CN210110475U - 变压器散热装置及变压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种变压器散热装置，包括第一导热部件、散热器以及第二导热部件。第一导热部件包括相对设置的第一端和第二端，第一端设于通孔内且和铁心相邻设置和/或第一端设于线圈本体内部；散热器设置于第二端。散热器和第二端之间夹设第二导热部件。如此，线圈本体产生的热量依次经过第一导热部件、第二导热部件，最后传递至散热器上，经由散热器散热。变压器散热装置可以有效地将变压器运行过程中产生的热量及时散发出去，从而降低变压器运行过程中的温度，避免变压器内绝缘材料的老化，进而降低变压器损坏的可能性，有利于延长变压器的使用寿命。此外，该变压器散热装置比使用风机散热更加节能环保。

Description

变压器散热装置及变压器

技术领域

本实用新型涉及变压器技术领域，特别是涉及一种变压器散热装置及变压器。

背景技术

传统的变压器在运行过程中会产生大量的热量，如果这些热量不能及时散掉则会导致变压器的温度超过变压器设计的绝缘系统温度，进而加速变压器绝缘材料的老化，甚至使得变压器损坏，缩短变压器的使用寿命。目前一些变压器(比如干式变压器)常见的散热方式主要是通过安装大功率风机吹动变压器周围的空气，通过空气流动实现变压器周围的热交换。但这种散热方式需要外接电源，并且安装风机需要占用电房空间，不符合节能、环保、经济的要求，所以设计一种可以解决上述问题的变压器散热装置十分有必要。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种节能、环保且有利于延长变压器使用寿命的变压器散热装置及变压器。

一种变压器散热装置，用于对变压器进行散热，所述变压器包括线圈本体和铁心，所述线圈本体环绕形成通孔，所述铁心穿设于所述通孔内，线圈本体所述变压器散热装置包括：

第一导热部件，所述第一导热部件包括相对设置的第一端和第二端，所述第一端设于所述通孔内且和所述铁心相邻设置，和/或所述第一端设于所述线圈本体内部；

散热器，所述散热器设置于所述第二端；以及

第二导热部件，所述第二导热部件设置于所述散热器和所述第二端之间。

线圈本体下面进一步对技术方案进行说明：

在其中一个实施例中，所述第一导热部件为导热管和/或导热板。

在其中一个实施例中，

所述通孔内设有多个所述第一导热部件，和/或所述线圈本体内部设置多个所述第一导热部件。

在其中一个实施例中，所述第二导热部件为导热硅胶。

在其中一个实施例中，所述散热器包括多个散热件，多个所述散热件平行排布形成栅栏式散热件。

在其中一个实施例中，所述散热件内注有冷却液。

在其中一个实施例中，所述散热件为片状、板状或管状。

在其中一个实施例中，所述散热器为铝制件、铜制件、铝合金制件或铜铝合金制件。

在其中一个实施例中，所述变压器散热装置还包括风机，所述风机设于所述散热器的一侧用于加速所述散热器周围的空气流动。

一种变压器，包括如上述所述的变压器散热装置。

上述变压器散热装置及变压器，至少具有以下有益效果：

本实施例提供的变压器散热装置通过在变压器内之间设置第一导热部件以及在第一导热部件的第二端设置第二导热部件和散热器，使得线圈本体产生的热量依次经过第一导热部件、第二导热部件，最后传递至散热器上，经由散热器散热。如此，变压器散热装置可以有效地将变压器运行过程中产生的热量及时散发出去，从而降低变压器运行过程中的温度，避免变压器内绝缘材料的老化，进而降低变压器损坏的可能性，有利于延长变压器的使用寿命。此外，该变压器散热装置比使用风机散热更加节能环保。

附图说明

图1是本实用新型一实施例提供的未安装变压器散热装置的变压器结构示意图；

图2是图1中的变压器安装有第一框架的结构示意图；

图3为本实用新型一实施例提供的变压器散热装置安装在变压器上的结构示意图；

图4是本实用新型一实施例提供的第一导热部件和第二导热部件的结构示意图。

附图标记说明：1、线圈本体；2、铁心；3、第一导热部件；31、第一端；32、第二端；4、散热器；41、散热件；5、第二导热部件；6、第一框架；7、通孔。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

本实施例提供了一种变压器散热装置，具有节能、环保且有利于延长变压器使用寿命的优点，以下将结合附图进行详细说明。

在一个实施例中，请参阅图1、图3和图4，一种变压器散热装置，用于对变压器进行散热。变压器包括线圈本体1和铁心2，线圈本体1的中部为通孔7，铁心2穿设于通孔7内，线圈本体线圈本体变压器散热装置包括第一导热部件3、散热器4以及第二导热部件5。第一导热部件3包括相对设置的第一端31和第二端32，第一端31可以设于通孔7内且和铁心2相邻设置和/或第一端31设置在线圈本体1内部。散热器4设置于第二端32。散热器4和第二端32之间夹设第二导热部件5。

具体地，第一导热部件3的第一端31可以设置在由线圈本体1环绕形成的通孔7内，即第一导热部件3设置在铁心2和线圈本体1之间。第一导热部件3的第一端31也可以设置在线圈本体1自身开设的缝隙或开口内，即第一导热部件3不和铁心2相邻设置。

传统的变压器在运行过程中会产生大量的热量，如果这些热量不能及时散掉则会导致变压器的温度超过变压器设计的绝缘系统温度，进而加速变压器绝缘材料的老化，甚至使得变压器损坏，缩短变压器的使用寿命。目前一些变压器(比如干式变压器)常见的散热方式主要是通过安装大功率风机吹动变压器周围的空气，通过空气流动实现变压器周围的热交换。但这种散热方式需要外接电源，并且安装风机需要占用电房空间，不符合节能、环保、经济的要求。

但是，本实施例提供的变压器散热装置通过在变压器内设置第一导热部件3以及在第一导热部件3的第二端32设置第二导热部件5和散热器4，使得线圈本体1产生的热量依次经过第一导热部件3、第二导热部件5，最后传递至散热器4上，经由散热器4散热。如此，变压器散热装置可以有效地将变压器运行过程中产生的热量及时散发出去，从而降低变压器运行过程中的温度，避免变压器内绝缘材料的老化，进而降低变压器损坏的可能性，有利于延长变压器的使用寿命。此外，该变压器散热装置不需要外接电源，也不占用电房空间，比使用风机散热更加节能、环保和经济。

在一个实施例中，第一导热部件3为导热管和/或导热板，第一导热部件3的材质为铝材或铜材。具体地，当第一导热部件3为导热管时，导热管一般采用铜管，且铜管内有冷却液，导热管的一端插在线圈本体1内或通孔7内，另一端外伸出线圈本体1和散热器4相连接。导热管适合细长型芯和普通冷却水无法到达的区域等狭窄位置,它有很好的热传递性能,从一端的热量可以迅速传递到另一端,在合适位置上接通冷却水,就实现了一个最佳的热转换过程。这个转换过程不仅仅是通过金属传递热量,还利用铜管内的冷却液作为热交换媒介。导热管使用的温度范围是50℃到200℃，而变压器设计的绝缘系统温度不超过200℃。另外，导热管的冷却效果高,它不仅是通过金属传导热量,而且是将冷却液作为热交换媒介来使用,热传导性是铜的200倍,并且具有优良的热响应性。而且导热管具有稳定的冷却效果,热导管很少因生锈和水垢等原因是水流减少而导致冷却效果下降,也不用担心冷却剂会蒸发和泄漏,减少了大量的维修和保养工作。

当第一导热部件3为导热板时，导热板可以采用矩形长条状的铝材或铜材，导热板的大小可以正好塞在线圈本体1和铁心2的缝隙之间或者塞在线圈本体1自身存在的缝隙或开口内。导热板可以快速地将线圈本体1的热量从第一端31传递到第二端32的散热器4进行散热。可以理解的是，第一导热部件3除了采用铜材和铝材，还可以采用导热膜等，在此不做具体限定。

可以理解的是，第一导热部件3还可以为其他形状的结构，比如第一导热部件3为弯折90°的矩形长条，或者第一导热部件3为椭圆形板状结构，具体形状在此不做限定。

在一个实施例中，请参阅图3和图4，散热器4包括多个散热件41，多个散热件41平行排布形成栅栏式散热件41。散热器4的材质为铝材或铜材。散热件41多由铝合金、铜铝合金、黄铜或青铜做成，目前常用的散热件41材质是铜铝合金。铜的导热性好，但价格较贵，加工难度较高，重量过大，热容量较小，而且容易氧化。而纯铝太软，不能直接使用，但是铝合金材质的散热件41能够提供足够的硬度，而且铝合金的优点是价格低廉，重量轻，但导热性比铜就要差很多。有些散热器4就各取所长，在铝合金散热器4底座上嵌入一片铜板。当然，铜铝合金的散热件41在防腐性和散热性上的表现都很优异。

进一步地，散热件41多为板状，片状或管状等，散热件41内还可以注有冷却液。比如散热件41采用散热管，散热管内注有冷却液，如此可以进一步提高冷却效率。

进一步地，参阅图3和图4，散热件41为散热片。发热元件(比如线圈本体)发出的热量传导到散热件41上，再经散热件41散发到周围空气中去。小型的散热器由铝合金板料经冲压工艺及表面处理制成，而大型散热器由铝合金挤压形成型材，再经机械加工及表面处理制成。它们有各种形状及尺寸供不同器件安装及不同功耗的器件选用。散热器一般是标准件，也可提供型材，由用户根据要求切割成一定长度而制成非标准的散热器。散热器的表面处理有电泳涂漆或黑色氧极化处理，其目的是提高散热效率及绝缘性能。在本实施例中，散热件41采用矩形片状的铝材，这样有利于降低生产成本，减轻重量。

可以理解的是，同样材质的散热器的传热系数越高，其热工性能越好。可采用增加外壁散热面积、提高散热器周围空气的流动速度、强化散热器外表面辐射强度(如外表面饰以辐射系数高的涂料)和减少散热器各部分间的接触热阻等措施改善散热器的热工性能。

因此，在本实施例中散热器4采用栅栏式散热件41的设计，既增加了外壁散热面积，提高了散热效率，同时增强了散热器4的刚度。进一步地，变压器散热装置还包括风机(未图示)，风机设于散热器4的一侧用于加速散热器4周围的空气流动。具体地，该风机采用小功率的风机，对准散热器4吹风，进而加速散热器4周围的空气流动，从而提高散热器4散热效率和散热能力。此外，在散热件41的外表面可以涂上辐射系数高的涂料(目前，辐射系数高的涂料主要为包含金属氧化物的复合物和碳化物的物质，比如氧化铁﹒氧化锰系红外辐射涂料)。

在一个实施例中，请参阅图3和图4，第二导热部件5为导热硅胶。导热硅胶是高端的导热化合物，是空气中的水分发生缩合反应放出低分子引起交联固化而硫化成的高性能弹性体。导热硅胶具有不会固体化，不会导电的特性，可以避免诸如电路短路等风险。导热硅胶还具有卓越的抗冷热交变性能、耐老化性能和电绝缘性能，以及优异的防潮、抗震、耐电晕、抗漏电性能和耐化学介质性能，这样可以保证第二导热部件5难以损坏，使用寿命较长。导热硅胶可以在温度为-60℃～280℃的环境下可持续使用且保持性能，由于变压器设计的绝缘系统温度不超过200℃，而且导热硅胶具有高导热率，极佳的导热性，良好的绝缘性，很好的使用稳定性，所以第二导热部件5采用导热硅胶十分合适。当第一导热部件3将线圈本体1产生的热量传导到第二导热部件5后，材质为导热硅胶的第二导热部件5可以高效高质量地将热量传递给散热器4，保证导热效率和导热质量。而且由于导热硅胶的抗冷热交变性能、耐老化性能和电绝缘性能等优异性能，也有利于保证第二导热部件5难以损坏，使用寿命较长，减少人工对变压器散热装置零部件的修理和更换。

此外，导热硅胶具有不溶胀特性和较低的稠度，并且对大多数金属和非金属材料具有良好的粘接性。当导热硅胶设置在第一导热部件3的第二端32和散热器4之间时，导热硅胶可以很好地将散热器4粘接在第一导热部件3上。进一步地，片状的导热硅胶可以很好的填充散热器4和第一导热部件3的第二端32之间的间隙,将空气挤出该间隙。其中空气是热的不良导体,会严重阻碍热量在接触面之间的传递，有了导热硅胶的补充,可以使散热器4和第一导热部件3更好地充分接触，真正做到面对面的接触，有利于将第一导热部件3传递来的热量高品质地传递给散热器4，提高散热效率。

在一个实施例中，一个线圈本体1本身或者通孔7内可设置一个、两个或多个第一导热部件3。以下以变压器为敞开式变压器为例来作具体说明：

请参阅图1和图2以及图3，敞开式变压器包括三个线圈本体1和铁心2。三个线圈本体1两两相邻，铁心2贯穿相邻的两个线圈本体1。铁心2的第一部分埋设在线圈本体1环绕形成的通孔7内，铁心2的第二部分外伸出线圈本体1且围合形成三角形。变压器的上端还设有第一框架6，该第一框架6设置在铁心2的第二部分的外侧，即第一框架6的形状为六边形。具体地，当第一导热部件3采用直线型的矩形条状的导热板时，每个通孔7内设置两个第一导热部件3，三个线圈本体1所形成的的三个通孔7内一共设置了六个第一导热部件3。每个第一导热部件3的第一端31埋设在通孔7内，第一导热部件3的第二端32朝向变压器的上方设置，每个第一导热部件3的第二端32均设置一个散热器4。每个散热器4和第二端32之间均夹设有第二导热部件5。其中，第二导热部件5采用导热硅胶，导热硅胶具有很好的粘接性，可以初步将散热器4固定在第一导热部件3上。并且，在一个通孔7内的两个第一导热部件3之间的距离和另一个通孔7内的两个第一导热部件3之间的距离相等，如此可以保证每个线圈本体1的散热效果相同，有利于保证每个线圈本体1的温度分布均匀，更有助于散热。此外，当第一导热部件3采用其他形状的结构时，比如第一导热部件3包括两段弯折的板状结构分别记为第一弯折段和第二弯折段，其中第一弯折段固定在通孔7且和铁心2相邻，第二弯折段外伸出线圈本体1且偏离变压器的中心，散热器4设置在第二弯折段上，如此也可以发挥散热器4的散热功能。

进一步地，变压器的下端也可以设置第二框架(未图示)，第一导热部件3的第一端31埋设在通孔7内，第一导热部件3的第二端32朝向变压器的下方设置，每个第一导热部件3的第二端32均设置一个散热器4。每个散热器4和第二端32之间均夹设有第二导热部件5。此时，散热器4设置在变压器的下端，也能够发挥散热的功能。同样地，在一个通孔7内的两个第一导热部件3之间的距离和另一个通孔7内的两个第一导热部件3之间的距离相等，如此可以保证每个线圈本体1的散热效果相同，有利于保证每个线圈本体1的温度分布均匀，有助于散热。

可以理解的是，变压器内的线圈本体1的数目不局限于三个，还可以为其他数目。每个线圈本体1或者通孔7内可以放置一个、两个、三个或者其他数目的第一导热部件3。每一个第一发热部件的第二端32还可以设置一个、两个或者其他数目的散热器4。不同的线圈本体1或通孔7内可以插入不同数量的第一导热部件3，比如其中一个线圈本体1上或者通孔7内插入一个第一导热部件3，另一个线圈本体1上或者通孔7内插入两个第一导热部件3，具体数量在此不做具体限定。

此外，散热器4除了通过导热硅胶粘接在第一导热部件3的第二端32，还可以进一步和第一框架6通过螺接、焊接或卡接等方式连接，实现散热器4的固定。进一步地，第一导热部件3还可以通过螺接、焊接、卡接或铆接等连接方式和散热器4连接，来进一步固定散热器4。

在一个实施例中，一种变压器包括上述任一个实施例所述的变压器散热装置，技术效果由变压器散热装置带来，有益效果已经包括了变压器散热装置的有益效果，故在此不进行赘述。

本实施例提供的变压器散热装置通过在变压器内设置第一导热部件3以及在第一导热部件3的第二端32设置第二导热部件5和散热器4，使得线圈本体1产生的热量依次经过第一导热部件3、第二导热部件5，最后传递至散热器4上，经由散热器4散热。如此，变压器散热装置可以有效地将变压器运行过程中产生的热量及时散发出去，从而降低变压器运行过程中的温度，避免变压器内绝缘材料的老化，进而降低变压器损坏的可能性，有利于延长变压器的使用寿命。此外，该变压器散热装置比使用风机散热更加节能环保。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种变压器散热装置，用于对变压器进行散热，所述变压器包括线圈本体和铁心，所述线圈本体形成通孔，所述铁心穿设于所述通孔内，其特征在于，所述变压器散热装置包括：

第一导热部件，所述第一导热部件包括相对设置的第一端和第二端，所述第一端设于所述通孔内且和所述铁心相邻设置，和/或所述第一端设于所述线圈本体内部；

散热器，所述散热器设置于所述第二端；以及

第二导热部件，所述第二导热部件设置于所述散热器和所述第二端之间。

2.根据权利要求1所述的变压器散热装置，其特征在于，所述第一导热部件为导热管和/或导热板。

3.根据权利要求1所述的变压器散热装置，其特征在于，所述通孔内设有多个所述第一导热部件，和/或所述线圈本体内部设置多个所述第一导热部件。

4.根据权利要求1所述的变压器散热装置，其特征在于，所述第二导热部件为导热硅胶。

5.根据权利要求1所述的变压器散热装置，其特征在于，所述散热器包括多个散热件，多个所述散热件平行排布形成栅栏式散热件。

6.根据权利要求5所述的变压器散热装置，其特征在于，所述散热件内注有冷却液。

7.根据权利要求5所述的变压器散热装置，其特征在于，所述散热件为片状、板状或管状。

8.根据权利要求1所述的变压器散热装置，其特征在于，所述散热器为铝制件、铜制件、铝合金制件或铜铝合金制件。

9.根据权利要求1至8任意一项所述的变压器散热装置，其特征在于，还包括风机，所述风机设于所述散热器的一侧用于加速所述散热器周围的空气流动。

10.一种变压器，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的变压器散热装置。

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