一种用于电工设备的绝缘热管制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于电工设备的绝缘热管。绝缘热管由一组或多组热管子单元构成；热管子单元包括环氧吸热管、环氧散热管、导热环氧散热翅和绝缘柔性连接管；环氧吸热管和环氧散热管末端均嵌入导热环氧散热翅中；绝缘柔性连接管的两端伸入环氧吸热管和环氧散热管内部，环氧吸热管中填充绝缘冷却液。本实用新型专利技术通过高填充超高导热环氧树脂作为热管材质、伞状散热翅片设计和绝缘冷凝液蒸发汽化

【技术实现步骤摘要】
一种用于电工设备的绝缘热管


[0001]本技术属于绝缘导热热管
，尤其涉及一种用于电工设备的绝缘热管。

技术介绍

[0002]热管技术在电工领域极为少见，特别是高压、超高压、高压领域，因为热管的绝缘性能较差无法应用。但随着小型化、高容量化设备的散热需求不断增大，比如，高压换流变压器的工况油温达到80℃，核心绕组温度达到近100℃，强制式风冷无法满足工况稳定的情况下，更高效的导热散热方式的应用和探索必须提上日程。
[0003]专利CN103618394A公开了一种采用热管绕组的盘式电机定子，其中，每相热管绕组均由多个线圈串联或并联组成。每一个线圈由一个或多个热管组成；组成同一个线圈的热管通过热管的端部连接在一起。热管为两端封闭的中空管道，热管内部充有不导电的冷却液。热管的外表面做绝缘处理。但是，该技术热管利用毛吸力，热管未倾斜设置，并且热管的绝缘性能较差，不能满足高压电器的应用需求。
[0004]专利CN106253102A公开了一种用于开关柜气箱的热管，所述热管的一端用于吸收热量而形成热端，热管热端设有吸热器，该吸热器靠近但与电气元件保持相应绝缘距离，以最大限度的吸收电气元件产生的热量，热管另一端固定在所述密封板的一侧上以将热量传递至密封板上而形成冷端，所述密封板的另一侧设有散热装置，所述热管冷端和散热装置对应设置在所述密封板的两侧，所述气箱还包括用于固定所述热管冷端位置的固定结构。该技术的外壳未使用高填充超高导热环氧树脂材料，且该技术的热管为非接触式，在应用于高压电工设备时有较多限制，不能满足安全性能及电气性能的需求。
[0005]因此，设计一种具有高效散热能力，良好绝缘性能，保证应用于高压电工设备的安全性的绝缘热管成为本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

[0006]针对上述现有技术中存在的缺陷，本技术的目的在于提供一种用于电工设备的绝缘热管，可以实现高效散热的同时保证电工领域的安全应用。
[0007]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
[0008]一种用于电工设备的绝缘热管，绝缘热管由一组或多组热管子单元构成；绝缘热管的体积电阻率应大于等于1
×
10
13
Ω
·
cm，确保绝缘热管无论在贴敷或预埋工作模式下均具有良好的绝缘能力，结合绝缘热管的外观设计应满足电力系统安全生产规范。
[0009]热管子单元包括环氧吸热管、环氧散热管、导热环氧散热翅和绝缘柔性连接管。
[0010]绝缘热管倾斜设置于电工设备表面发热处，绝缘热管位于高压电工设备的高温区，温度高于70℃，甚至可位于电工设备的超高温区，温度高于120℃。环氧吸热管位于环氧散热管下方，且柔性连接管不能低于环氧吸热管的相对高度，以确保绝缘冷却液回流通常。环氧吸热管和环氧散热管末端均嵌入导热环氧散热翅中。环氧吸热管嵌入的导热环氧散热
翅将电工设备的热量迅速导入环氧吸热管中，使绝缘冷却液沸腾，环氧散热管处的导热环氧散热翅通过更大的散热面积，将环氧散热管中的热量迅速吸走实现散热，并使汽化的绝缘冷却液再次凝结为液体。
[0011]绝缘柔性连接管的两端伸入环氧吸热管和环氧散热管内部，用于连通所述环氧吸热管和环氧散热管，同时用以密封环氧吸热管和环氧散热管，防止其中的绝缘冷却液流失。
[0012]环氧吸热管中填充绝缘冷却液，环氧吸热管中的绝缘冷却液受热后蒸发汽化，通过绝缘柔性连接管进入环氧散热管，在环氧散热管中遇冷液化后再次通过绝缘柔性连接管回流回环氧吸热管。
[0013]进一步，绝缘热管的管径为2
‑
100
㎜
。根据现场使用条件、可用散热面积、可容纳气液的空腔体积以及环氧密闭容器的可容纳气压决定绝缘热管每个热管子单元的应用管径，在一定范围内，可容纳的气液空腔体积越大，相变能力越高，导热效率越高。
[0014]进一步，绝缘热管的安装角度与水平面的夹角为3
‑
177度，以保证冷却液的回流，绝缘热管的安装角度与水平面的夹角在小于三度或者大于177度的时候，都会出现热管中的绝缘冷却液无法利用自重力回流的情况。
[0015]进一步，环氧散热管的管腔容积大于或等于所述环氧吸热管的管腔容积。绝缘冷却液在环氧吸热管受热沸腾，产生大量汽体，通过绝缘柔性连接管进入环氧散热管，环氧散热管通过较大的管腔容积以及管腔内的负压，防止大量汽体产生并受热膨胀爆炸，确保绝缘热管使用的安全性。
[0016]进一步，绝缘热管由高填充超高导热环氧树脂制成，绝缘热管由高填充超高导热环氧树脂材料制备而成，所述环氧树脂材料包括环氧树脂基料和导热粉体；环氧树脂基料为四溴双酚A型环氧树脂或氢化双酚A型环氧树脂中的一种或两种；导热粉体为氮化硼、三氧化二铝、氮化铝和氧化锌中的一种或多种，高填充超高导热环氧树脂材料由环氧树脂基料与导热粉体混合制得；环氧树脂基料与导热粉体的质量百分比比例为100:（100
‑
165）。高填充超高导热环氧树脂材料具有良好的绝缘性能和机械强度，使热管能够应用于高压电工设备，同时，绝缘导热管具有无毒的特性，燃烧等级为V0级；
[0017]进一步，绝缘热管为预埋式或贴敷式安装；产品的工作范围
‑
40℃
‑
200℃，效率最高的方式是在产品设计过程中，充分考虑绝缘设计的情况下，将热管预埋在发热点处，热管的导热系数可以≥80W/(m
·
k)，远远大于普通导热材料正常导热系数1
‑
5W/(m
·
k)。在产品外表面贴敷情况则需要根据设备表面的现状选择合适尺寸的热管进行安装，正常安装方式是通过导热胶进行粘结，同时要根据施工现场状况完成柔性连接管的安装和散热管的安装。同时，合理的选择冷却区同时避免引发绝缘事故是重中之重。
[0018]进一步，所述绝缘热管的内壁和/或外壁有致密防渗涂层，绝缘热管至少在环氧吸热管、环氧散、绝缘柔性连接管管壁的内侧和/或外侧涂覆一层氟树脂涂层，该涂层能够避免绝缘冷却液从绝缘热管内发生渗漏，导致绝缘冷却液的枯涸。
[0019]进一步，绝缘冷却液的含量为所述环氧吸热管容积的30%
‑
50%，现有技术绝缘冷却液的填充一般少于50%，防止绝缘冷却液受热沸腾后产生汽体导致绝缘热管爆炸，本申请通过绝缘冷却液种类的选择以及各种绝缘冷却液组分的配比组合，使绝缘冷却液无法百分之百沸腾，并且通过在环氧吸热管、环氧散热管内可设置传感器及报警器，防止绝缘冷却液过度沸腾导致绝缘热管爆炸。
[0020]进一步，绝缘柔性连接管的形状为直线型或者一个或多个首尾相连的U型，所述绝缘柔性连接管可根据散热需要或绝缘冷却液回流拉直或弯折。
[0021]进一步，导热环氧散热翅为圆形、扇形或伞状结构，该结构能够增加导热环氧散热翅的散热面积，增加导热散热效率，同时，圆形、扇形、伞状均是电力系统特殊绝缘结构，避免发生尖端放电。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电工设备的绝缘热管，其特征在于，所述绝缘热管由一组或多组热管子单元构成；所述热管子单元包括环氧吸热管、环氧散热管、导热环氧散热翅和绝缘柔性连接管；所述环氧吸热管位于环氧散热管下方，环氧吸热管和环氧散热管末端均嵌入导热环氧散热翅中；所述绝缘柔性连接管的两端伸入环氧吸热管和环氧散热管内部，用于连通所述环氧吸热管和环氧散热管；所述环氧吸热管中填充绝缘冷却液。2.如权利要求1所述的绝缘热管，其特征在于，所述绝缘热管的管径为2
‑
100
㎜
。3.如权利要求1所述的绝缘热管，其特征在于，所述绝缘热管的安装角度与水平面的夹角为3
‑
177度。4.如权利要求1所述的绝缘热管，其特征在于，所述环...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒孚，房镇，巩志强，
申请(专利权)人：北京高科宏烽电力技术有限公司，
类型：新型
国别省市：