一种适用于环保型GIT的改进冷却结构的制作方法

一种适用于环保型git的改进冷却结构
技术领域
1.本发明涉及气体绝缘变压器技术领域，尤其涉及一种适用于环保型git的改进冷却结构。


背景技术：

2.气体绝缘变压器(gas insulated transformer，英文简称git)具有不燃、不爆、噪音低等特点，适合应用于人口集中、防火防爆要求较高的城区或地下变电站。根据冷却介质的不同，气体绝缘变压器按冷却方式可分为干式(气体冷却，主要有空气和sf6气体)和湿式(使用绝缘液体辅助冷却)两大类型。空气绝缘和冷却的干式变压器体积大，为减小体积和重量，通常采用sf6气体绝缘变压器代替空气绝缘。但由于sf6气体温室效应指数(gwp)是co2的23500倍，不利于环境保护而逐渐被市场抛弃。c4f7n/co2混合气体具有环保性能优异，gwp值仅为2090，而且其不可燃烧、可与大部分电气设备材料兼容，同时其绝缘能力达到了sf6的2倍以上，逐渐被人们关注并应用在电气领域。
3.因此，需要针对c4f7n/co2混合气体的git冷却方式及装置进行研究，以解决大容量超高压的气体绝缘变压器的散热问题。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种适用于环保型git的改进冷却结构，能够解决现有的气体绝缘变压器冷却效率低、冷却系统结构复杂，以及制造困难的技术问题。
5.本发明提供的一种适用于环保型git的改进冷却结构，其特征在于，包括电力系统和冷却系统，所述电力系统包括位于罐体内部的线圈、绝缘气体和铁芯，所述冷却系统包括多根非金属管、换热装置和冷凝装置，所述换热装置包括成排设置的金属管，所述换热装置与位于所述罐体外部的冷凝装置通过管道连通，所述非金属管的下部插入所述线圈、上部与所述换热装置相接，所述非金属管内充有甲蒸发液，所述金属管内充有乙蒸发液。
6.进一步的，所述非金属管的下端与所述线圈的下端相齐平，所述的非金属管内甲蒸发液的高度记为a，所述线圈的高度记为b，a和b满足：0.5≤a/b≤1。
7.进一步的，所述非金属管通过导热胶与所述换热装置相接。
8.进一步的，所述换热装置的下端面开设有安装部，所述非金属管的上端安装固定于所述安装部内。
9.进一步的，所述安装部为设置在换热装置的下端面的凹槽，所述非金属管的上端抵靠在所述凹槽内；或者，所述非金属管的上端安装于所述环形壁面内。
10.进一步的，所述非金属管的上端弯曲嵌入所述凹槽内；或者，所述非金属管的上端直接抵靠在所述凹槽内。
11.进一步的，所述换热装置的内部充有绝缘气体。
12.进一步的，所述冷凝装置的两端连接有连通管，所述连通管的一端与所述金属管的一端连通，金属管的两端通过连通管与冷凝装置连通。
13.进一步的，还包括散热鳍片，所述散热鳍片环绕所述金属管的外周设置，且所述换热装置的上端部设置有散热鳍片。
14.进一步的，所述导热胶的材质为导热硅脂180材料。
15.从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
16.本发明实施例提供了一种适用于环保型git的改进冷却结构，包括电力系统和冷却系统，其中电力系统包括罐体、线圈和充满罐体的绝缘气体；而冷却系统包括多根非金属管、换热装置和冷凝装置，其中换热装置内设置有成排的金属管，而在金属管内充有乙蒸发液，在非金属管内充有甲蒸发液。非金属管的下部嵌入线圈内，线圈将热量通过热传导的方式传递给非金属管内的甲蒸发液，甲蒸发液受热后气化并顺着非金属管的通道上升到非金属管的上部，将热量传递给换热装置，换热装置内的绝缘气体受热后将热量传递给金属管内的乙蒸发液，乙蒸发液气化后通过管道进入冷凝装置内，并通过冷凝装置将气化后的乙蒸发液冷却成液体，流回到金属管内部，实现无泵自循环。由于液体介质的汽化潜热远大于比热值，使得蒸发液侧的换热系数达到数千w/(m2k)，提高了换热效率，减小了换热器的体积、重量和占地面积。且无风机造成的噪声污染，运行压力低，工作气压在相对压力-0.02～ 0.10mpa之间，远小于水冷却器的工作压力，降低了对冷却器机械强度和密封的要求，也降低了泄漏的可能性。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
18.图1为本发明实施例一提供的一种适用于环保型git的改进冷却结构示意图；
19.图2本发明实施例一提供的一种适用于环保型git的改进冷却结构的局部放大图。
20.1-电力系统，2-冷却系统，3-罐体，4-线圈，5-铁芯，6-非金属管，7-换热装置，8-连通管，9-金属管，10-散热鳍片，11-冷凝装置，12-甲蒸发液，13-凹槽，14-导热胶。
具体实施方式
21.本发明实施例提供了一种适用于环保型git的改进冷却结构，该冷却结构基于液体蒸发液介质相变换热进行冷却，用于解决传统散热装置效率低等问题。
22.为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
23.在电力系统中，git与普通油浸式变压器的主要不同之处在于绝缘冷却介质和冷却机理不同，根据冷却方式不同，git冷却方式可分为自冷式、强气循环式和蒸发冷却式。蒸发冷却式又分为浸体式、隔离式和喷射式。对于自冷式和强气循环式，由于气体中绕组表面的散热系数比变压器油中的散热系数小一个数量级，因此自冷式和强气循环式气体绝缘变
压器的容量不可能很大。而蒸发冷却式冷却能力很大，可用于超高压大容量领域，尤其液体介质的汽化潜热远大于比热值。但如将水作无穷大热容量，其运行所需的水费也昂贵，同时运行中易产生水垢。最为致命的是，如果在变压器运行过程中发生泄漏，冷却水泄漏到变压器中极易引起绝缘事故，严重影响变压器的安全运行。基于此，发明人设置一种基于液体蒸发液介质相变换热进行冷却的新型变压器气-蒸发液冷却系统，大大增加了换热效率。
24.如图1-图2所示，本发明提供的一种适用于环保型git的改进冷却结构，包括适用于环保型git的改进冷却结构，包括电力系统1和冷却系统2，电力系统1包括罐体3、线圈4和铁芯5，其中罐体3内充有c4f7n/co2混合气体作为绝缘气体。冷却系统2包括多根金属管9非金属管6、换热装置7和冷凝装置11，金属管9非金属管6的下端插设在线圈4内，而其上端与换热装置7抵靠在一起，同时，换热装置7通过管道与冷凝装置11连通。而在金属管9非金属管6内充有甲蒸发液12，通过金属管9非金属管6的管壁吸线圈4发出的热量后相变成蒸汽，升腾到金属管9非金属管6的顶端，换热装置7下表面与金属管9非金属管6相抵接，通过热传导方式将热量传递给到换热装置7。同时，线圈4和铁芯5产生的热量也通过箱体内的绝缘气体传递给换热装置7内的金属管9。金属管9内的乙蒸发液吸热后发生相变汽化，经出气管路进入变压器箱体外的散热器被空气冷却，完成冷却循环。
25.进一步的，金属管9非金属管6内甲蒸发液12的高度记为a，线圈4的高度记为b，所述金属管9非金属管6的下端与所述线圈4的下端相齐平，a和b满足：0.5≤a/b≤1。若a/b＜0.5，则此时甲蒸发液12的含量较低，无法吸收线圈4产生的热量；若a/b＞1，则甲蒸发液12超过线圈4的高度，甲蒸发液12气化后的蒸汽会使得金属管9非金属管6的气压增加，严重时会涨破金属管9非金属管6，导致安全隐患。只有当0.5≤a/b≤1，此时在保证安全的情况下，又能最大限度的提高传热效率。
26.金属管9非金属管6的上端通过安装部实现与换热装置7的连接，具体在本实施例中，换热装置7的下端面设置凹槽13，而在凹槽13内铺设有导热胶14，金属管9非金属管6的上端直接插设在凹槽13内，实现热量的传递。当然，金属管9非金属管6的上端可以弯曲设置，以增加其与换热装置7的接触面积。而导热胶14的材质为导热硅脂180，其导热效果佳，且材料稳定。
27.在本实施例中，换热装置7的内部充有绝缘气体，即金属管9非金属管6将热量传递给换热装置7内后，绝缘气体受热将热量再传递给金属管9。由于绝缘气体可以完全填充在换热装置7内，可以将热量均匀的传送给换热装置7内的金属管9，保证成排的金属管受热均匀。
28.具体的，成排金属管9的两端均通过连通管与冷凝装置11连通，当金属管9内的乙蒸发液受热气化后，通过连通管形成的通路进入冷凝装置11，经过冷却形成乙蒸发液回流到金属管9，完成自循环。
29.在金属管9的外周还设置有散热鳍片10散热鳍片10，可以增加金属管9与绝缘气体的接触面积，增加换热效率。
30.实施例二：
31.与实施例一不同之处在于：换热装置7的下端面设置有向下突出的环形侧壁，形成安装部，该环形侧壁将金属管9非金属管6的上端部包裹住，实现金属管9非金属管6与换热装置7的稳固连接。
32.以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。