专利名称：气体绝缘干式变压器的制作方法
技术领域：
本实用新型是电网中进行不同电压等级间能量传输的一种新型电气设备。
背景技术：
电力系统中变压器的应用是非常广泛的，从电力高压网络到用户端都会应用到，是系统中不可缺少的设备。在现有技术中，变压器分为油浸和干式两大类，油浸变压器因为有变压器油就会存在泄露、油变质等问题，给使用和维护带来很多问题，所以无油化已经成为电力系统一个应用趋势。现有的干式变压器基本上是采用环氧浇注方式的，或其他绝缘材料固定成型，因为散热问题(没有油作为介质散热，空气的散热性能较差)同油浸变压器相比铁芯及绕组的体积要大些，成本就高，而且在大容量时的散热是一个很难解决的问题，限制了其向大容量的发展，在上万千乏或更高的容量的情况下，变压器都是油浸式的，给无油化的发展带来了困难，其实散热问题一直是变压器设计制造中所要面对的问题，也是一直没有得到很好解决的问题。
变压器的铁芯和绕组都是会产生热量的，热量散不出去，就会产生超过极限的温升，而将变压器烧毁。传统的变压器设计中，无论铁芯还是绕组中都要设计有风道或油道，风道是干式变压器中通风用的，油道是油浸变压器中增加的油路，即都是采用对流的方式将变压器中的热量传递出去的，干式变压器采用空气对流的方式，因空气的传热性能差些，所以需要有更多更大的风道，且绕组的电流密度也选择得比较低，这些都增加了成本，比同容量的油浸的变压器成本高；油浸变压器采用变压器油来对流，将变压器铁芯和绕组中的热量带到箱体上，并通过箱体上的散热器散发到空气中去，因为变压器油的传热效率高些，其铁芯与绕组的成本也相对低一些。总之，现有的变压器的铁芯与绕组的热量导出都是采用传统的对流的方式，对流是一种导热性能相对要差的方式，可以采用一种更理想的导热方式，在性能与成本上会有较大的改善。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种新型的气体绝缘干式变压器，使变压器达到防火防爆的同时，又采用热管这种更理想的导热方式，使变压器的性能提高成本下降。
本实用新型所说的气体绝缘干式变压器，包括箱体内的变压器铁芯和绕组，箱体内充满气体，箱体外装有散热器，箱体与变压器铁芯和绕组之间有换热器，换热器一边与箱体及散热器紧密连接，另一边与变压器铁芯和绕组紧密连接。
箱体是密闭式的结构，箱体内充有绝缘气体，包括六氟化硫、氮气、干燥空气等，箱体内的压力略微高于箱体外，从而保证比较好的绝缘性能，因为箱体是密闭的，可以户内户外都使用，并且还可以避免普通干式变压器因环氧老化破裂造成的绝缘问题。
箱体与变压器铁芯和绕组之间的换热器为热管，热管是人们所知的最有效的传热元件之一，它可以将大量的热量通过其很小的截面积远距离地传输而无需外加动力，它的热导率已经远远超过任何一种已知的金属。热管是密闭的结构，内部保持一定的真空度，并充有一定的液体，管内一端受热液体会汽化，到另一端冷却后气体又变为液体，循环往复，热管两端是几乎没有温差的。热管的传热能力是惊人的，一个4毫米内径的热管其极限传递能量可超过5千瓦，绕组和铁芯上的热量可以很快传递到箱体和散热器上，就不再需要风道，绕组的电流密度也可以选择比较大些，铁芯和绕组的体积可以减少很多，从而可以大大降低成本。绕组与铁芯上的温度应与箱体散热器上的温度相同，这也可以大大降低变压器的温升，克服变压器温升较高而带来的一系列问题，变压器所用绝缘材料的绝缘等级也可以降低，这降低成本的同时也可以降低变压器的损耗。
普通的热管其蒸发段与冷凝段基本是无间隔地连接在一起，为一根根独立的结构，用在气体绝缘干式变压器中，会给绕组的绕制带来一定的困难，采用蒸发段与冷凝段相互分开的分离式热管，就可以比较好地解决这一问题。
热管管壁一般所选用的材料为金属材料，导热性能好，但用在变压器中，因为金属材料的绝缘性能差，虽然解决了导热问题，但又带来了绝缘问题，所以热管的蒸发段的管壁应选为导热的绝缘材料，既导热又绝缘，该材料的热导率应大于1W/mK。
本实用新型同现有的技术相比，由于传热效率提高，可以显著地降低变压器的体积和成本，降低了变压器的温升同时降低了变压器的损耗；采用密闭式气体绝缘结构，可以提高绝缘性能和可靠性。
本实用新型为无油化结构、成本低廉、并具有降低温升和损耗等显著特点。
以下结合附图对本实用新型作进一步的说明。
附
图1为本实用新型的侧视结构示意图附图2为本实用新型的俯视结构示意图具体实施方式
在图1、2中，1是铁芯，2是对铁芯散热的分离式热管换热器的蒸发段，3是对低压绕组散热的分离式热管换热器的蒸发段，4是低压绕组，5是对高压绕组散热的分离式热管换热器的蒸发段，6是高压绕组，7、8是连接蒸发段与冷凝段的管子，7是蒸汽通过的管子，8是冷凝液体返回的管子，9是分离式热管换热器的冷凝段，10是箱体，11是向空气散热的散热器。分离式热管换热器的蒸发段2内壁与铁芯1紧密接触，将铁芯1的热量传递出去；分离式热管换热器的蒸发段3外壁与低压绕组4紧密接触，将低压绕组4的热量传递出去；分离式热管换热器的蒸发段2与分离式热管换热器的蒸发段3之间要保持一定的绝缘距离。分离式热管换热器的蒸发段5内壁与低压绕组也有一定的绝缘距离，外壁与高压绕组6紧密接触，将高压绕组6的热量传递出去。分离式热管换热器的冷凝段9与箱体10紧密接触，箱体外对应位置安装散热器11，将内部的所有热量传递到空气中。热管蒸发段管壁的材料选择为导热的绝缘材料，同时保证导热性与绝缘性。连接分离式热管换热器的冷凝段与蒸发段的管子7、8在初始设计为分开的，当绕组安装完毕后才将其密闭起来，然后注入液体并抽真空。箱体最后是密闭的，也需抽真空后注入其他绝缘气体，如六氟化硫、氮气等。
权利要求1.一种气体绝缘干式变压器，包括箱体内的变压器铁芯和绕组，箱体内充满气体，箱体外装有散热器，其特征在于所述的箱体与变压器铁芯和绕组之间有换热器，换热器一边与箱体及散热器紧密连接，另一边与变压器铁芯和绕组紧密连接。
2.根据权利要求1所述的气体绝缘干式变压器，其特征在于所述的箱体为密闭的结构，里面充满绝缘气体。
3.根据权利要求1、2所述的气体绝缘干式变压器，其特征在于所述的换热器为热管。
4.根据权利要求3所述的气体绝缘干式变压器，其特征在于所述的热管蒸发段的管壁的全部或部分所用材料为导热绝缘材料，该材料的热导率大于1W/m K。
5.根据权利要求3所述的气体绝缘干式变压器，其特征在于所述的热管为蒸发段与冷凝段相互分开的分离式热管。
6.根据权利要求4所述的气体绝缘干式变压器，其特征在于所述的热管为蒸发段与冷凝段相互分开的分离式热管。
专利摘要电网中的变压器是能量传输中的不可缺少的装置,而干式变压器因为无油化免渗漏更是得到广泛应用,本实用新型采用的是一种气体绝缘的干式变压器。它包括箱体内装配的变压器的铁芯和绕组,箱体上还装有散热器,箱体与变压器铁芯和绕组之间有换热器,换热器一边与箱体及散热器紧密连接,另一边与变压器铁芯和绕组紧密连接。由于可靠地解决了变压器的散热问题,可以使变压器的体积更小,成本更低,是现有变压器理想的升级换代产品。
文档编号H01F27/08GK2517085SQ0220515
公开日2002年10月16日 申请日期2002年2月21日 优先权日2002年2月21日
发明者刘有斌 申请人:刘有斌