CN101552095B - 变压器散热装置 - Google Patents

Abstract

本发明是一种变压器散热装置，其包括围绕变压器的器身设置的导风管，所述的导风管的两端分别是进风口和出风口，所述的导风管内横向设置有至少一层横隔板，所述的横隔板与所述的导风管密封连接，并从导风管的内壁向所述的变压器的器身方向延伸，而且横隔板与变压器的器身外周之间留有通风间隙。其解决了现有变压器散热效果差的问题，本发明的变压器散热装置使变压器的散热效果达到理想状态，变压器可以满负荷工作。

Description

变压器散热装置

技术领域

本发明涉及一种变压器的散热装置，特别是涉及变压器的一种散热强化型的散热装置。

背景技术

目前，变压器柜的散热方法，一般是在变压器柜的柜体上开设散热孔，从而通过自然风散热。为了进一步强化散热效果，有在柜体的下方设入风口、上方设排风口，由此通过入、排风口之间形成的风道对变压器进行散热。但由于变压器的器身与变压器柜内壁之间的距离过大，导致风量基本从变压器外面流失，不能起到应有的降温作用，从而导致变压器散热不好，影响了变压器的工作效率，使变压器只能在一定的环境温度范围内才能满负荷运行。

为了改善由于散热效果不能达到理想状态，使变压器无法满负荷工作的问题，也有采用降容的手段，但这样将大大影响变压器的实际运行效率。

CN1889206公开了一种变压器散热方法及其配用的强制风散热装置，其采用的技术方案是在变压器的器身下部设置有风机及风机盒，在变压器的器身外周设有风机屏，风机屏与风机盒连为一体形成一纵向的沿变压器的器身周围的强制风道，从而加快风的流动，强制降低变压器的温度。这种结构相对于不采用强制风散热的变压器散热效果有所改善，然而，由于变压器线圈上下的夹件的尺寸的限制，使得风机屏与变压器线圈之间形成的风道难以减小，强制送风的效率并没有达到理想的状态。同时，经过发明人的实验得知，变压器的线圈端面的位置的温度最高，采用CN1889206风机屏对局部高温区的降温效果不理想，因此，一种能够进一步改善散热效果的变压器散热装置成为本领域技术人员追求的目标。

发明内容

本发明的目的在于克服现有变压器散热风道的上述缺陷，提供一种散热效果好的变压器散热装置。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种变压器散热装置，其包括围绕变压器的器身设置的导风管，所述的导风管的两端分别是进风口和出风口，其特征在于：所述的导风管内横向设置有至少一层横隔板，所述的横隔板与所述的导风管密封连接，并从导风管的内壁向所述的变压器的器身方向延伸，而且横隔板与变压器的器身外周之间留有通风间隙。

作为优选，最好将所述横隔板的延伸端的末端设置成位于变压器的线圈端面所处的水平面上。

合理选择通风间隙，可以一方面作为优选，最好所述横隔板与变压器的器身之间的通风间隙为变压器器线圈外径的3％-15％。

作为优选，最好所述的横隔板为1-4层。横隔板设置的数量过多，使得散热装置的结构复杂，不便于安装。

作为优选，所述的横隔板呈平板状，采用平板状横隔板，方便制造和安装。横隔板可以垂直于导风管的内壁方向设置，也可以将横隔板的延伸端向出风口方向倾斜而呈倾斜方向设置。其中，倾斜设置的横隔板靠近变压器的器身的一侧高于靠近导风管一侧，依据热空气上升的原理，横隔板下方的热空气不会滞留蓄热，有利于充分完成热交换和降低器身周围的空气温度。

更为优选的技术方案中：横隔板的延伸端的末端顺着风向延伸有一个导风板，且所述的导风板与横隔板交接处采用圆弧过度。

或者，所述的导风管的下端是进风口、所述的导风管的上端是出风口，所述的横隔板自连接于导风管的一侧向靠近变压器的器身的一侧渐渐增高，呈向下凸出的弧面状。将横隔板设计为弧面状，具有较好的导流作用，具有较小的风阻，有利于风流动。横隔板靠近变压器的器身的一侧高于靠近导风管一侧，依据热空气上升的原理，横隔板下方的热空气不会滞留蓄热，有利于充分完成热交换和降低器身周围的空气温度。

其中，所述的变压器安装在一个变压器柜体内，所述的导风管的下端是进风口、所述的导风管的上端是出风口；所述的变压器柜体的顶板上设置有排风口，变压器柜体的底板或者侧板上则设有入风口，所述散热装置还包括用于排风的风机，所述风机设在变压器柜体的顶板的排风口的上方或者设在变压器的器身下方。

作为优选，所述导风管的上端向上延伸至所述变压器柜体的顶板处，并通过所述的顶板上的排风口与变压器柜体的外部相通。最好所述导风管的上端与变压器柜体顶板之间设有用于密封的软性密封材料制成的密封件。例如用硅橡胶材料，其能达到良好的密封效果，同时，能够使导风管与变压器柜体的顶板之间的安装简单。

另外一个实施方式中，所述的导风管的出风口密闭连接有一块上盖板，所述的上盖板上设有至少一个通风孔，每个通风孔连接着一根上风道管，所述的上风道管还与变压器柜体的排风口相通。

作为优选，所述上风道管的顶端与变压器柜体顶板之间设有用于密封的软性密封材料制成的密封件。

作为优选，最好所述上风道管位于变压器的器身的上方，并与导风管内的通风间隙同轴设置。

与现有技术相比较，采用上述技术方案的本发明具有的优点在于：

1.由于采用本发明的上述技术方案，在导风管和变压器之间采用横隔板把变压器的风道横向隔开，并在横隔板与变压器的器身之间留有较小的通风间隙，使其形成一个小的环绕变压器的器身的风道，通过该风道引导空气的流向，使得气流主要是贴着变压器的器身通过，而且隔板处减小风道的截面积，从而提高风速，使得变压器的热量能通过空气对流交换散发出去。将其用于有风机或者无风机的变压器，都能有效提高散热效果。经过实验，采用该结构的散热装置与原有变压器相比温升降低5-10％，可以达到最大的热交换效果，使得变压器能满载运行。通过横隔板的设置强迫冷空气风从变压器的器身的周围通过，使得变压器的高低压绕组能直接通过和冷空气进行对流散热。采用这种本发明的技术方案，在不改变变压器的结构情况下能大大增强散热效果，使得变压器能满载运行。

2.进一步，本发明在柜体顶板排风口上方设有风机，并且在导风管和柜体顶板的排风口之间设有上风道管，特别是上风道管以及柜体的排风口均位于变压器的器身同轴设置，更有利于风的流动，上风道管减少了导风管位于变压器的器身上方的截面面积，上风道管与变压器柜体的上排风口匹配，利于风速的提高和散热效果的改善。

附图说明

图1A是本发明变压器散热装置的实施例一的去掉导风管前面的结构示意图；

图1B是本发明变压器散热装置实施例一去掉导风管部分前面的示意图；

图2是本发明变压器散热装置的实施例一的通风间隙的示意图；

图3是本发明变压器散热装置的实施例二的结构示意图；

图4是本发明变压器散热装置的实施例三的横隔板和导风管配置方式的结构示意图；

图5是本发明变压器散热装置的实施例四的横隔板和导风管配置方式的结构示意图；

图6是本发明变压器散热装置的实施例五的横隔板和导风管配置方式的结构示意图。

附图标记说明：变压器的器身100，变压器柜体101，上顶板1011，底板1012，上夹件102，下夹件103，导风管1，排风口11，入风口12，上盖板13，围板14，风机2，横隔板3，导风板31，通风间隙4，上风道管5，密封件6。

具体实施方式

下面结合附图和具体实例作更进一步说明。

实施例一，如图1A、1B所示，本发明变压器散热装置结合变压器使用示意图，所述的变压器(包括有三个器身100)安装在一个变压器柜体101内，所述的变压器柜体101的顶板1011上对应设置有三个排风口11，变压器柜体101的底板1012上则对应设有三个入风口12(也可以将入风口设置在柜体的侧板上)。所述散热装置可以包括用于排风的风机2，将三个风机2设在变压器柜体101的顶板1011的排风口11的上方，有利于空气的快速流动。所述的散热装置还包括围绕变压器的器身100设置的导风管1，所述的导风管1的下端是进风口，上端是出风口，导风管1的下端延伸至变压器的器身100的底部，导风管1的上端则延伸至变压器的柜体上顶板1011处，并通过所述的顶板1011上的排风口11与变压器柜体101的外部相通(为了防止漏风，在导风管1与柜体的顶板1011之间设有硅胶等软性材料制成的密封件6)。如此设置，可供外界的冷空气从变压器柜体101的入风口12经导风管1的进风口进入导风管1内，与变压器进行热交换后，再由导风管1的出风口经变压器柜体101的排风口11将热空气排出。

其中，导风管1的结构为：在变压器线圈的上、下夹件102、103上固定有呈长方体状的框架，将绝缘材料制成的围板14固定在长方体状的框架的四周，从而形成长方管状的导风管1，显然，导风管1的形状不限于长方管状，也可以为与变压器的器身100适应的椭圆管状，其主要是围成一个风道，使风可以接近变压器的器身100通过即可。然而，由于变压器的器身100上、下夹件102、103的限制，使得导风管1与变压器的器身100之间形成的风道不可能很近，造成冷空气在导风管1内没有完全完成热交换就被排出变压器柜体101外。对此，本实施例所作出的一个重要的改进就是：结合图1A、图1B以及图2所示，在所述的导风管1内横向设置两层绝缘材料制成的横隔板3，所述的横隔板3为平板状，垂直于入风方向设置，并与所述的导风管1密封连接，而且，横隔板3从导风管1的内壁向所述的变压器的器身100方向延伸，还在横隔板3与变压器的器身100外周之间留有通风间隙4。如此一来，通过导风管1的气流在横隔板3的强制导向下，将紧贴变压器的器身100通过，而且由于流速也大大提高，当然使得热交换效率也大大提高。参阅图2所示，本实施例中的变压器的器身100为依次排列的三绕组式，因此，横隔板3的内缘相应为三个圆形。

为了得到更高的热交换效率，申请人经过大量的实验与数据分析，有如下的经验总结：

1、横隔板3的数目不要太多，以1-4个为宜；

2、横隔板3与变压器的器身100外周之间的通风间隙4最好是均匀设置，而且，所述的通风间隙4可以根据变压器的大小而进行合理地选择，其大小最好是线圈外径的3％-15％；

3、变压器的器身100的中部线圈端面为高温区，而所述横隔板3的延伸端的末端最好位于线圈端面所处的水平面上，使得该高温区的风速流动加快，从而对该局部的降温效果更理想。

实施例二，如图3所示，是另一个本发明变压器散热装置结合变压器使用示意图，其结构大致与实施例一相同，不同之处仅在于：所述的导风管1的出风口密闭连接有一块上盖板13，所述的上盖板13上设有三个通风孔(图中未示)，每个通风孔连接着一根上风道管5的一端，所述的上风道管5的另一端则与变压器柜体101的排风口11相通。其中，变压器柜体101的排风口11位于变压器的器身100的上方，即上风道管5位于变压器的器身100的上方，并与横隔板33内的通风间隙4同轴设置。从而使位于柜体上方的风机2，可以通过上风道管5、导风管1围成的风道抽气，同时在横隔板3的作用下使得风紧贴变压器的器身100周围通过，提高了散热效果。为了提高密封效果，上风道管5的顶端与变压器柜体101顶板1011之间也设有密封件6，密封件6用如硅橡胶等软性密封材料制成。

实施例三，参见图4，图中展示了本发明的散热装置的另一种结构，该实施例是在实施例一的基础上改进的，与实施例一不同之处仅在于：其中横隔板3的数目有两个，处于上方的横隔板3呈平板状，且将横隔板3的延伸端向出风口方向倾斜而呈倾斜方向设置，处于下方的横隔板3自连接于导风管1的一侧向靠近变压器的器身100的一侧渐渐增高，并呈向下凸出的弧面状。这样的形状，依据热空气上升的原理，热风向上排出，不会滞留在横隔板3的下方，有利于充分完成热交换和降低器身100周围的空气温度。而且，向下凸出的圆弧面状可以进一步减小风的阻力。同时，在本实施例中，风机2装设在变压器的器身100下方。另外，为了降低变压器线圈两端位置的温度，因此，横隔板3设在线圈端面处。

实施例四，参见图5，图中展示了本发明的散热装置的又一种结构，与上一实施例不同之处是，采用两个横隔板3，其中一个是平板状，另一个是圆弧状，而且，平板状的横隔板3的延伸端的末端还顺着风向延伸有一个导风板31，且横隔板3和导风板31交接处采用圆弧过度。在实施例三和实施例四中，平板状横隔板3和弧面状横隔板3组合使用时，且弧面状的横隔板3位于平板状横隔板3下方，有益效果在于：平板状横隔板3在上方更方便器身100的安装和维护，弧形横隔板3在下方则能明显减少风阻。

实施例五，参见图6，图中展示了本发明的散热装置的又一种结构，与上一实施例不同之处是：采用三层弧状横隔板3，其有利于减小风的阻力，而且不会在横隔板3下方有滞留热空气，利于散热。

综上，本发明的散热装置主要是通过环设在变压器的器身100外的导风管1并结合横隔板3的设置，从而使风在变压器周围流过，带走热量，达到良好的散热效果，并使变压器可以满负荷工作。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种变压器散热装置，其包括围绕变压器的器身设置的导风管，所述的导风管的两端分别是进风口和出风口，其特征在于：所述的导风管内横向设置有至少一层横隔板，所述的横隔板与所述的导风管密封连接，并从导风管的内壁向所述的变压器的器身方向延伸，而且横隔板与变压器的器身外周之间留有通风间隙。

2.根据权利要求1所述的变压器散热装置，其特征在于：所述横隔板的延伸端的末端位于变压器的线圈端面所处的水平面上。

3.根据权利要求1所述的变压器散热装置，其特征在于：所述横隔板呈平板状，且横隔板的延伸端的末端顺着风向延伸有一个导风板，且所述的导风板与横隔板交接处采用圆弧过度。

4.根据权利要求1所述的变压器散热装置，其特征在于：所述横隔板与变压器的器身之间的通风间隙为变压器的线圈外径的3％-15％。

5.根据权利要求1所述的变压器散热装置，其特征在于：所述的横隔板为1-4层。

6.根据权利要求1所述的变压器散热装置，其特征在于：所述横隔板的形状为平板状，且横隔板垂直于导风管的内壁方向设置；或者，所述横隔板的形状为平板状，并将横隔板的延伸端向出风口方向倾斜而呈倾斜方向设置；或者，所述的导风管的下端是进风口、所述的导风管的上端是出风口，所述的横隔板自连接于导风管的一侧向靠近变压器的器身的一侧渐渐增高，呈向下凸出的弧面状。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的变压器散热装置，其特征在于：所述的变压器安装在一个变压器柜体内，所述的导风管的下端是进风口、所述的导风管的上端是出风口；所述的变压器柜体的顶板上设置有排风口，变压器柜体的底板或者侧板上则设有入风口，所述散热装置还包括用于排风的风机，所述风机设在变压器柜体的顶板的排风口的上方或者设在变压器的器身下方。

8.根据权利要求7所述的变压器散热装置，其特征在于：所述导风管的上端向上延伸至所述变压器柜体的顶板处，并通过所述的顶板上的排风口与变压器柜体的外部相通。

9.根据权利要求8所述的变压器散热装置，其特征在于：所述导风管的上端与变压器柜体顶板之间设有用于密封的软性密封材料制成的密封件。

10.根据权利要求7所述的变压器散热装置，其特征在于：所述的导风管的出风口密闭连接有一块上盖板，所述的上盖板上设有至少一个通风孔，每个通风孔连接着一根上风道管，所述的上风道管还与变压器柜体的排风口相通。

11.根据权利要求10所述的变压器散热装置，其特征在于：所述上风道管的顶端与变压器柜体顶板之间设有用于密封的软性密封材料制成的密封件。

12.根据权利要求10所述的变压器散热装置，其特征在于：所述上风道管位于变压器的器身的上方，并与导风管内的通风间隙同轴设置。

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