CN117038270B - 一种油浸式变压器安全散热装置及安全散热结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油浸式变压器安全散热装置及安全散热结构，涉及油浸式变压器技术领域，本发明包括内部安装有变压组件的油浸变压器壳体，油浸变压器壳体内部顶端固定安装有密封盒，密封盒的内部顶端固定安装有安全报警传感器，安全报警传感器上安装有报警按压端子，密封盒的内部滑动安装有安全滑动板，报警按压端子朝向安全滑动板，安全滑动板的底面固定安装有多个滑动轴杆，滑动轴杆穿过密封盒伸入油浸变压器壳体内，滑动轴杆上滑动安装有伸缩球囊，滑动轴杆上固定安装有上阻挡限位片，能加快绝缘油的均热效果，防止绝缘油因为长时间静止或缓速流动而出现沉降分层现象，让热量快速向周边绝缘油传递，避免热量集中使变压组件过载烧毁。

Description

一种油浸式变压器安全散热装置及安全散热结构

技术领域

本发明属于油浸式变压器技术领域，具体地说，涉及一种油浸式变压器安全散热装置及安全散热结构。

背景技术

变压器开始使用变压器油作为绝缘和冷却介质，出现了油浸式变压器，变压器油除天然存储量丰富、价格低廉外，由于变压器油和纤维材料配合使用，绝缘性能良好，可以减少绝缘距离，降低成本；变压器油的粘度低，传热性能良好，能很好地保护铁芯和绕组，免受空气中湿气的影响，保护绝缘纸和绝缘纸板不受氧的作用，减少绝缘材料的老化，延长变压器寿命，用变压器油浸渍的变压器，其绝缘的耐热等级是A级，长期工作温度是105℃，因而得到广泛的应用。

现有申请号为CN202210688020.7的一种带安全感知结构的油浸式变压器，包括油浸变压装置，油浸变压装置上拆卸安装有用于辅助降温节能的节能保护装置，油浸变压装置上拆卸安装有用于安全感知监测的安全感知监测系统，所述油浸变压装置包括电线杆，电线杆与第一支撑板拆卸安装，第一支撑板对油浸变压器本体支撑固定，固定扣螺纹连接在电线杆上，固定扣一端固定的角度调节组件对节能组件高度及角度调节，节能组件上的雨水收集组件对雨水收集并通过喷淋降温组件对油浸变压器本体辅助降温。该带安全感知结构的油浸式变压器本发明可对油浸变压器遮阳起到防暴晒的作用、可对油浸变压器起到节能及雨水收集及对光伏板自动清洁，可通过安全感知监测结构对油浸变压器进行实施监测的优点。

但是上述申请实施例变压器内绝缘油在散热时基本为静止和被动的，在长时间使用后，绝缘油可能会因为长时间静止不动或者液流缓慢，发生沉降分层现象，绝缘油上层密度较小，下层密度较大，绝缘油上下层温度也不相同，使变压器壳体内部的变压器电气组件散热不均匀，可能会造成电气组件因为局部温度过高而烧毁；并且当变压器电气组件高负荷使用时，电气组件温度会快速上升，但是绝缘油温升速度不如电气组件温升速度，使得只有电气组件周边区域的绝缘油温度会快速上升，远离电气组件的绝缘油温升缓慢，电气组件温度大于周边区域绝缘油温度，周边区域绝缘油温度大于边缘区域绝缘油温度，变压器内部匀热效果差，温度分布不均匀，电气组件高负荷运行时发出的热量全都集中在电气组件本身或周边区域绝缘油内，可能会造成电气组件过载烧毁，使电气组件无法长时间高负荷运行。

因此，有必要对现有技术的不足和缺陷进行改进，提供一种油浸式变压器安全散热装置及安全散热结构。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种可以克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种油浸式变压器安全散热装置及安全散热结构。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：一种油浸式变压器安全散热结构，包括内部安装有变压组件的油浸变压器壳体，所述油浸变压器壳体内部顶端固定安装有密封盒，所述密封盒的内部顶端固定安装有安全报警传感器，所述安全报警传感器上安装有报警按压端子，所述密封盒的内部滑动安装有安全滑动板，所述报警按压端子朝向所述安全滑动板，所述安全滑动板的底面固定安装有多个滑动轴杆，所述滑动轴杆穿过所述密封盒伸入所述油浸变压器壳体内，所述滑动轴杆上滑动安装有伸缩球囊，所述滑动轴杆上固定安装有上阻挡限位片。

为了对伸缩球囊的滑动最低点和最高点进行限定，优选地，所述滑动轴杆的底端固定安装有下阻挡限位片，所述伸缩球囊在所述上阻挡限位片和所述下阻挡限位片之间滑动。

为了防止伸缩球囊的热胀冷缩影响到伸缩球囊在滑动轴杆上的滑动，进一步地，所述伸缩球囊包括球囊滑环和气囊圈，所述球囊滑环为陶瓷环，所述气囊圈为密封硅胶套，所述气囊圈内填充有氦气。

为了更好的对绝缘油进行导热，更进一步地，所述滑动轴杆、所述上阻挡限位片和所述下阻挡限位片内部均为空心结构，所述上阻挡限位片和所述上阻挡限位片均与所述滑动轴杆连通，所述滑动轴杆为陶瓷轴柱，所述上阻挡限位片和所述下阻挡限位片均为陶瓷片，所述滑动轴杆、所述上阻挡限位片和所述下阻挡限位片内填充有氦气。

为了防止伸缩球囊滑动偏移，倾斜卡住，还进一步地，所述滑动轴杆上固定安装有球囊限位条，所述球囊滑环上设与所述球囊限位条相匹配的球囊限位槽。

为了提高对绝缘油的带动面积，再进一步地，所述气囊圈的边缘处固定安装有多个拨液片。

为了防止绝缘油进入密封盒，优选地，所述滑动轴杆顶部滑动安装有密封胶圈，所述密封胶圈与所述密封盒的底端固定连接。

为了让安全滑动板可以滑动复位，优选地，所述安全滑动板的底面固定安装有复位弹簧，所述复位弹簧的另一端与所述密封盒固定连接。

为了让安全滑动板只能竖直滑动，进一步地，所述密封盒内固定安装有滑板限位块，所述安全滑动板上设有与所述滑板限位块相匹配的滑板限位槽。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明一种油浸式变压器安全散热装置及安全散热结构，通过让伸缩球囊吸收绝缘油的热量膨胀，伸缩球囊因为悬浮在绝缘油内，体积增加，浮力也增加，当浮力大于重力时，伸缩球囊会向上滑动，当伸缩球囊滑动至上方时，会将自身的热量传导给周围温度低于自身的绝缘油，从而将下层高温绝缘油的热量带至上层，加快绝缘油的均热，伸缩球囊温度降低后，会再次下降，重新至下层高温绝缘油继续吸热，同时伸缩球囊在往复上下滑动的过程中，会不断的带动绝缘油流动，进一步加快绝缘油的均热效果，防止绝缘油因为长时间静止或缓速流动而出现沉降分层现象，同时避免热量堆积在变压组件周边区域，让热量快速向周边绝缘油传递，避免热量集中，造成变压组件过载烧毁。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

在附图中：

图1是本发明的油浸变压器壳体结构示意图；

图2是本发明的油浸变压器壳体内部结构示意图；

图3是本发明的隐藏密封盒结构示意图；

图4是本发明的密封盒内部结构示意图；

图5是本发明的安全滑动板结构示意图；

图6是本发明的滑动轴杆和伸缩球囊收缩时结构示意图；

图7是本发明的滑动轴杆和伸缩球囊膨胀时结构示意图；

图8是本发明的伸缩球囊结构示意图；

图9是本发明的滑动轴杆和伸缩球囊内部结构示意图；

图10是本发明的滑动轴杆分布结构示意图。

图中：1、油浸变压器壳体；2、变压组件；3、密封盒；301、滑板限位块；4、滑动轴杆；401、上阻挡限位片；402、下阻挡限位片；403、球囊限位条；404、密封胶圈；405、气针；5、伸缩球囊；501、球囊滑环；502、气囊圈；503、拨液片；504、球囊限位槽；505、插孔；6、安全报警传感器；601、报警按压端子；7、安全滑动板；701、滑板限位槽；702、复位弹簧；703、连接气槽；8、冷气机；801、柔性气管。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例：参照图1和图2所示，一种油浸式变压器安全散热结构，包括内部安装有变压组件2的油浸变压器壳体1，油浸变压器壳体1内部顶端固定安装有密封盒3，密封盒3的内部顶端固定安装有安全报警传感器6，安全报警传感器6上安装有报警按压端子601，密封盒3的内部滑动安装有安全滑动板7，报警按压端子601朝向安全滑动板7，安全滑动板7的底面固定安装有多个滑动轴杆4，滑动轴杆4穿过密封盒3伸入油浸变压器壳体1内，滑动轴杆4上滑动安装有伸缩球囊5，滑动轴杆4上固定安装有上阻挡限位片401。

如图6和图7所示，滑动轴杆4的底端固定安装有下阻挡限位片402，伸缩球囊5在上阻挡限位片401和下阻挡限位片402之间滑动，伸缩球囊5包括球囊滑环501和气囊圈502，球囊滑环501为陶瓷环，气囊圈502为密封硅胶套，气囊圈502内填充有氦气，滑动轴杆4、上阻挡限位片401和下阻挡限位片402内部均为空心结构，上阻挡限位片401和上阻挡限位片401均与滑动轴杆4连通，滑动轴杆4为陶瓷轴柱，上阻挡限位片401和下阻挡限位片402均为陶瓷片，滑动轴杆4、上阻挡限位片401和下阻挡限位片402内填充有氦气，滑动轴杆4上固定安装有球囊限位条403，球囊滑环501上设与球囊限位条403相匹配的球囊限位槽504，气囊圈502的边缘处固定安装有多个拨液片503，如图8所示。

浮力等于伸缩球囊5的排水量乘以绝缘油密度乘以重力常数，因为伸缩球囊5悬浮在绝缘油内，所以伸缩球囊5的体积等于排水量，绝缘油密度会受温度影响，但其热膨胀系数小于氦气热膨胀系数，因此虽然绝缘油温度升高，密度降低，但伸缩球囊5膨胀量更显著，排水量更大，所以伸缩球囊5受到的浮力也就变大，伸缩球囊5就会沿着滑动轴杆4向上移动，绝缘油温度降低，密度升高，但伸缩球囊5收缩量更显著，排水量变小，所以伸缩球囊5受到的浮力也就变小，伸缩球囊5就会沿着滑动轴杆4向下移动，伸缩球囊5向上移动的最高点就是伸缩球囊5的顶面与上阻挡限位片401的底面相抵，上阻挡限位片401防止伸缩球囊5过度上移，伸缩球囊5向上移动的最低点就是伸缩球囊5的地面与下阻挡限位片402的顶面相抵，下阻挡限位片402防止伸缩球囊5过度下移脱离滑动轴杆4。

陶瓷有着绝缘性，高导热性和低热膨胀系数，温度变化其体积变化十分细微，可以忽略不计，因此球囊滑环501和滑动轴杆4以及球囊限位条403不会因为热涨冷缩使伸缩球囊5卡在滑动轴杆4上无法滑动，滑动轴杆4不仅对伸缩球囊5的滑动进行导向，还将绝缘油内的温度进行吸收传导，在绝缘油高温区域进行吸热，再将热量传导给绝缘油的低温区域，对绝缘油的均热效果进行辅助传导，上阻挡限位片401和下阻挡限位片402不仅对伸缩球囊5的滑动进行限制，还在滑动轴杆4导热的基础上增加与绝缘油的接触面积，提供更佳的导热效果。

而硅胶有绝缘性，高导热性和比较明显热膨胀系数，氦气则是有绝缘性，高导热性和十分明显热膨胀系数，因此当伸缩球囊5所在区域的绝缘油温度上升时，伸缩球囊5会明显膨胀变成扁平椭圆形状，当伸缩球囊5所在区域的绝缘油温度下降时，伸缩球囊5会明显收缩变成类球形状。

滑动轴杆4的外壁直径略小于球囊滑环501的内壁直径，滑动轴杆4的外壁面与球囊滑环501的内壁面之间留有一定空隙，防止滑动轴杆4与球囊滑环501接触面积过多使摩擦力过大，影响伸缩球囊5的滑动，球囊限位条403和球囊限位槽504防止伸缩球囊5因为空隙没有与滑动轴杆4紧贴，使伸缩球囊5在滑动过程中倾斜与滑动轴杆4相抵，浮力因为伸缩球囊5倾斜对滑动轴杆4施加压力，让伸缩球囊5卡在而无法在滑动轴杆4上竖直滑动，拨液片503为十分轻薄的硅胶片，不影响伸缩球囊5的质量和排水量，也就不影响伸缩球囊5受到的浮力，让伸缩球囊5在上移和下滑的过程中增加与绝缘油的接触面积，带动更多的绝缘油流动。

如图3、图10和图4所示，密封盒3内还固定安装有冷气机8，冷气机8上设有多个通气口，安全滑动板7与滑动轴杆4的连接处设有连接气槽703，连接气槽703与滑动轴杆4连通，冷气机8的通气口与连接气槽703之间通过柔性气管801连通，如图7、图8和图9所示，上阻挡限位片401的底面固定安装并连通有气针405，球囊滑环501上固定安装有与气针405相匹配的插孔505，插孔505与气囊圈502连通。

在平时冷气机8的通气口是关闭的，冷气机8也是关闭的，少量的伸缩球囊5上浮与上阻挡限位片401相抵，气针405插入插孔505时，因为通气口关闭，所以气囊圈502内的气体也不会变化，但当大量的伸缩球囊5都因为膨胀上浮与同时上阻挡限位片401相抵时气针405插入插孔505内，每个伸缩球囊5都会推动滑动轴杆4上移，少量的滑动轴杆4无法推动安全滑动板7上滑，但大量的滑动轴杆4推动时就会推动安全滑动板7上移，安全滑动板7与报警按压端子601相抵，报警按压端子601按压启动安全报警传感器6后，安全报警传感器6不仅会发出报警信号，冷气机8还会启动，冷气机8先抽取滑动轴杆4、上阻挡限位片401、下阻挡限位片402和气囊圈502内的氦气，此时气囊圈502虽然会因为抽气而体积变小，伸缩球囊5排水量变小，浮力变小，但此时气囊圈502会因为气针405的吸力而吸附在气针405上，因此不会下滑，当冷气机8抽气后，会将氦气进行低温冷却处理，再将低温氦气通过柔性气管801充入滑动轴杆4、上阻挡限位片401、下阻挡限位片402和气囊圈502内，当气囊圈502内气体达到一定量时，并不需要让气囊圈502膨胀，也不需要内部气压达到极限，气囊圈502就会因为气压从气针405上脱离，因为气囊圈502并没有膨胀到极限值，浮力也就没有达到上浮值，伸缩球囊5就会下沉，而充满低温氦气的伸缩球囊5则会在滑动过程中吸收绝缘油的热量，降低绝缘油的温度，在绝缘油温度达到危险值，所有的伸缩球囊5都吸热膨胀上浮与上阻挡限位片401相抵推动滑动轴杆4，再由滑动轴杆4推动安全滑动板7启动安全报警传感器6进行报警后，冷气机8再对滑动轴杆4、上阻挡限位片401、下阻挡限位片402和气囊圈502内的气体进行降温处理，从而降低绝缘油的温度，防止绝缘油的温度超过危险值而使变压组件2超载故障烧毁。

滑动轴杆4顶部滑动安装有密封胶圈404，密封胶圈404与密封盒3的底端固定连接，密封胶圈404则是防止滑动轴杆4在与密封盒3相对滑动的过程中，绝缘油进入密封盒3内，保障密封盒3的密封性。

如图5所示，安全滑动板7的底面固定安装有复位弹簧702，复位弹簧702的另一端与密封盒3固定连接，密封盒3内固定安装有滑板限位块301，安全滑动板7上设有与滑板限位块301相匹配的滑板限位槽701，在平时，安全滑动板7和滑动轴杆4的重力等于复位弹簧702的弹力，少量伸缩球囊5的推力并不足以让复位弹簧702形变，只有超过预设数量的伸缩球囊5同时对滑动轴杆4进行推动时，复位弹簧702才会形变，让安全滑动板7上移与报警按压端子601相抵，从而按动报警按压端子601启动安全报警传感器6，滑板限位槽701和滑板限位块301让安全滑动板7只能竖直滑动。

在变压组件2没有启动时，油浸变压器壳体1内的绝缘油处于常温，伸缩球囊5也处于收缩状态，此时伸缩球囊5受到的浮力小于等于自身的重力，伸缩球囊5与下阻挡限位片402顶面相抵，或是在滑动轴杆4下半部分悬浮静止。

变压组件2在启动时，会散发出大量的热量，变压组件2周边区域的绝缘油会先吸收该热量，处于这片区域的伸缩球囊5也会吸收这部分热量，气囊圈502急速膨胀，伸缩球囊5受到的浮力就会大于自身的重力，伸缩球囊5在绝缘油内沿着滑动轴杆4向上滑动，在滑动过程中带动绝缘油流动，让高温区域的绝缘油流至低温区域，低温区域的绝缘油流至高温区域，膨胀的伸缩球囊5向上浮动与上阻挡限位片401相抵无法再向上移动，此时伸缩球囊5的温度大于该区域的绝缘油温度，伸缩球囊5将自身的热量传递给该区域的绝缘油，伸缩球囊5的温度下降后，伸缩球囊5收缩，伸缩球囊5的浮力再次小于重力，伸缩球囊5下滑，再次带动绝缘油流动，此时高温绝缘油流向周边低温区域，低温绝缘油流向变压组件2的周边进行吸热，最终油浸变压器壳体1内多个伸缩球囊5根据自身所处区域温度的不同按照不同的吸热速率进行膨胀和收缩，带动油浸变压器壳体1内绝缘油的流动，让绝缘油处于均热状态，防止局部过热。

若是变压组件2长时间处于高负荷运载状态，油浸变压器壳体1内绝缘油在伸缩球囊5的带动下虽然均热，但是最终整体温度还是达到危险值时，此时伸缩球囊5自身的热量无法再传导给绝缘油，伸缩球囊5始终处于膨胀状态，当大量的伸缩球囊5都与上阻挡限位片401的底面相抵时，伸缩球囊5会始终对上阻挡限位片401和滑动轴杆4施加推力，大量的滑动轴杆4推动安全滑动板7，让安全滑动板7向上滑动与报警按压端子601接触相抵，最终启动安全报警传感器6进行温度安全报警，由工作人员对变压器进行安全控制。

以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内。

Claims (8)

1.一种油浸式变压器安全散热结构，包括内部安装有变压组件（2）的油浸变压器壳体（1），其特征在于，所述油浸变压器壳体（1）内部顶端固定安装有密封盒（3），所述密封盒（3）的内部顶端固定安装有安全报警传感器（6），所述安全报警传感器（6）上安装有报警按压端子（601），所述密封盒（3）的内部滑动安装有安全滑动板（7），所述报警按压端子（601）朝向所述安全滑动板（7），所述安全滑动板（7）的底面固定安装有多个滑动轴杆（4），所述滑动轴杆（4）穿过所述密封盒（3）伸入所述油浸变压器壳体（1）内，所述滑动轴杆（4）上滑动安装有伸缩球囊（5），所述滑动轴杆（4）上固定安装有上阻挡限位片（401），所述滑动轴杆（4）的底端固定安装有下阻挡限位片（402），所述伸缩球囊（5）在所述上阻挡限位片（401）和所述下阻挡限位片（402）之间滑动，所述伸缩球囊（5）包括球囊滑环（501）和气囊圈（502），所述球囊滑环（501）为陶瓷环，所述气囊圈（502）为密封硅胶套，所述气囊圈（502）内填充有氦气。

2.根据权利要求1所述的一种油浸式变压器安全散热结构，其特征在于，所述滑动轴杆（4）、所述上阻挡限位片（401）和所述下阻挡限位片（402）内部均为空心结构，所述上阻挡限位片（401）和所述上阻挡限位片（401）均与所述滑动轴杆（4）连通，所述滑动轴杆（4）为陶瓷轴柱，所述上阻挡限位片（401）和所述下阻挡限位片（402）均为陶瓷片，所述滑动轴杆（4）、所述上阻挡限位片（401）和所述下阻挡限位片（402）内填充有氦气。

3.根据权利要求2所述的一种油浸式变压器安全散热结构，其特征在于，所述滑动轴杆（4）上固定安装有球囊限位条（403），所述球囊滑环（501）上设与所述球囊限位条（403）相匹配的球囊限位槽（504）。

4.根据权利要求3所述的一种油浸式变压器安全散热结构，其特征在于，所述气囊圈（502）的边缘处固定安装有多个拨液片（503）。

5.根据权利要求1所述的一种油浸式变压器安全散热结构，其特征在于，所述滑动轴杆（4）顶部滑动安装有密封胶圈（404），所述密封胶圈（404）与所述密封盒（3）的底端固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种油浸式变压器安全散热结构，其特征在于，所述安全滑动板（7）的底面固定安装有复位弹簧（702），所述复位弹簧（702）的另一端与所述密封盒（3）固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种油浸式变压器安全散热结构，其特征在于，所述密封盒（3）内固定安装有滑板限位块（301），所述安全滑动板（7）上设有与所述滑板限位块（301）相匹配的滑板限位槽（701）。

8.一种油浸式变压器安全散热装置，其特征在于，所述安全散热装置包括权利要求1-7任一项所述的安全散热结构。