CN215417802U - 一种液体绝缘变压器散热结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液体绝缘变压器散热结构，包括：变压器，由铝型材和密封金属导热管组成的自驱动散热器；密封金属导热管为两端口封闭的中空导管，密封金属导热管的密封管腔在处于真空状态时注入有制冷剂；铝型材位于变压器的上方，铝型材的中心通孔与密封金属导热管的上端部过盈配合，密封金属导热管的中部通过密封安装结构固定在变压器的壳体顶面，密封金属导热管的下端部伸入到变压器位于其壳体内的绝缘液体中，且密封金属导热管的下端部位于变压器的铁芯绕组上方。本实用新型能高效的实现变压器的绝缘液体散热；并且，自驱动散热器位于变压器的顶部位置，不会增加变压器的占地面积，使得变压器连带散热结构的整体尺寸大幅缩小、重量减轻。

Description

一种液体绝缘变压器散热结构

技术领域

本实用新型涉及变压器的散热结构，具体的说是一种液体绝缘变压器散热结构。

背景技术

变压器是一种静止的电气设备，它利用电磁感应的原理，将一种电压等级的交流电能转化成另一种电压等级的交流电能。变压器运行时，自己要产生一些电力损失，如导线损耗、铁心损耗和附加损耗等等。这些损耗都以热量的形式向周围的散出，并且使变压器各部分的温度升高。

传统的绝缘液体变压器是通过内部的绝缘液体的流动，把铁心和绕组发出的热量带离至箱体绝缘液体内，再通过绝缘液体与箱体接触的金属表面，散发到箱体外空气中，通过空气流动带离热量。也即：变压器中的绝缘液体承担着两个作用，一方面提供绝缘性能，确保变压器内部带电部分间维持稳态绝缘，提供持续安全运行保障；另一方面提供变压器的冷却介质，由于变压器的绝缘材料的绝缘特性会随着温度的升高而绝缘性能下降，绕组和铁心中的损耗所产生的热量必须及时散逸出去，以免过热而造成绝缘损坏。

铁芯和绕组把热量首先传给在其附近的绝缘液体，使绝缘液体的温度升高。温度高的绝缘液体体积增加，比重减小，就向油箱的上部运动。冷绝缘液体将自然运动补充到热绝缘液体原来的位置。而热绝缘液体沿箱壁或散热器管将热量放出，经箱壁或管壁被周围的空气带走，温度降低后又回到变压器箱体下部参加循环。这样，因绝缘液体温度的差别，产生了油的自然循环流动，即：热绝缘液体从变压器油箱的上部，沿散热器(无散热器的沿箱壁)的内表面向下流，在向下流的过程中把热经管壁或箱壁传给空气(风)，被冷却的绝缘液体从散热器下部进入变压器箱体，然后经各通道上升，在上升过程中把线圈和铁芯的热量带走，热绝缘液体又汇于变压器箱上部，这样，周而复始不断循环。

自冷式的液体绝缘变压器依靠油箱壁(或散热器管壁)的辐射，和变压器周围空气的自然对流，把热量从油箱表面带走。因而，散热效果就取决于这种变压器箱体的金属面积。这种变压器为了增加散热表面，有的箱壁做成波状，有的焊上管子，有的装散热器，以促进油的对流。

由于变压器的损耗与其容积成比例，所以随着变压器容量的增大，其容积和损耗将以铁心尺寸三次方增加，而外表面积只依尺寸的二次方增加。因此，容量较小的变压器，光滑油箱表面就足以将油冷却；中等容量变压器，油箱表面要做成皱纹形以增加散热面，或加装片式或扁管散热器，由于散热器是在变压器箱体侧边向外延伸，远离箱壁的液体流动效果下降迅速，带散热器的变压器外形会异常庞大，产品重量及绝缘液体增多。对于大容量的变压器，不仅需要配备大型的散热器，同时还需对散热器配装油泵或对散热器采用强迫水冷系统，以实现散热降温目的，但同时也增加了不少投入和配套设施运维问题。

箱体体积的增加，由于距离的增加而导致液体流动的限制，远端部分散热效果会大幅下降，需要更大的箱体含更多的散热片，结构也由于体积的增加而加强，重量也大幅增加，从而带来体积、重量、成本、运输、安装等一系列问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种液体绝缘变压器散热结构。

解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种液体绝缘变压器散热结构，其特征在于，包括：变压器和自驱动散热器；所述自驱动散热器由铝型材和密封金属导热管组成，所述密封金属导热管为两端口封闭的中空导管，且所述密封金属导热管的密封管腔在处于真空状态时注入有制冷剂；所述铝型材位于所述变压器的上方，且所述铝型材的中心通孔与所述密封金属导热管的上端部过盈配合，所述密封金属导热管的中部通过密封安装结构固定在所述变压器的壳体顶面，所述密封金属导热管的下端部伸入到所述变压器位于其壳体内的绝缘液体中，且所述密封金属导热管的下端部位于所述变压器的铁芯绕组上方。

从而，当变压器正常运行时，高温的绝缘液体集中在变压器的壳体上部，密封金属导热管的下端部处液态的制冷剂吸热形成气态，顺着密封金属导热管升至其上端部，由于铝型材的快速传热特性，制冷剂的热量可快速传输到铝型材的表面并散热到空气中，使密封金属导热管快速冷却，密封金属导热管的上端部处的气态制冷剂转为液态，并由于自重而沿着密封金属导热管的侧壁流到下端部，再次进行热交换，周而复始进行前述循环，以实现对变压器的绝缘液体散热。

因此，本实用新型高效的实现了变压器的绝缘液体散热；并且，自驱动散热器位于变压器的顶部位置，不会增加变压器的占地面积，使得变压器连带散热结构的整体尺寸大幅缩小、重量减轻。

优选的：所述铝型材为星型翅片管，且所述铝型材的轴线沿竖直方向延伸。

从而，一方面能够增加铝型材的散热面积并减轻铝型材的重量，另一方面能够利用星型翅片管的相邻两块翅片之间沿竖向方向延伸的导槽引更好的导热空气流动，形成烟通效应，该两方面均能够加速铝型材的散热。并且，对于液体绝缘变压器散热结构设有多个自驱动散热器的情况，利用星型翅片管的导槽，使得相邻的两个星型翅片管交叉布置，可节约铝型材所需的安装空间，以在变压器的壳体顶面上安装更多的自驱动散热器。

优选的：所述液体绝缘变压器散热结构设有多个所述自驱动散热器，各个所述自驱动散热器在所述变压器的壳体顶面均匀分布。其中，自驱动散热器的数量可根据变压器的实际运行情况增减。

优选的：所述变压器为油浸式变压器，所述密封金属导热管的最下端位于所述变压器在其壳体高度方向上的70％至75％处，此处为油浸式变压器的绝缘液体最高温位置，以提高自驱动散热器对油浸式变压器的绝缘液体散热效率。

作为本实用新型的优选实施方式：所述密封金属导热管的下端部成螺旋状。从而，能够在密封金属导热管的下端部伸入深度不变的情况下，增加密封金属导热管与绝缘液体的接触面积，以提高与绝缘液体的热交换效率，由此避免密封金属导热管的下端部伸入深度过大，以保持变压器内部的金属绝缘距离，确保运行安全。

优选的：参见图3，相邻两个所述铝型材上的密封金属导热管在其轴向上的安装位置相互错开半个螺距，所述螺距为所述密封金属导热管的螺旋状下端部的螺距，以使得相邻的两个自驱动散热器能够相互临近安装，且相互之间的螺旋状下端部不会造成干涉。

优选的：参见图4，所述密封安装结构包括安装嘴、密封圈和旋盖，所述安装嘴设置在所述变压器的壳体顶面，且所述安装嘴的管腔与所述变压器的壳体内部连通，所述密封金属导热管的下端部通过所述安装嘴的管腔伸入到所述变压器的壳体内的绝缘液体中；并且，所述安装嘴的管腔顶部设有斜面，所述密封圈套装在所述密封金属导热管外并坐落在所述安装嘴的斜面上，所述旋盖与所述安装嘴螺纹连接并将所述密封圈压紧在所述安装嘴的斜面上；并且，所述密封金属导热管的螺旋状下端部的螺距大于所述安装嘴的高度，使得密封金属导热管的螺旋状下端部能够通过所述安装嘴的管腔伸入到所述变压器的壳体内的绝缘液体中，以便于独立安装更换每一个自驱动散热器，提高维护效率。

从而，被旋盖挤压后的密封圈陷入斜面并变形紧包裹密封金属导热管，由于密封圈及密封金属导热管都为圆形，可形成精密密封面，随着旋盖螺纹旋下密封将越紧，当变压器运行温度上升，密封圈膨胀会进一步提高密封效果，由此，密封安装结构能够实现所述密封金属导热管在变压器的壳体顶面上的密封安装。

作为本实用新型的优选实施方式：参见图5，所述变压器为地埋式箱变，该地埋式箱变安装在景观高低压柜下方的地坑内；所述铝型材位于所述景观高低压柜的柜体下部位置，以使得变压器的的热量通过铝型材提升至景观高低压柜的柜体下部位置进行散发，解决地埋式箱变的发热体在地表以下致使通过景观高低压柜的下部通道散热存在困难的问题。

优选的：所述景观高低压柜的柜体下部位置安装有风机，以通过风机进行强迫风冷，提高散热效果，更好解决了地埋式箱变的变压器温升问题。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

第一，本实用新型设有由铝型材和密封金属导热管组成的自驱动散热器，能够通过密封金属导热管内的制冷剂在变压器热量最集中的绝缘液体位置吸热，并带到铝型材处散热，高效的实现了变压器的绝缘液体散热；并且，自驱动散热器位于变压器的顶部位置，不会增加变压器的占地面积，使得变压器连带散热结构的整体尺寸大幅缩小、重量减轻。

第二，本实用新型采用星型翅片管作为铝型材，且铝型材的轴线沿竖直方向延伸，能够加速铝型材的散热；并且，对于液体绝缘变压器散热结构设有多个自驱动散热器的情况，利用星型翅片管的导槽，使得相邻的两个星型翅片管交叉布置，可节约铝型材所需的安装空间，以在变压器的壳体顶面上安装更多的自驱动散热器。

第三，本实用新型通过将密封金属导热管的下端部设置成螺旋状，能够在密封金属导热管的下端部伸入深度不变的情况下，增加密封金属导热管与绝缘液体的接触面积，以提高与绝缘液体的热交换效率，由此避免密封金属导热管的下端部伸入深度过大，以保持变压器内部的金属绝缘距离，确保运行安全。

第四，本实用新型所采用的密封安装结构，在能够可靠的实现密封金属导热管在变压器的壳体顶面上的密封安装的同时，能够便于独立安装更换每一个自驱动散热器，提高维护效率。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明：

图1为本实用新型的液体绝缘变压器散热结构的结构示意图；

图2为本实用新型中自驱动散热器的结构示意图；

图3为相邻两个自驱动散热器在轴向上的安装位置示意图；

图4为本实用新型中密封安装结构的结构示意图；

图5为本实用新型的地埋式箱变和景观高低压柜的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及其附图对本实用新型进行详细说明，以帮助本领域的技术人员更好的理解本实用新型的实用新型构思，但本实用新型权利要求的保护范围不限于下述实施例，对本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型之实用新型构思的前提下，没有做出创造性劳动所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

实施例一

如图1和图2所示，本实用新型公开的是一种液体绝缘变压器散热结构，包括：变压器1和自驱动散热器；所述自驱动散热器由铝型材2和密封金属导热管3组成，所述密封金属导热管3为两端口封闭的中空导管，且所述密封金属导热管3的密封管腔在处于真空状态时注入有制冷剂；所述铝型材2位于所述变压器1的上方，且所述铝型材2的中心通孔与所述密封金属导热管3的上端部过盈配合，所述密封金属导热管3的中部通过密封安装结构4固定在所述变压器1的壳体顶面1a，所述密封金属导热管3的下端部伸入到所述变压器1位于其壳体内的绝缘液体中，且所述密封金属导热管3的下端部位于所述变压器1的铁芯绕组1-1上方。

从而，当变压器1正常运行时，高温的绝缘液体集中在变压器1的壳体上部，密封金属导热管3的下端部处液态的制冷剂吸热形成气态，顺着密封金属导热管3升至其上端部，由于铝型材2的快速传热特性，制冷剂的热量可快速传输到铝型材2的表面并散热到空气中，使密封金属导热管3快速冷却，密封金属导热管3的上端部处的气态制冷剂转为液态，并由于自重而沿着密封金属导热管3的侧壁流到下端部，再次进行热交换，周而复始进行前述循环，以实现对变压器1的绝缘液体散热。

因此，本实用新型高效的实现了变压器1的绝缘液体散热；并且，自驱动散热器位于变压器1的顶部位置，不会增加变压器1的占地面积，使得变压器1连带散热结构的整体尺寸大幅缩小、重量减轻。

以上为本实施例一的基本实施方式，可以在该基本实施方式的基础上做进一步的优化、改进和限定：

优选的：所述铝型材2为星型翅片管，且所述铝型材2的轴线沿竖直方向延伸。

从而，一方面能够增加铝型材2的散热面积并减轻铝型材2的重量，另一方面能够利用星型翅片管的相邻两块翅片之间沿竖向方向延伸的导槽引更好的导热空气流动，形成烟通效应，该两方面均能够加速铝型材2的散热。并且，对于液体绝缘变压器散热结构设有多个自驱动散热器的情况，利用星型翅片管的导槽，使得相邻的两个星型翅片管交叉布置，可节约铝型材2所需的安装空间，以在变压器1的壳体顶面1a上安装更多的自驱动散热器。

优选的：所述液体绝缘变压器散热结构设有多个所述自驱动散热器，各个所述自驱动散热器在所述变压器1的壳体顶面1a均匀分布。其中，自驱动散热器的数量可根据变压器1的实际运行情况增减。

优选的：所述变压器1为油浸式变压器，所述密封金属导热管3的最下端位于所述变压器1在其壳体高度方向上的70％至75％处，此处为油浸式变压器的绝缘液体最高温位置，以提高自驱动散热器对油浸式变压器的绝缘液体散热效率。

实施例二

在上述实施例一的基础上，本实施例二还采用了以下优选的结构：

所述密封金属导热管3的下端部成螺旋状。

从而，能够在密封金属导热管3的下端部伸入深度不变的情况下，增加密封金属导热管3与绝缘液体的接触面积，以提高与绝缘液体的热交换效率，由此避免密封金属导热管3的下端部伸入深度过大，以保持变压器1内部的金属绝缘距离，确保运行安全。

以上为本实施例二的基本实施方式，可以在该基本实施方式的基础上做进一步的优化、改进和限定：

优选的：参见图3，相邻两个所述铝型材2上的密封金属导热管3在其轴向上的安装位置相互错开半个螺距，所述螺距为所述密封金属导热管3的螺旋状下端部的螺距，以使得相邻的两个自驱动散热器能够相互临近安装，且相互之间的螺旋状下端部不会造成干涉。

优选的：参见图4，所述密封安装结构4包括安装嘴4-1、密封圈4-2和旋盖4-3，所述安装嘴4-1设置在所述变压器1的壳体顶面1a，且所述安装嘴4-1的管腔与所述变压器1的壳体内部连通，所述密封金属导热管3的下端部通过所述安装嘴4-1的管腔伸入到所述变压器1的壳体内的绝缘液体中；并且，所述安装嘴4-1的管腔顶部设有斜面4-1a，所述密封圈4-2套装在所述密封金属导热管3外并坐落在所述安装嘴4-1的斜面4-1a上，所述旋盖4-3与所述安装嘴4-1螺纹连接并将所述密封圈4-2压紧在所述安装嘴4-1的斜面4-1a上；并且，所述密封金属导热管3的螺旋状下端部的螺距大于所述安装嘴4-1的高度，使得密封金属导热管3的螺旋状下端部能够通过所述安装嘴4-1的管腔伸入到所述变压器1的壳体内的绝缘液体中，以便于独立安装更换每一个自驱动散热器，提高维护效率。

从而，被旋盖4-3挤压后的密封圈4-2陷入斜面4-1a并变形紧包裹密封金属导热管3，由于密封圈4-2及密封金属导热管3都为圆形，可形成精密密封面，随着旋盖4-3螺纹旋下密封将越紧，当变压器1运行温度上升，密封圈4-2膨胀会进一步提高密封效果，由此，密封安装结构4能够实现所述密封金属导热管3在变压器1的壳体顶面1a上的密封安装。

实施例三

在上述实施例一或实施例二的基础上，本实施例三还采用了以下优选的结构：

参见图5，所述变压器1为地埋式箱变，该地埋式箱变安装在景观高低压柜5下方的地坑内；所述铝型材2位于所述景观高低压柜5的柜体下部位置，以使得变压器1的的热量通过铝型材2提升至景观高低压柜5的柜体下部位置进行散发，解决地埋式箱变的发热体在地表以下致使通过景观高低压柜5的下部通道散热存在困难的问题。

以上为本实施例三的基本实施方式，可以在该基本实施方式的基础上做进一步的优化、改进和限定：

优选的：所述景观高低压柜5的柜体下部位置安装有风机6，以通过风机6进行强迫风冷，提高散热效果，更好解决了地埋式箱变的变压器温升问题。

本实用新型不局限于上述具体实施方式，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本实用新型的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种液体绝缘变压器散热结构，其特征在于，包括：变压器(1)和自驱动散热器；所述自驱动散热器由铝型材(2)和密封金属导热管(3)组成，所述密封金属导热管(3)为两端口封闭的中空导管，且所述密封金属导热管(3)的密封管腔在处于真空状态时注入有制冷剂；所述铝型材(2)位于所述变压器(1)的上方，且所述铝型材(2)的中心通孔与所述密封金属导热管(3)的上端部过盈配合，所述密封金属导热管(3)的中部通过密封安装结构(4)固定在所述变压器(1)的壳体顶面(1a)，所述密封金属导热管(3)的下端部伸入到所述变压器(1)的绝缘液体中，且所述密封金属导热管(3)的下端部位于所述变压器(1)的铁芯绕组(1-1)上方。

2.根据权利要求1所述液体绝缘变压器散热结构，其特征在于：所述铝型材(2)为星型翅片管，且所述铝型材(2)的轴线沿竖直方向延伸。

3.根据权利要求1所述液体绝缘变压器散热结构，其特征在于：所述液体绝缘变压器散热结构设有多个所述自驱动散热器，各个所述自驱动散热器在所述变压器(1)的壳体顶面(1a)均匀分布。

4.根据权利要求1所述液体绝缘变压器散热结构，其特征在于：所述变压器(1)为油浸式变压器，所述密封金属导热管(3)的最下端位于所述变压器(1)在其壳体高度方向上的70％至75％处。

5.根据权利要求1至4任意一项所述液体绝缘变压器散热结构，其特征在于：所述密封金属导热管(3)的下端部成螺旋状。

6.根据权利要求5所述液体绝缘变压器散热结构，其特征在于：相邻两个所述铝型材(2)上的密封金属导热管(3)在其轴向上的安装位置相互错开半个螺距，所述螺距为所述密封金属导热管(3)的螺旋状下端部的螺距。

7.根据权利要求5所述液体绝缘变压器散热结构，其特征在于：所述密封安装结构(4)包括安装嘴(4-1)、密封圈(4-2)和旋盖(4-3)，所述安装嘴(4-1)设置在所述变压器(1)的壳体顶面(1a)，且所述安装嘴(4-1)的管腔与所述变压器(1)的壳体内部连通，所述密封金属导热管(3)的下端部通过所述安装嘴(4-1)的管腔伸入到所述变压器(1)的壳体内的绝缘液体中；并且，所述安装嘴(4-1)的管腔顶部设有斜面(4-1a)，所述密封圈(4-2)套装在所述密封金属导热管(3)外并坐落在所述安装嘴(4-1)的斜面(4-1a)上，所述旋盖(4-3)与所述安装嘴(4-1)螺纹连接并将所述密封圈(4-2)压紧在所述安装嘴(4-1)的斜面(4-1a)上；并且，所述密封金属导热管(3)的螺旋状下端部的螺距大于所述安装嘴(4-1)的高度。

8.根据权利要求1至4任意一项所述液体绝缘变压器散热结构，其特征在于：所述变压器(1)为地埋式箱变，该地埋式箱变安装在景观高低压柜(5)下方的地坑内；所述铝型材(2)位于所述景观高低压柜(5)的柜体下部位置。

9.根据权利要求8所述液体绝缘变压器散热结构，其特征在于：所述景观高低压柜(5)的柜体下部位置安装有风机(6)。

Images