传热板105的“几”字形的空隙贴合在轮毂106的表面上，第一传热板105内的间隙高度＝轮毂106的高度的1/2。第一传热板的材质优选为不锈钢或者陶瓷材质，当为不锈钢材质时，第一传热板105由四块子传热板组成，其中的第一子传热板贴合在轮毂106的内侧面上，第二子传热板贴合在轮毂106的底面上，第二子传热板的一端与第一子传热板的一端固定连接，进一步优选焊接在一起。第三子传热板贴合在轮毂106的外侧面上，第三子传热板的一端与所述第二子传热板的另一端固定连接，进一步优选焊接在一起。第四子传热板与轮毂106的外侧面和/或第三子传热板的底端表面贴合，第四子传热板与第三子传热板的另一端固定连接，进一步优选焊接在一起。四块子传热板在轮毂的轴线方向上的投影均为扇环。第一传热板105沿着轮毂106的边沿方向均匀布置，第三子传热板的宽度≤两个相邻汇流排与轮毂连接点之间的宽度。当第一传热板为陶瓷材质时，第一子传热板、第二子传热板、第三子传热板、第四子传热板为一体结构。

如图2所示，第一传热板105以轮毂的轴线中点所在的轮毂的横切面为对称面对称设置，从而使得同一个轮毂散热结构中的第一传热板105的数目等于电抗器汇流排的数目的2倍。在第四子传热板上设置有连接对称设置的两块第一传热板105的开孔，两块对称的第一传热板105通过穿过该开孔的螺栓连接，使得两块第一传热板105的“几”字形空隙分别卡住轮毂106的两个底端，并与轮毂106固定在一起。在为大容量干式空心电抗器的轮毂降温时，将轮毂散热结构套在大容量干式空心电抗器的轮毂上，第一传热板105将电抗器轮毂的热量传导至第一齿形散热片104上，通过第一齿形散热片104将电抗器轮毂的热量散发至空气中，从而降低电抗器的温度。

如图2所示，第一齿形散热片104固定在第一子传热板的外侧面上，同一块第一子传热板上至少固定1块第一齿形散热片。当固定在同一块子传热板上的第一齿形散热片的数目≥3时，相邻两片第一齿形散热片之间的距离相等，且任意两片第一齿形散热片的厚度和高度也分别相等。

如图1所示，汇流排散热结构由第二传热板102和第二齿形散热片103组成，第二齿形散热片103固定在第二传热板102的散热面上。在第二传热板102中，与大容量干式空心电抗器汇流排101贴合的侧面为汇流排散热结构的传热面，其与第二传热板102的散热面相对。第二齿形散热片103与第二传热板102的散热面相互垂直，优选第二齿形散热片103与第二传热板102的散热面在轮毂散热结构径向平面上的投影相互垂直。第二传热板102与大容量干式空心电抗器汇流排101相互平行，二者优选在轮毂散热结构径向平面上的投影相互平行。第二传热板102的数量优选根据需要降温的大容量干式空心电抗器汇流排101的数量设定。一个汇流排散热结构包括一个第二传热板102，因而，第二传热板102的数量即为汇流排散热结构的数量，该数量优选为电抗器汇流排101数量的1倍或2倍。当汇流排散热结构的数量为电抗器汇流排数量的2倍时，汇流排散热结构均匀分布在电抗器汇流排101的两侧。在为电抗器降温时，将第二传热板102的传热面贴合在电抗器汇流排101上，汇流排101上的热量通过第二传热板102传导至第二齿形散热片103，再由第二齿形散热片103散发至空气中，从而降低汇流排101的温度，进一步降低大容量干式空心电抗器本身的温度。

如图3和图4所示，设置在同一个第二传热板102上的第二齿形散热片103相互平行排列，第二齿形散热片103优选与第二传热板102一体成型。第二传热板102的传热面上开设有安装孔301，通过安装孔301可将第二传热板102安装在电抗器的汇流排101上，两者优选通过螺栓连接。安装孔301可以设在第二齿形散热片103的齿间距之间的第二传热板102上，也可去掉某一个齿，或者去掉某一个齿的部分结构，在该位置的第二传热板102上设置安装孔。

如图1和图3所示，设置在同一个第二传热板102上的第二齿形散热片103沿第二传热板102等距离排列，并且第二齿形散热片103的长度依次递增，相邻两个第二齿形散热片103的长度差值固定不变。相邻两个第二齿形散热片103之间的距离优选为一个第二齿形散热片103的厚度，所有第二齿形散热片103的厚度相同，进一步优选第二齿形散热片103的厚度为5～8mm。所有的第二齿形散热片103的宽度相同，具体宽度根据电抗器汇流排101的实际宽度选择，优选与电抗器汇流排101的宽度相同。

本发明的散热装置优选采用非磁性材料制成，例如不锈钢、陶瓷。该散热装置可采用车床加工成型或者有模具开模成型。

以上所述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。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改进和修改也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种用于降低大容量干式空心电抗器本体温度的散热装置，其特征在于：

所述散热装置由轮毂散热结构和汇流排散热结构组成；

当所述散热装置安装在大容量干式空心电抗器上时，所述轮毂散热结构的轴线与所述大容量干式空心电抗器的轮毂轴线重合，所述汇流排散热结构围绕所述大容量干式空心电抗器的轮毂均匀排列；

在使用所述轮毂散热结构时，将所述轮毂散热结构套在所述大容量干式空心电抗器的中心轮毂上；

在使用所述汇流排散热结构时，将所述汇流排散热结构的传热面贴合在所述大容量干式空心电抗器的汇流排上；

所述轮毂散热结构主要由轮毂、第一传热板和第一齿形散热片组成；

所述第一传热板与所述轮毂接触的表面分别贴合在所述轮毂的内侧面、底面和外侧面上；

所述第一传热板由四块子传热板组成，四块子传热板在所述轮毂的轴线方向上的投影均为扇环，在所述轮毂的纵切面上，所述第一传热板的形状近似“几”字形；

所述第一齿形散热片位于所述轮毂内侧，所述第一齿形散热片的顶部朝向所述轮毂的轴线，所述第一齿形散热片的底部垂直于所述第一传热板与所述轮毂内侧面接触面的相对面，所述第一齿形散热片固定在所述第一传热板上；

所述汇流排散热结构由第二传热板和第二齿形散热片组成，所述第二齿形散热片固定在所述第二传热板的散热面上，所述第二齿形散热片与所述散热面相互垂直。

2.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于：

第一子传热板贴合在所述轮毂的内侧面上；

第二子传热板贴合在所述轮毂的底面上，所述第二子传热板的一端与所述第一子传热板的一端固定连接；

第三子传热板贴合在所述轮毂的外侧面上，所述第三子传热板的一端与所述第二子传热板的另一端固定连接；

第四子传热板与所述第三子传热板的另一端固定连接；

所述第一传热板内的间隙高度＝轮毂高度的1/2；

所述第一传热板沿着所述轮毂的边沿方向均匀布置，所述第三子传热板的宽度≤两个相邻所述汇流排与所述轮毂连接点之间的宽度。

3.根据权利要求2所述的散热装置，其特征在于：

所述第一传热板以所述轮毂的轴线中点所在的所述轮毂的横切面为对称面对称设置，所述第一传热板的数目等于所述汇流排的数目的2倍；

所述第四子传热板上设置有连接所述对称设置的所述第一传热板的开孔，所述对称设置的两块所述第一传热板通过穿过所述开孔的螺栓连接。

4.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于：

固定在同一第一传热板上的所述第一齿形散热片至少为1片；

当固定在同一第一传热板上的所述第一齿形散热片的数目≥3时，相邻两片所述第一齿形散热片之间的距离相等，且任意两片所述第一齿形散热片的厚度相等。

5.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于：

所述第二传热板与所述大容量干式空心电抗器的汇流排相互平行；

所述第二传热板中与所述散热面相对的一面为所述汇流排散热结构的传热面。

6.根据权利要求5所述的散热装置，其特征在于：

所述汇流排散热结构的数量为所述大容量干式空心电抗器的汇流排数量的1倍或2倍；

当所述汇流排散热结构的数量为所述汇流排数量的2倍时，所述汇流排散热结构均匀分布在所述大容量干式空心电抗器的汇流排的两侧。

7.根据权利要求5所述的散热装置，其特征在于：

所述第二传热板的宽度等于所述大容量干式空心电抗器的汇流排的宽度；

所述第二齿形散热片的厚度相等，并且所述第二齿形散热片沿着所述第二传热板等距离排列；

所述等距离排列的所述第二齿形散热片的长度依次递增，且相邻两个所述第二齿形散热片的长度的差值不变；

所述等距离排列的所述第二齿形散热片的宽度相同，并且等于所述大容量干式空心电抗器的汇流排的宽度。

8.根据权利要求5所述的散热装置，其特征在于：

所述传热面上开设有安装孔，所述第二传热板通过所述安装孔与所述大容量干式空心电抗器螺栓连接。

9.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于：

所述散热装置的材质为非磁性材质。

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