CN114512305B - 一种用于电气设备的干式变压器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及变压器技术领域，且公开了一种用于电气设备的干式变压器，包括外壳、顶板、出气口和活动腔，所述活动腔的顶面的中部固定连接有电磁铁，所述活动腔底面中部的一侧固定连接有磁敏电阻。本发明通过设计顶板、储气腔、压电材料、电磁铁、磁敏电阻、顶杆和通槽，当变压器内部的温度高于极限温度时，促使储气腔内部气压增大，通过压板将压力传导至压电材料上使压电材料受压产生电荷，并通过导电针使电荷移动使得电荷产生磁场，通过磁敏电阻感应磁场并减小电阻值，使得电磁铁增加磁力吸引顶杆开启气槽，此时气囊内的气体经出气口排出同时增加气流速度，促使变压器内部的散热速度加快，避免变压器内部温度较高造成电子元件的老化速度加快。

Description

一种用于电气设备的干式变压器

技术领域

本发明涉及变压器技术领域，具体为一种用于电气设备的干式变压器。

背景技术

干式变压器就是指铁芯和绕组未浸渍在绝缘油中的变压器，其广泛应用于局部照明、高层建筑、机场、码头CNC机械设备等场所，干式变压器的主要冷却方式为自然空气冷却和强迫空气冷却，是中国近现代电气设备运用中不可缺少的设备之一。

现有自然空气冷却的干式变压器在使用时其极限温度是180摄氏度，也就是说其工作环境的温度应当小于180摄氏度，若温度高于其极限温度则会出现高温报警或者高温断闸的情况，若变压器长时间处于高温状态下运行则会加速变压器内部电子元件的老化速度，影响变压器的使用寿命，同时变压器高温状态下的变压效率极低，损耗过大，且变压器在正常使用过程中会产生震动，尤其是在变压器满载状态或者短时过载状态下工作，其震动的频率最大，如果变压器长时间处于满载状态或者短时过载状态运行时，其所产生的震动可能导致变压器内部电子元件的松动或脱落甚至造成短路的情况，从而影响变压器的正常使用，并存在一定的安全隐患。

发明内容

针对背景技术中提出的现有干式变压器在使用过程中存在的不足，本发明提供了一种用于电气设备的干式变压器，具备快速散热降温和震动缓冲的优点，解决了上述背景技术中提出的技术问题。

本发明提供如下技术方案：一种用于电气设备的干式变压器，包括外壳、顶板、出气口和活动腔，所述活动腔的顶面的中部固定连接有电磁铁，所述活动腔底面中部的一侧固定连接有磁敏电阻，所述活动腔两侧壁的中部均固定连接有拉簧，所述拉簧的另一端固定连接有顶杆，所述外壳上侧壁的内部位于活动腔的两侧均开设有通槽，所述外壳内腔顶面的中部位于活动腔的下侧固定连接有固定腔，所述固定腔的底部固定连接有储气腔，所述储气腔的顶部固定连接有压板，所述压板的内部开设有气槽，所述固定腔顶面的中部固定连接有压电材料，所述外壳上侧壁内部位于活动腔和固定腔之间的中部固定连接有导电针。

优选的，所述顶板的两侧均固定连接有压杆，所述压杆的内部开设有排气槽，所述顶板的内部开设有进气槽，所述压杆的另一端固定连接有侧气囊

优选的，所述排气槽同时与进气槽和侧气囊连通，所述侧气囊与储气腔连通，所述侧气囊的另一面与外壳内腔的侧壁固定连接，所述固定腔的底部与顶板的顶面固定连接。

优选的，所述电磁铁与磁敏电阻串联并接通于外部电源，所述顶杆为磁性材料制成，且顶杆的磁性与电磁铁的磁性相反，所述顶杆的另一端伸入通槽的内部，且顶杆设置为工字型，所述顶杆伸入通槽一端的侧壁与通槽的侧壁滑动接触，所述拉簧套接在位于活动腔内部一段顶杆的外侧并与顶杆的顶端固定连接。

优选的，所述磁敏电阻设置为磁场强度越大其阻值越小反之磁场强度越小阻值越大，所述导电针的顶端伸入活动腔的内部，所述磁敏电阻位于导电针的侧面。

优选的，所述气槽两端伸入固定腔的侧壁内部，且气槽与储气腔连通，所述气槽位于固定腔侧壁内的顶端与通槽的底端连通。

优选的，所述压电材料的底部与压板的顶部接触，所述导电针的底部伸入压电材料的内部。

优选的，所述通槽将气槽与出气口的侧壁连通，所述外壳上侧壁的内部位于活动腔和出气口之间开设有供顶杆滑动的槽。

本发明具备以下有益效果：

1、本发明通过设计顶板、储气腔、压电材料、电磁铁、磁敏电阻、顶杆和通槽，当变压器内部的温度高于极限温度时，促使储气腔内部气压增大，从而对压板施压，从而利用压板将压力传导至压电材料上，促使压电材料受压产生电荷，同时利用导电针的作用促使电荷移动，通过电荷的移动促使电荷产生磁场，致使磁敏电阻所感应的磁场强度增大并减小电阻值，并控制电磁铁所需的电流增大从而增加磁力，利用电磁铁对顶杆的吸引促使顶杆的前端开启气槽，从而促使气囊内部的气体可经气槽传输至出气口处，加速出气口处的气流速度，进而加速变压器内部高温气体的排放，促使变压器内部的散热降温速度增加，避免变压器长时间处于高温状态运行造成电子元件的老化速度加快。

2、本发明通过设计顶板、压杆、排气槽、进气槽和侧气囊，通过变压器运行时所产生的震动，促使顶板两侧的压杆不断的对侧气囊进行挤压，从而对变压器所产生的震动进行缓冲，避免变压器运行时产生震动造成电子元件的松动或脱落，减小了安全隐患发生的概率，进一步增加了变压器的使用寿命。

3、本发明通过设计顶板、压杆、侧气囊、储气腔和压电材料，通过变压器在处于满载状态或者短时过载状态运行时，由于此时变压器所产生的震动和热量均处于较高的数值，而此时压杆对侧气囊的挤压幅度较大，促使侧气囊内部的部分气体被挤压经进气槽进入储气腔内，从而增加储气腔内部的气压，促使压电材料受压产生电荷，进而促使电磁铁磁力增大对顶杆进行吸附，促使通槽开启，加速变压器满载状态或者短时过载状态下的散热降温速度。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明顶杆移动后状态结构示意图；

图3为本发明图1中A处放大结构示意图；

图4为本发明图1中B处放大结构示意图。

图中：1、外壳；2、底板；3、变压器；4、低压绕组；5、高压绕组；6、顶板；61、压杆；611、排气槽；62、进气槽；63、侧气囊；7、进气口；8、出气口；9、活动腔；91、电磁铁；92、磁敏电阻；93、拉簧；94、顶杆；95、通槽；96、固定腔；961、储气腔；962、压板；963、气槽；964、压电材料；965、导电针。

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。

请参阅图1和图2，一种用于电气设备的干式变压器，包括外壳1，外壳1的底部固定连接有底板2，底板2的上侧面固定连接有变压器3，变压器3的外侧固定设有低压绕组4，低压绕组4的外侧固定设有绝缘层，低压绕组4外侧绝缘层的外侧固定设有高压绕组5，变压器3的顶端固定连接有顶板6，外壳1侧壁的下部开设有进气口7，外壳1上侧壁中部的两侧开设有出气口8。

请参阅图1、图2、图3和图4，顶板6的两侧均固定连接有压杆61，压杆61的内部开设有排气槽611，顶板6的内部开设有进气槽62，压杆61的另一端固定连接有侧气囊63，排气槽611同时与进气槽62和侧气囊63连通，便于侧气囊63内部气体的传输，侧气囊63的另一面与外壳1内腔的侧壁固定连接，对侧气囊63的位置进行固定，防止受到挤压时侧气囊63出现滑动的现象，外壳1上侧壁的内部位于两个出气口8的中部开设有活动腔9，活动腔9的顶面的中部固定连接有电磁铁91，活动腔9底面中部的一侧固定连接有磁敏电阻92，电磁铁91与磁敏电阻92串联并接通于外部电源，磁敏电阻92设置为磁场强度越大其阻值越小反之磁场强度越小阻值越大，确保磁敏电阻92可控制电磁铁91所需的电流大小，从而控制电磁铁91的磁力大小，活动腔9两侧壁的中部均固定连接有拉簧93，电磁铁91未得电状态时的磁力小于拉簧93的势能，电磁铁91得电后的磁力大于拉簧93的势能，拉簧93的另一端固定连接有顶杆94，拉簧93套接在位于活动腔9内部一段顶杆94的外侧并与顶杆94的顶端固定连接，顶杆94为磁性材料制成，且顶杆94的磁性与电磁铁91的磁性相反，保证了电磁铁91得电后可对顶杆94进行吸附，促使顶杆94克服拉簧93的势能移动，外壳1上侧壁的内部位于活动腔9的两侧均开设有通槽95，顶杆94的另一端伸入通槽95的内部，且顶杆94设置为工字型，顶杆94伸入通槽95一端的侧壁与通槽95的侧壁滑动接触，确保顶杆94移动时可通过工字型的顶端促使通槽95开启，外壳1内腔顶面的中部位于活动腔9的下侧固定连接有固定腔96，固定腔96的底部固定连接有储气腔961，侧气囊63与储气腔961连通，固定腔96的底部与顶板6的顶面固定连接，储气腔961的顶部固定连接有压板962，压板962的内部开设有气槽963，通槽95将气槽963与出气口8的侧壁连通，外壳1上侧壁的内部位于活动腔9和出气口8之间开设有供顶杆94滑动的槽，气槽963两端伸入固定腔96的侧壁内部，且气槽963与储气腔961连通，气槽963位于固定腔96侧壁内的顶端与通槽95的底端连通，保证了储气腔961内部的气体可经气槽963和通槽95传输至出气口8处，固定腔96顶面的中部固定连接有压电材料964，压电材料964的底部与压板962的顶部接触，便于压板962将储气腔961内部气体增压所产生的压力传输至压电材料964处，外壳1上侧壁内部位于活动腔9和固定腔96之间的中部固定连接有导电针965，导电针965的底部伸入压电材料964的内部，便于导电针965对压电材料964受压所产生的电荷进行传导，促使电荷移动产生磁场，导电针965的顶端伸入活动腔9的内部，磁敏电阻92位于导电针965的侧面，便于磁敏电阻92感应导电针965上电荷的磁场变化，从而改变磁敏电阻92自身的电阻值。

请参阅图1、图2、图3和图4，其中当变压器3长时间处于满载或者短时过载状态运行时，通过变压器3此时所产生震动的频率和幅度增大同时温度也较高，使得压杆61对侧气囊63的家用幅度增大，从而促使侧气囊63内的部分气体进入储气腔961内部，并促使储气腔961内部的气压增加，此时利用压板962将储气腔961所施加的压力传输至压电材料964处，促使压电材料964产生电荷，并通过导电针965促使电荷移动从而产生磁场，利用磁敏电阻92的作用使得外部电源的电流传输至电磁铁91处，促使电磁铁91的磁力增大并对顶杆94进行吸附，使得顶杆94开启通槽95，从而促使储气腔961内部的气体经气槽963和通槽95传输至出气口8处，使得出气口8处的气流速度增加，进而加速变压器3内部高温气体排出的速度，加速了变压器3内部的散热降温，其次在变压器3正常运行时，如变压器3内部温度较高，通过储气腔961内部的气体压力增大，同样可以促使电磁铁91对顶杆94进行吸附，进而促使通槽95开启，从而加速变压器3内部的散热降温，避免变压器3内部的温度过高加速了内部电子元件的老化速度和损坏，同时通过侧气囊63的设置，促使变压器3运行时所产生震动带动压杆61挤压侧气囊63，通过侧气囊63可对变压器3产生的震动进行缓冲，避免变压器3运行时产生的震动造成内部电子元件的松动或脱落，增加了变压器3的使用寿命。

本发明的使用方法工作原理如下：

首先，当变压器3正常工作时，利用变压器3内部所产生的热量促使储气腔961内部的气体压力增大，从而利用储气腔961内的气压促使压板962对压电材料964进行挤压，促使压电材料964产生电荷，并通过导电针965的作用促使电荷移动从而产生磁场，使得磁敏电阻92的阻值减小并促使电磁铁91的磁力增大，电磁铁91吸附顶杆94使得顶杆94开启通槽95，从而储气腔961内部的气体经通槽排出，加速出气口8处的气流速度，同时利用变压器3运行时所产生的震动促使压杆61对侧气囊63挤压，从而对震动进行缓冲，其次当变压器3处于满载或者短时过载状态下运行时，此时变压器3运行所产生的震动频率加快且温度较高，利用压杆61对侧气囊63进行挤压，使得侧气囊63内部的气体经排气槽611和进气槽62进入储气腔961内部，促使储气腔961内的气压增大，从而促使电磁铁91对顶杆94进行吸附并开启通槽95，进而加速变压器3内部的散热降温。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (1)

1.一种用于电气设备的干式变压器，包括外壳（1）、顶板（6）、出气口（8）和活动腔（9），其特征在于：所述外壳（1）的底部固定连接有底板（2），所述底板（2）的上侧面固定连接有变压器（3），所述变压器（3）的外侧固定设有低压绕组（4），所述低压绕组（4）的外侧固定设有绝缘层，所述低压绕组（4）外侧绝缘层的外侧固定设有高压绕组（5），所述变压器（3）的顶端固定连接有顶板（6），所述外壳（1）侧壁的下部开设有进气口（7），所述外壳（1）上侧壁中部的两侧开设有出气口（8），所述外壳（1）上侧壁的内部位于两个出气口（8）的中部开设有活动腔（9），所述活动腔（9）的顶面的中部固定连接有电磁铁（91），所述活动腔（9）底面中部的一侧固定连接有磁敏电阻（92），所述活动腔（9）两侧壁的中部均固定连接有拉簧（93），所述拉簧（93）的另一端固定连接有顶杆（94），所述外壳（1）上侧壁的内部位于活动腔（9）的两侧均开设有通槽（95），所述外壳（1）内腔顶面的中部位于活动腔（9）的下侧固定连接有固定腔（96），所述固定腔（96）的底部固定连接有储气腔（961），所述储气腔（961）的顶部固定连接有压板（962），所述压板（962）的内部开设有气槽（963），所述固定腔（96）顶面的中部固定连接有压电材料（964），所述外壳（1）上侧壁内部位于活动腔（9）和固定腔（96）之间的中部固定连接有导电针（965）；

所述顶板（6）的两侧均固定连接有压杆（61），所述压杆（61）的内部开设有排气槽（611），所述顶板（6）的内部开设有进气槽（62），所述压杆（61）的另一端固定连接有侧气囊（63）；

所述排气槽（611）同时与进气槽（62）和侧气囊（63）连通，所述侧气囊（63）与储气腔（961）连通，所述侧气囊（63）的另一面与外壳（1）内腔的侧壁固定连接，所述固定腔（96）的底部与顶板（6）的顶面固定连接；

所述电磁铁（91）与磁敏电阻（92）串联并接通于外部电源，所述顶杆（94）为磁性材料制成，且顶杆（94）的磁性与电磁铁（91）的磁性相反，所述顶杆（94）的另一端伸入通槽（95）的内部，且顶杆（94）设置为工字型，所述顶杆（94）伸入通槽（95）一端的侧壁与通槽（95）的侧壁滑动接触，所述拉簧（93）套接在位于活动腔（9）内部一段顶杆（94）的外侧并与顶杆（94）的顶端固定连接；

所述磁敏电阻（92）设置为磁场强度越大其阻值越小反之磁场强度越小阻值越大，所述导电针（965）的顶端伸入活动腔（9）的内部，所述磁敏电阻（92）位于导电针（965）的侧面；

所述气槽（963）两端伸入固定腔（96）的侧壁内部，且气槽（963）与储气腔（961）连通，所述气槽（963）位于固定腔（96）侧壁内的顶端与通槽（95）的底端连通；

所述压电材料（964）的底部与压板（962）的顶部接触，所述导电针（965）的底部伸入压电材料（964）的内部；

所述通槽（95）将气槽（963）与出气口（8）的侧壁连通，所述外壳（1）上侧壁的内部位于活动腔（9）和出气口（8）之间开设有供顶杆（94）滑动的槽。

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