CN215815511U - 一种变压器真空超导热管散热器 - Google Patents

Abstract

本发明属于变压技术领域，公开了一种变压器真空超导热管散热器，包括上接口法兰（1）、下接口法兰（2）、上导油管（3）、下导油管（4）、集热盒（6）、真空超导热管（5）、外框架（7）构成，上接口法兰和下接口法兰分别连接在上导油管和下导油管上,用于与变压器连接，上导油管和下导油管分别与集热盒（6）连通，真空超导热管（5）吸热端插装在集热盒（6）内。该散热器在变压器之外制作了变压器第二集热体，并通过集热体和真空超导热管将变压器的所有内部热量导出。该装置降低了变压器散热的时间周期系数，散热速度快，有效散热面积达到了96%‑99.9%，使变压器散热量提高5%‑40%。

Description

一种变压器真空超导热管散热器

技术领域

本发明属于变压器技术领域，涉及需要散热的所有各种电压等级、大小容量的各类别变压器，具体涉及变压器的散热技术。

背景技术

目前现有的变压器散热多采用片式散热器，虽然近年来在工艺质量上有了较大的进步，其固有的缺陷还是没有得到解决，如不能承受高真空，原始散热效率达不到90%，随时间的增长散热能力降低，散热片受到冷热温度冲击变形后不易恢复，散热器体积重量较大，装油多，需经常维护及停电维修，受太阳日照辐射会产生附加温升影响变压器正常运行等等技术问题。

发明内容

本发明针对变压器的散热问题，将真空超导热管技术运用到变压器散热系统中，目的是提高变压器散热效率和能力，降低成本，提高安全可靠性、增加寿命。

本发明所采用的技术方案是：一种变压器真空超导热管散热器，其特征在于，包括上接口法兰、下接口法兰、上导油管、下导油管、集热盒、真空超导热管、外框架构成，上接口法兰和下接口法兰分别连接在上导油管和下导油管上,用于与变压器连接，上导油管和下导油管分别与集热盒连通，真空超导热管吸热端插装在集热盒内。

本发明将真空超导热管技术运用到变压器散热系统中，并且在变压器之外制作了变压器第二集热体，将变压器内部产生的热量引入到外部集热盒中，由真空超导热管快速散热，通过集热盒和真空超导热管将变压器的所有内部热量导出。该装置降低了变压器散热的时间周期系数，散热速度快，有效散热面积达到了96%-99.9%，使变压器散热量提高5%-40%。有效解决了现有片式散热器的技术缺陷。此外由于真空超导热管具有散热极快的优点，对变压器在运行中发生突发负荷或急救负载时具有显著的保护作用，同时也相对提高了变压器过负载能力。

进一步地，所述真空超导热管为圆柱管状，散热端设置有散热翅片。

作为另一种选择，所述真空超导热管为中空薄片结构，相到平行设置。

进一步地，所述真空超导热管内部充有固体物质、液态物质或气态物质。

进一步地，所述真空超导热管的吸热端朝下设置，散热端朝上设置。

进一步地，上下接口法兰、上下导油管、集热盒以及外框架优选由碳钢材料制作，真空超导热管由碳钢、不锈钢或铜铝材料制作。

进一步地，上下接口法兰分别与上下导油管焊接连接，上下导油管分别于集热盒焊接或法兰防渗油连接，集热盒与真空超导热管焊接或法兰防渗油连接，外框架与上下导油管固定。

进一步地，本发明的变压器真空超导热管散热器安装在变压器箱壁上，可以包括多组独立体，每组独立体沿变压器长轴方向排列，或者沿垂直变压器长轴方向排列。

进一步地，每组独立体在变压器箱壁与集热盒间安装2个以上导油管；

作为改进，变压器真空超导热管散热器还包括有散热风扇，各真空超导热管相互并排平行设置，所述真空超导热管的散热端设有V字型散热翅片，所述V字型散热翅片包括两个倾斜于风扇吹风方向的翼板，两个翼板的夹角背向风扇吹风方向，相邻两个V字型散热翅片的相近的两个翼板之间构成沿风扇吹风方向宽度逐渐变窄的空气通道。

所述V字型散热翅片由弹性金属片弯折形成，中间为带开口的环形部，环形部的自然半径小于真空超导热管的散热端半径，环形部的开口宽度小于真空超导热管的散热端直径，两个翼板的连接端连接在环形部的两端，两个翼板的自由端向环形部的开口的反向延伸。对两个翼板的自由端施加相向压力可以打开环形部的开口。

本发明具有如下技术效果：提高了散热速度；提高了散热面积；可承受变压器全真空；不会随时间增长降低散热能力；变压器在发生突发负荷或急救负载时，能够迅速降低变压器内部温升，减小变压器伤害；体积小，重量轻，节约了成本；提高了安全可靠性，增加了运行寿命；结构简单，安装便捷；少维护或免维护；受太阳照射不会使变压器产生附加温度。

附图说明

图1是本发明真空超导热管沿变压器长轴方向排列示意图。

图2是本发明真空超导热管沿垂直变压器长轴方向排列示意图。

图3是V字型散热翅片散热原理图。

图4是V字型散热翅片一种优选结构示意图。

图中，1、上接口法兰，2、下接口法兰，3、上导油管，4、下导油管，5、真空超导热管，6、集热盒，7、外框架；11、真空超导热管的散热端，12、V字型散热翅片，121、V字型散热翅片的一个翼板，122、V字型散热翅片的另一个翼板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的变压器真空超导热管散热器的结构及工作原理做进一步的解释与说明。

参照图1、2，本发明的变压器真空超导热管散热器，包括上接口法兰1、下接口法兰2、上导油管3、下导油管4、集热盒6、真空超导热管5、外框架7构成，上接口法兰和下接口法兰分别连接在上导油管和下导油管上,用于与变压器连接，上导油管和下导油管分别与集热盒6连通，真空超导热管5吸热端插装在集热盒6内。

所述真空超导热管5内部填充物质可以是固体物质，也可以是液态物质或气态物质。其中优选液态物质或气态物质。

为了提高真空超导热管的导热性能，安装时让真空超导热管的吸热端在下部，散热端在上部，散热端介质散热后下降，吸热端介质受热后上升，可以达到更快的导热效果。

在上述结构组成中，上接口法兰、下接口法兰、上导油管、下导油管、集热盒以及外框架都可以由碳钢材料制作而成，真空超导热管可由碳钢、不锈钢或铜铝等材料制作。在连接方式上，上接口法兰、下接口法兰与上导油管、下导油管的连接可以是焊接，也可以是一体成型而成，上导油管和下导油管与集热盒可以采用焊接的方式连接，也可以采用法兰连接，集热盒与真空超导热管之间的连接也可以是焊接或法兰连接，当采用法兰连接时，需要密封处理，以防渗油，外框架与导油管则相互固定即可。

图示变压器真空超导热管散热器使用时可以安装在变压器箱壁上，上下接口法兰与变压器的散热油管连接。真空超导热管可以沿变压器长轴方向排列设置，如图1所示，也可以沿垂直变压器长轴方向排列设置，如图2所示。

一个散热器可以包括多个独立体，每组独立体可以在变压器箱壁与集热盒间安装2个以上导油管；如图1所示。

参照图3，通常情况下，真空超导热管的散热端表面设置平行均匀分布的散热翅片，以增加散热面积。但是这种散热翅片结构，的散热效率并不高。在散热器设置有散热风扇的情况下，为了提高散热效率，本例将各真空超导热管相互并排平行设置，然后在所述真空超导热管的散热端设有V字型散热翅片12，所述V字型散热翅片包括两个倾斜于风扇吹风方向的翼板121、1 22，两个翼板121、122的夹角背向风扇吹风方向，相邻两个V字型散热翅片的相近的两个翼板之间构成沿风扇吹风方向宽度逐渐变窄的空气通道。在这种结构下，风扇的吹风方向因为与翼板存在夹角，风吹到翼板表面时被迫转向，在翼板上形成表面压力，使翼板上的热能更快的传导给空气分子，同时宽度逐渐变窄的空气通道将空气流动速度加快，快速通过相邻两个翼板之间的风在翼板的背面形成突然压降，并形成涡流。这种结构可以在较小的散热风扇功率下，让通过相邻两个翼板之间的风具有更大的风压,又让空气与翼板之间具有更大的接触表面积，进而有效提高翼板与空气之间换热效率。

参照图4，本例中，所述V字型散热翅片12由弹性金属片弯折形成，中间为带开口的环形部123，环形部123的自然半径r小于真空超导热管的散热端11的半径，环形部123的开口宽度d小于真空超导热管的散热端11的直径，两个翼板121、122的连接端连接在环形部的两端，两个翼板121、122的自由端向环形部的开口的反向延伸。对两个翼板121、122的自由端施加相向压力可以打开环形部的开口。

Claims (8)

1.一种变压器真空超导热管散热器，其特征在于，包括上接口法兰（1）、下接口法兰（2）、上导油管（3）、下导油管（4）、集热盒（6）、真空超导热管（5）、外框架（7）构成，上接口法兰和下接口法兰分别连接在上导油管和下导油管上,用于与变压器连接，上导油管和下导油管分别与集热盒（6）连通，真空超导热管（5）吸热端插装在集热盒（6）内。

2.根据权利要求1所述的变压器真空超导热管散热器，其特征在于，真空超导热管（5）内部充有固体物质、液态物质或气态物质。

3.根据权利要求1所述的变压器真空超导热管散热器，其特征在于，所述真空超导热管（5）的吸热端朝下设置，散热端朝上设置。

4.根据权利要求1所述的变压器真空超导热管散热器，其特征在于，上下接口法兰（1、2）、上下导油管（3、4）、集热盒（6）、外框架（7）由碳钢材料制作，真空超导热管（5）由碳钢、不锈钢或铜铝材料制作。

5.根据权利要求1所述的变压器真空超导热管散热器，其特征在于，上下接口法兰（1、2）分别与上下导油管（3、4）焊接连接，上下导油管（3、4）分别与集热盒（6）焊接或法兰防渗油连接，集热盒（6）与真空超导热管（5）焊接或法兰防渗油连接，外框架（7）与导油管（3、4）固定。

6.根据权利要求1所述的变压器真空超导热管散热器，其特征在于，该散热器安装在变压器箱壁上，包括多组独立体，每组独立体沿变压器长轴方向排列，或者沿垂直变压器长轴方向排列。

7.根据权利要求6所述的变压器真空超导热管散热器，其特征在于，每组独立体在变压器箱壁与集热盒间安装2个以上导油管。

8.根据权利要求书1所述的变压器真空超导热管散热器，其特征在于，还包括有散热风扇，所述真空超导热管相互并排平行设置，所述真空超导热管的散热端(11)设有V字型散热翅片(12)，所述V字型散热翅片包括两个倾斜于风扇吹风方向的翼板(121、122)，两个翼板的夹角背向风扇吹风方向，相邻两个V字型散热翅片的相近的两个翼板之间构成沿风扇吹风方向宽度逐渐变窄的空气通道；所述V字型散热翅片由弹性金属片弯折形成，中间为带开口的环形部（123），环形部的自然半径(r)小于真空超导热管的散热端(11)的半径，环形部（123）的开口宽度（d）小于真空超导热管的散热端（11）直径，两个翼板(121、122)的连接端连接在环形部（123）的两端，两个翼板(121、122)的自由端向环形部（123）的开口的反向延伸，对两个翼板(121、122)的自由端施加相向压力可以打开环形部的开口。

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