CN115798865B - 一种用于变压器的散热装置及散热方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于变压器的散热装置及散热方法，该装置包括壳体、设置于壳体内的变压器本体和散热器、设置在散热器后侧的调节机构；调节机构包括转轴和伸缩结构，转轴的端部与壳体侧面内壁转动式连接，另一端的侧面通过隔板连接杆与隔板连接，隔板设置在变压器本体和散热器之间，转轴上背离隔板连接杆的一侧设置拨杆；伸缩结构的一端与壳体侧面内壁固定连接，另一端固定连接推动板和风机连接杆，拨杆位于风机连接杆上，与推动板的端部相接触，拨杆在推动板的推动下，沿着其梯形斜边向上运动，带动转轴顺时针旋转，转轴上的隔板随之向下旋转。本发明既能够防止变压器对散热装置造成损伤，又能够促进壳体内空气的流动，提高及时散热的效果。

Description

一种用于变压器的散热装置及散热方法

技术领域

本发明涉及电力设备技术领域，尤其涉及一种用于变压器的散热装置及散热方法。

背景技术

变压器是电力设备中的重要设备之一，在使用过程中通常将变压器放入壳体中，而随着变压器向着大功率、小体积方向的发展，变压器在工作时其温度会越来越高，为了进一步提高变压器的散热效果，通常在壳体内部设置散热装置。如中国专利CN201520908717.6公开了一种具有监控功能的变压器，包括变压器本体、散热除湿风扇和报警装置，变压器本体上设置的PLC控制装置根据采集的温度信号控制壳体上设置的散热除湿风扇和报警装置的运行，实现对变压器本体的散热。

上述在壳体内部设置散热装置的方案虽然能够提高散热效果，但是，由于放置变压器和散热装置的壳体内部空间较小，在整体设备移动或维修时，容易因操作不当而造成变压器对散热设备的碰撞，进而损伤变压器或散热设备。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种用于变压器的散热装置及散热方法，既能够防止变压器对散热装置造成损伤，又能够促进壳体内空气的流动，提高及时散热的效果。

为实现上述目的，本发明的一个或多个实施例提供了如下技术方案：

本发明第一方面提供了一种用于变压器的散热装置，包括壳体、设置于壳体内的变压器本体和散热器、设置在散热器后侧的调节机构、设置在变压器本体前侧的温度传感器和控制器；

所述调节机构包括转轴和伸缩结构，所述转轴的一端与壳体侧面内壁转动式连接，另一端的侧面通过隔板连接杆与隔板连接，所述隔板设置在变压器本体和散热器之间，所述转轴上背离隔板连接杆的一侧设置拨杆；所述伸缩结构平行于转轴，所述伸缩结构一端与壳体侧面内壁固定连接，另一端固定连接推动板和风机连接杆，所述拨杆位于风机连接杆上，与推动板的端部相接触。

进一步的技术方案，所述推动板为直角梯形板，所述推动板的直角边与所述伸缩结构固定连接，所述推动板的斜边与所述风机连接杆固定连接，所述拨杆位于风机连接杆上，恰好与所述推动板斜边的端部相接触；

所述伸缩结构伸长驱动所述推动板向前运动，所述推动板推动所述拨杆，所述拨杆在所述推动板的梯形斜边推动下，沿着推动板的梯形斜边向上运动，进而带动转轴顺时针旋转，所述转轴上的隔板随之向下旋转，脱离变压器本体与散热器之间的间隙。

进一步的技术方案，所述转轴上的隔板具有一定的旋转角度，所述旋转角度根据推动板的梯形斜边的斜率和长度确定。

进一步的技术方案，所述隔板连接杆与所述转轴相互垂直设置，所述拨杆与所述转轴相互垂直设置。

进一步的技术方案，所述转轴与所述隔板连接杆之间设置加强筋。

进一步的技术方案，所述推动板的末端与所述风机连接杆一体式连接，所述风机连接杆的末端固定安装风机，所述风机位于变压器本体和散热器之间间隙的后侧。

进一步的技术方案，所述风机连接杆为顺时针旋转90°放置的L型连杆，所述风机连接杆的水平杆底部通过安装于壳体背面内壁上的支撑杆支撑。

进一步的技术方案，所述支撑杆延长至所述转轴的底部。

进一步的技术方案，所述控制器与温度传感器、调节机构电连接，根据温度传感器获取温度信号，进而控制调节机构动作；

所述控制器包括数据采集模块、数据处理模块、数据存储模块、报警模块、远程传输模块、调节机构控制模块。

进一步的技术方案，所述数据采集模块与温度传感器电连接，用于采集温度传感器检测的温度数据；所述数据处理模块与数据存储模块、数据采集模块、报警模块、远程传输模块、调节机构控制模块电连接，用于对数据采集模块采集的温度数据进行数据处理，判断采集的温度数据是否超过设定的温度阈值；所述数据存储模块用于存储数据处理模块处理后的数据；所述报警模块用于高温报警；所述调节机构控制模块与调节机构中的驱动设备电连接，用于控制调节机构动作；所述远程传输模块用于将数据信息及时传输至远程终端。

本发明第二方面提供了一种用于变压器的散热方法，采用所述的用于变压器的散热装置，包括以下步骤：

检测壳体内变压器的温度，根据检测的温度判断是否超过设定的温度阈值；

当检测的温度在正常值范围内，则隔板位于变压器与散热器之间的缝隙处；

当检测的温度超过设定阈值，则控制调节机构，驱动调节机构中的伸缩结构伸长，进而驱动转轴及其上的隔板向下旋转，使得变压器与散热器之间无隔板阻挡，同时风机随着伸缩结构的伸长运行至变压器后侧，启动风机进行变压器散热，实现双重降温。

以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

(1)本发明提出了一种用于变压器的散热装置及散热方法，在散热器和变压器本体之间设置隔板，隔板由调节机构根据实际温度进行位置调节，当壳体内温度在正常范围内，隔板位于变压器本体与散热器之间，起到防护作用，便于整体设备移动或维修，避免因操作不当而造成变压器对散热设备的碰撞，进而损伤变压器或散热设备的问题；当温度超过设定值时，由控制器控制伸缩结构驱动隔板向下旋转，使变压器本体与散热器之间无阻挡，便于散热。通过上述设置，既能够防止变压器对散热装置造成损伤，又能够促进壳体内空气的流动，提高及时散热的效果。

(2)本发明中温度传感器及调节机构的驱动设备均与控制器连接，能够实时监控壳体内温度并实现智能化控制，以减少设备故障，实现快速处理。

(3)本发明的调节机构中还设有风机，与散热器相配合，起到双重散热的效果。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明实施例一中用于变压器的散热装置的结构示意图；

图2为本发明实施例一中调节机构的结构示意图；

图3为本发明实施例一中控制器的示意图。

其中，1、壳体；2、变压器本体；3、散热器；4、隔板；5、温度传感器；6、控制器；7、风机；8、隔板连接杆；9、转轴；10、拨杆；11、推动板；12、伸缩结构；13、风机连接杆；14、支撑杆；15、加强筋。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

实施例一

本实施例提出了一种用于变压器的散热装置，既能够防止变压器对散热装置造成损伤，又能够促进壳体内空气的流动，提高及时散热的效果。

一种用于变压器的散热装置，如图1所示，包括壳体1、调节机构、设置于壳体1内的变压器本体2和散热器3、设置在变压器本体2前侧的温度传感器5和控制器6；该控制器6与温度传感器5、调节机构电连接，根据温度传感器5获取温度信号，进而控制调节机构动作。

如图2所示，上述调节机构设置在散热器3后侧，包括转轴9以及通过隔板连接杆8与转轴9连接的隔板4，该隔板4设置在变压器本体2和散热器3之间，该隔板4的纵截面为多边形或圆形，如正方形、长方形、平行四边形等；该调节机构还包括拨杆10、推动板11、伸缩结构12、风机连接杆13、风机7、支撑杆14和加强筋15。

首先，上述转轴9设置于散热器3的后侧，其端部与壳体1侧面内壁转动式连接，该转轴9可相对于壳体1进行转动，该转轴9另一端的侧面固定连接隔板连接杆8，且该隔板连接杆8与该转轴9垂直设置。当转轴9转动时，带动隔板连接杆8以及与该隔板连接杆8连接的隔板4呈圆周运动。进一步的，该转轴9与隔板连接杆8之间设置加强筋15，以加强隔板4的稳定性。

上述转轴9上背离隔板连接杆8的一侧设置拨杆10，该拨杆10为一小短杆，其长度不超过转轴9至壳体1背面内壁的距离，该拨杆10也与转轴9相互垂直。

其次，壳体1侧面内部上还设置伸缩结构12，该伸缩结构12平行于上述转轴9，该伸缩结构12的末端固定连接推动板11，该推动板11的末端与风机连接杆13一体式连接，或通过螺栓连接，风机连接杆13的末端固定安装风机7，该风机7位于变压器本体2和散热器3之间间隙的后侧。上述风机7和伸缩结构12均与控制器6电连接，控制器6控制风机7和伸缩结构12的运行。此时，启动风机7，促进变压器本体2和散热器3之间间隙的空气流动，使变压器本体2散热效果更好。在本实施例中，上述伸缩结构12为采用油缸驱动的连杆伸缩结构，该结构根据控制器6下发的控制命令驱动连杆的伸缩。进一步的，上述伸缩结构12还可以为采用气缸驱动的连杆伸缩结构或电动伸缩杆。

上述风机连接杆13为顺时针旋转90°放置的L型连杆，风机连接杆13的水平杆底部通过安装于壳体1背面内壁上的支撑杆14支撑，进一步提高调节机构的整体稳定性。优选的，本实施例所述支撑杆14位于靠近推动板11的一侧，避免影响风机连接杆13的往复移动。作为更为优选的实施方式，上述支撑杆14延长至转轴9的底部，用以能够支撑转轴9，进一步提高稳定性。

上述推动板11为直角梯形板，即其纵切面为直角梯形，推动板11的直角边与伸缩结构12固定连接，推动板11的斜边与风机连接杆13固定连接，上述拨杆10位于风机连接杆13上，恰好与该推动板11斜边的端部相接触。此时，隔板4位于变压器本体2与散热器3之间，拨杆10位于风机连接杆13上，并与推动板11斜边的端部相接触，该伸缩结构12受控制器6控制而伸长，进而驱动推动板11向前运动，此时，推动板11推动拨杆10，而由于拨杆10固定安装在转轴9上，并不会随推动板11的向前运动而向前运动，而是拨杆10在推动板11的梯形斜边推动下，拨杆10沿着推动板11的梯形斜边向上运动，进而带动转轴9顺时针旋转，转轴9上的隔板4随之向下旋转70～90°，脱离变压器本体2与散热器3之间的间隙，使壳体1内温度过高时，通过散热器3对变压器本体2进行效果更优的散热，由于拨杆10沿着推动板11的梯形斜边向上运动，推动板11移动一定的距离后，拨杆10会进入推动板11的梯形直角边，即沿着推动板11的梯形直角边运动，此时，转轴9停止转动，因此，上述转轴9上的隔板4具有一定的旋转角度。该旋转角度可根据推动板11的梯形斜边的斜率和长度来进行调节与控制。

与此同时，风机7也随着与推动板11相连接的风机连接杆13向前移动至变压器本体2的正后方，对变压器本体2后方进行均匀散热，使变压器本体2达到双重降温的效果。

如图3所示，上述控制器6包括数据采集模块、数据处理模块、数据存储模块、报警模块、远程传输模块、调节机构控制模块；所述数据采集模块与温度传感器电连接，用于采集温度传感器检测的温度数据；所述数据处理模块与数据存储模块、数据采集模块、报警模块、远程传输模块、调节机构控制模块电连接，用于对数据采集模块采集的温度数据进行数据处理，判断采集的温度数据是否超过设定的温度阈值；所述数据存储模块用于存储数据处理模块处理后的数据；所述报警模块用于高温报警；所述调节机构控制模块与调节机构中的驱动设备电连接，用于控制调节机构动作；所述远程传输模块用于将数据信息及时传输至远程终端，如传输至手机或电脑终端，实现远程化智能监控和操纵。

当温度传感器5检测到壳体1内变压器本体2的温度在正常值范围内，即控制器中的数据处理模块判断采集的温度数据未超过设定的温度阈值，此时，隔板4位于变压器本体2与散热器3之间，将变压器本体2与散热器3分隔开，防止变压器本体2对散热器3造成损坏或损伤；当温度传感器5检测到壳体1内变压器本体2的温度超标时，即控制器中的数据处理模块判断采集的温度数据超过设定的温度阈值时，控制器6中的报警模块进行高温报警，同时控制器6中的调节机构控制模块控制调节机构，驱动伸缩结构12伸长，进而驱动隔板4向下旋转，使变压器本体2与散热器3之间无隔板阻挡，便于散热器3对变压器本体2进行更好的降温，此时，风机7也运行至变压器本体2的后侧，控制器6启动风机7对变压器本体2后侧面降温，使变压器本体2达到双重降温的效果，既避免了变压器对散热装置造成损伤，又能够促进壳体内空气流动，具有更好的散热效果。

优选的，当温度传感器5检测到壳体1内变压器本体2的温度超标时，控制器6中的远程传输模块将采集的温度信息及预警信号传输至远程终端，实时监控壳体内温度，实现智能化控制。

本实施例上述用于变压器的散热装置，风机7和伸缩结构12可通过控制器6进行自动控制，当隔板4位于变压器本体2和散热器3之间时，风机7靠近变压器本体2和散热器3之间间隙，此时，风机7启动促进变压器本体2和散热器3之间间隙的空气流动，使变压器本体2散热效果更好。

风机7可根据需要，随时通过控制器6启动，也可以设定在温度达到一定值后自动启动，可根据实际需求设定。

上述伸缩结构12根据温度传感器5检测的实时温度数据，通过控制器6的调节机构控制模块进行自动控制。温度在正常范围内，隔板4位于变压器本体2与散热器3之间，将两者隔离开，起到防护作用；当温度超过设定值时，由控制器6控制伸缩结构12驱动隔板4向下旋转，使变压器本体2与散热器3之间无阻挡，便于散热。通过上述设置既避免了散热器3与变压器本体2之间相互损伤，又能够在温度达到一定值时及时散热。同时，在调节机构上还设有风机7，风机7在伸缩结构12的驱动下能够前后移动，对壳体1内不同位置进行吹风，提高了壳体1内空气流动性，有利于散热。

本实施例可适用于干式变压器或湿式变压器，对上述壳体1的形状不做限制，可根据实际需求设计。

实施例二

本实施例提出了一种用于变压器的散热方法，利用实施例一所公开的用于变压器的散热装置，实现防止变压器对散热装置造成损伤的同时，又能够促进壳体内空气的流动，提高及时散热的效果。

一种用于变压器的散热方法，采用实施例一所述的用于变压器的散热装置，包括以下步骤：

检测壳体内变压器的温度，根据检测的温度判断是否超过设定的温度阈值；

当检测的温度在正常值范围内，则隔板位于变压器与散热器之间的缝隙处；

当检测的温度超过设定阈值，则控制调节机构，驱动调节机构中的伸缩结构伸长，进而驱动转轴及其上的隔板向下旋转，使得变压器与散热器之间无隔板阻挡，同时风机随着伸缩结构的伸长运行至变压器后侧，启动风机进行变压器散热，实现双重降温。

通过本实施例上述用于变压器的散热方法，既能够防止变压器对散热装置造成损伤，又能够促进壳体内空气的流动，提高及时散热的效果。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (9)

1.一种用于变压器的散热装置，其特征是，包括壳体、设置于壳体内的变压器本体和散热器、设置在散热器后侧的调节机构、设置在变压器本体前侧的温度传感器和控制器；

所述调节机构包括转轴和伸缩结构，所述转轴的一端与壳体侧面内壁转动式连接，另一端的侧面通过隔板连接杆与隔板连接，所述隔板设置在变压器本体和散热器之间，所述转轴上背离隔板连接杆的一侧设置拨杆；所述伸缩结构平行于转轴，所述伸缩结构一端与壳体侧面内壁固定连接，另一端固定连接推动板和风机连接杆，所述拨杆位于风机连接杆上，与推动板的端部相接触；

所述推动板为直角梯形板，所述推动板的直角边与所述伸缩结构固定连接，所述推动板的斜边与所述风机连接杆固定连接，所述拨杆位于风机连接杆上，与所述推动板斜边的端部相接触；

所述伸缩结构伸长驱动所述推动板向前运动，所述推动板推动所述拨杆，所述拨杆在所述推动板的梯形斜边推动下，沿着推动板的梯形斜边向上运动，进而带动转轴顺时针旋转，所述转轴上的隔板随之向下旋转，脱离变压器本体与散热器之间的间隙。

2.如权利要求1所述的用于变压器的散热装置，其特征是，所述转轴上的隔板具有一定的旋转角度，所述旋转角度根据推动板的梯形斜边的斜率和长度确定。

3.如权利要求1所述的用于变压器的散热装置，其特征是，所述隔板连接杆与所述转轴相互垂直设置，所述拨杆与所述转轴相互垂直设置。

4.如权利要求1所述的用于变压器的散热装置，其特征是，所述转轴与所述隔板连接杆之间设置加强筋。

5.如权利要求1所述的用于变压器的散热装置，其特征是，所述推动板的末端与所述风机连接杆一体式连接，所述风机连接杆的末端固定安装风机，所述风机位于变压器本体和散热器之间间隙的后侧。

6.如权利要求1所述的用于变压器的散热装置，其特征是，所述风机连接杆为顺时针旋转90°放置的L型连杆，所述风机连接杆的水平杆底部通过安装于壳体背面内壁上的支撑杆支撑。

7.如权利要求6所述的用于变压器的散热装置，其特征是，所述支撑杆延长至所述转轴的底部。

8.如权利要求1所述的用于变压器的散热装置，其特征是，所述控制器与温度传感器、调节机构电连接，根据温度传感器获取温度信号，进而控制调节机构动作；

所述控制器包括数据采集模块、数据处理模块、数据存储模块、报警模块、远程传输模块、调节机构控制模块；

所述数据采集模块与温度传感器电连接，用于采集温度传感器检测的温度数据；所述数据处理模块与数据存储模块、数据采集模块、报警模块、远程传输模块、调节机构控制模块电连接，用于对数据采集模块采集的温度数据进行数据处理，判断采集的温度数据是否超过设定的温度阈值；所述数据存储模块用于存储数据处理模块处理后的数据；所述报警模块用于高温报警；所述调节机构控制模块与调节机构中的驱动设备电连接，用于控制调节机构动作；所述远程传输模块用于将数据信息及时传输至远程终端。

9.一种用于变压器的散热方法，采用如权利要求1-8任一项所述的用于变压器的散热装置，其特征是，包括以下步骤：

检测壳体内变压器的温度，根据检测的温度判断是否超过设定的温度阈值；

当检测的温度在正常值范围内，则隔板位于变压器与散热器之间的缝隙处；

当检测的温度超过设定阈值，则控制调节机构，驱动调节机构中的伸缩结构伸长，进而驱动转轴及其上的隔板向下旋转，使得变压器与散热器之间无隔板阻挡，同时风机随着伸缩结构的伸长运行至变压器后侧，启动风机进行变压器散热，实现双重降温。

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