一种导热套管结构及导热方法技术

本发明专利技术涉及套管导热技术领域，公开了一种导热套管结构及导热方法，其中包括导热装置和套管，将导热装置内注入制冷剂，并将导热装置的一端伸入套管内与变压器油接触，另一端位于套管外部与空气接触；制冷剂的沸点和熔点低，到在导热装置内遇到变压器油所传递的高温时，就会汽化成气体；在压差的作用下将套管内的热量传递到套管外部，在整体形成循环往复的吸热散热的过程，从而保证了套管的温升保持稳定；套管内的温度通过导热装置中的制冷剂蒸发冷凝循环，将热量从高温段传递到低温段，从而实现对套管芯体的温度分布的改善，提高了变压器套管内部的散热性，能够及时将热量从套管内部热量散出，提高了对内部引出线的保护性。提高了对内部引出线的保护性。提高了对内部引出线的保护性。

【技术实现步骤摘要】
一种导热套管结构及导热方法


[0001]本专利技术涉及套管导热
，具体为一种导热套管结构及导热方法。

技术介绍

[0002]变压器是电力系统结构中最为复杂、最为核心的电器设备之一。变压器套管是变压器箱外的主要绝缘装置，变压器绕组的引出线必须穿过绝缘的变压器套管，使引出线之间及引出线与变压器外壳之间绝缘，同时，变压器套管还起到固定引出线的作用。变压器套管是变压器载流元件之一，在变压器的运行过程中，长期负载电流，当变压器外部发生短路时通过短路电流。因此，对变压器套管的电气强度、机械强度、热稳定性、密封性能、通用性及拆装便捷性均有着很高的要求。
[0003]变压器套管在使用过程中，其内部会产生大量的热量，如果变压器套管的散热性能较差，不能及时的将其内部的热量散发出来，会导致变压器套管内的温度急剧升高，极易导致变压器套管及其内部的引出线损坏，影响变压器的正常运行。
[0004]高压套管是用于输电系统中的重要设备，现行的结构设计和配置安排十分符合电能传输的要求，因此在考虑高压套管的散热问题时，应该在不改变套管本身结构的前提下完成。受限于高压套管特殊的工作条件和结构分布，普通的强化换热手段，例如，在套管壁面增加翅片或者增加传热温差等被动散热手段，无法满足套管的散热需求。蒸汽制冷循环等制冷技术，可为高压套管提供足够的冷量用于其高温部分的降温，但是，增加的制冷压缩机和其他系统循环设备，会对高压套管本身的电场分布以及套管结构的密闭性造成破坏，并不适用于高压套管的工作环境。其他主动散热技术(包括半导体制冷，磁制冷等新型制冷技术)，都存在和蒸汽制冷循环散热方法相同的问题，不能很好地布置到高压套管的结构中。所以，这些通过产生冷量以传递热量的散热技术都不适用。而本专利技术的高效导热装置作为一种优良的散热元件，因其结构简单、传热性能优良，工作十分可靠，在太阳能利用、余热回收、地热资源利用等方面应用十分广泛。而且，利用该原理改造套管不会破坏高压套管的结构，同时，高效导热装置良好的恒温性能使套管温度分布均匀。

技术实现思路

[0005]为了克服上述现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种导热套管结构及导热方法，以解决现有技术中变压器套管内部的散热性差、无法及时将内部热量散出，极易导致内部的引出线损坏，影响变压器的正常运行的技术问题。
[0006]本专利技术是通过以下技术方案来实现：
[0007]一种导热套管结构，包括导热装置和套管；所述套管内装有变压器油，且套管内设有装配孔，所述导热装置呈空心管体结构，且导热装置内注入制冷剂，导热装置的一端伸入套管的装配孔内与变压器油接触，且在导热装置中位于装配孔内的制冷剂通过管体与变压器油接触形成蒸发段，用于吸热；导热装置的另一端位于套管外部；且在导热装置中位于套管外的制冷剂通过管体与空气接触形成冷凝段，用于放热。
[0008]优选的，导热装置包括均压环管和热管；所述均压环管和热管呈一体空心管体结构，其中热管伸入套管内与变压器油接触，均压环管在套管外部设置，所述制冷剂分布在均压环管和热管内。
[0009]进一步的，均压环管包括圆环管和连接管；所述圆环管通过连接管与热管连通。
[0010]更进一步的，圆环管上设有注入口，所述制冷剂通过注入口注入至圆环管，并通过圆环管经连接管流向热管，所述注入口上设有密封塞。
[0011]进一步的，热管上套设有铜管，热管通过铜管与套管内的变压器油接触。
[0012]进一步的，热管的长度与装配孔的深度对应。
[0013]优选的，制冷剂由蒸发段流向冷凝段之间为绝热段，用于冷热交互。
[0014]优选的，套管内的引出线通过接线端子在装配孔内沿着导热装置引出至外部设置。
[0015]一种导热套管结构的导热方法，基于上述所述的一种导热套管结构，包括如下过程：
[0016]在导热装置中位于装配孔内的制冷剂通过管体与温度较高的变压器油接触时，制冷剂在导热装置内汽化为气体，对变压器油内的热量进行吸热，在压差作用下将热量传动至冷凝段；并在冷凝段中与套管的外部空气接触时，在外部冷空气的作用下迅速冷却，进行冷却回凝，完成导热套管的导热工作。
[0017]优选的，制冷剂的运行工质采用R113。
[0018]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
[0019]本专利技术提供了一种导热套管结构，其中包括导热装置和套管，将导热装置内注入制冷剂，并将导热装置的一端伸入套管内与变压器油接触，另一端位于套管外部与空气接触；制冷剂的沸点和熔点低，到在导热装置内遇到变压器油所传递的高温时，就会汽化成气体；在压差的作用下将套管内的热量传递到套管外部，在整体形成循环往复的吸热散热的过程，从而保证了套管的温升保持稳定；套管内的温度通过导热装置中的制冷剂蒸发冷凝循环，将热量从高温段传递到低温段，从而实现对套管芯体的温度分布的改善，提高了变压器套管内部的散热性，能够及时将热量从套管内部热量散出，提高了对内部引出线的保护性。
[0020]进一步的，导热装置包括均压环管和热管，均压环管在套管外部设置，热管伸入套管内与变压器油接触，制冷剂分布在均压环管和热管内，实现通过热管内的制冷剂将热量传递至均压环管内进行蒸发冷凝循环。
[0021]更进一步的，均压环管包括圆环管和连接管；圆环管通过连接管与热管连通，圆环管状能够有效的将热量均匀放出。
[0022]更进一步的，圆环管上设有注入口，制冷剂通过注入口注入至圆环管，并通过圆环管经连接管流向热管，便于将制冷剂通过注入口注入至圆环管内；注入口上设有密封塞，便于将制冷剂密封在圆环管内，提高了密封性。
[0023]更进一步的，热管上套设有铜管，热管通过铜管与套管内的变压器油接触，提高了导热性。
[0024]更进一步的，热管的长度与装配孔的深度对应，便于对套管内的整体进行导热。
[0025]进一步的，套管内的引出线通过接线端子在装配孔内沿着导热装置引出至外部设
置，起到固定引出线的作用。
[0026]一种导热套管结构的导热方法，将导热装置的一端伸入套管内与变压器油接触，另一端位于套管外部与空气接触；制冷剂的沸点和熔点低，到在导热装置内遇到变压器油所传递的高温时，就会汽化成气体；在压差的作用下将套管内的热量传递到套管外部，在整体形成循环往复的吸热散热的过程，该方法作为对高压套管结构改造简单的换热技术，其良好的等温性能，可以将高热量区域的能量传递到低热量区域，实现套管轴向温度分布的平衡。
附图说明
[0027]图1为本专利技术中导热装置装配在套管内的结构示意图；
[0028]图2为本专利技术中导热装置的结构示意图；
[0029]图3为本专利技术中热管导热原理示意图；
[0030]图4为本专利技术中套管导热装置模拟示意图；
[0031]图5为本专利技术实施例中绝缘直流穿墙套管结构示意图。
[0032]图中：1
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导热装置；2
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套管；3
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热管；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种导热套管结构，其特征在于，包括导热装置(1)和套管(2)；所述套管(2)内装有变压器油，且套管(2)内设有装配孔，所述导热装置(1)呈空心管体结构，且导热装置(1)内注入制冷剂(5)，导热装置(1)的一端伸入套管(2)的装配孔内与变压器油接触，且在导热装置(1)中位于装配孔内的制冷剂(5)通过管体与变压器油接触形成蒸发段(13)，用于吸热；导热装置(1)的另一端位于套管(2)外部；且在导热装置(1)中位于套管(2)外的制冷剂(5)通过管体与空气接触形成冷凝段(11)，用于放热。2.根据权利要求1所述的一种导热套管结构，其特征在于，所述导热装置(1)包括均压环管(4)和热管(3)；所述均压环管(4)和热管(3)呈一体空心管体结构，其中热管(3)伸入套管(2)内与变压器油接触，均压环管(4)在套管(2)外部设置，所述制冷剂(5)分布在均压环管(4)和热管(3)内。3.根据权利要求2所述的一种导热套管结构，其特征在于，所述均压环管(4)包括圆环管和连接管；所述圆环管通过连接管与热管(3)连通。4.根据权利要求3所述的一种导热套管结构，其特征在于，所述圆环管上设有注入口(9)，所述制冷剂(5)通过注入口(9)注入至圆环管，并通过圆环管经连接管流向热管(3)，所述注入口(...

【专利技术属性】
技术研发人员：危鹏，井谦，郝宇亮，
申请(专利权)人：西安高压电器研究院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：