一种适用于低温环境的变压器结构的制作方法

阅读：评论：0

1.本实用新型涉及变压器技术领域，尤其是，本实用新型涉及一种适用于低温环境的变压器结构。

背景技术：

2.变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯，主要功能有：电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压等，按用途可以分为：电力变压器和特殊变压器，变压器是电网的重要组成部分，确保变压器的安全、可靠运行，关乎生产、生活的各个方面，具有重要的社会意义。
3.在低温环境中，例如我国东北部分地区年最低温度有零下40
°
c及以下，要求变压器具有在低温环境下正常运行的能力。即便例如可以耐受极端低温的以sf6气体作为绝缘介质的变压器，当环境温度降低到零下40
°
c时，变压器本体是可以正常运行的，而电缆盒内由于没有热产生，电缆盒内气体受低温影响也将会发生液化，起不到气体绝缘的作用。另外，变压器本体、高压电缆盒及开关用的气体密度计、温度计只允许在高于零下20
°
c条件下使用，所以现在对于变压器结构的抗极端低温的设计十分的重要，例如中国专利实用新型专利cn202816547u涉及一种低温环境下气体绝缘变压器的加热保护结构，属于变压器技术领域。技术方案是包含高压电缆盒、仪表箱，电缆盒加热保护装置包含铝板、保温层、加热器一和温度传感器，铝板为筒状，作为支撑筒设置在高压电缆盒上，筒状铝板内侧填充硅橡胶作为保温层，筒状铝板最内层布置加热器，并预埋温度传感器；仪表箱加热保护装置包含加热器二和温度控制器，加热器二和温度控制器设置在仪表箱内。上述实用新型的积极效果：电缆盒内温度保持在零下20℃以上，保证了高压电缆盒内气体在正常工作，仪表箱加热保护装置保证仪表箱内工作温度正常，满足低温零下40℃环境气体绝缘变压器正常运行需要。
4.但是上述绝缘母排结构依然存在以下问题：结构复杂，温度控制要求高，且随着外界温度的降低，热散失情况越严重，加热保护装置的功率要求直线升高，极端低温下，可能导致加热保护装置或其内部的变压器本体损坏，耐极端低温的能力较差。
5.因此为了解决上述问题，设计一种合理高效的适用于低温环境的变压器结构对我们来说是很有必要的。

技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种适用于低温环境的变压器结构，其结构简单，多重腔体结构，有效降低热散失率，在极端低温下对加热片加热功率要求小，且采用多重加热保温，对于变压器腔内侧的变压器件的影响小，不易损坏，耐极端低温能力强。
7.为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案得以实现的：
8.一种适用于低温环境的变压器结构，包括壳体和设置于所述壳体内侧的变压器腔，所述壳体包括设置于所述变压器腔外侧的由内向外依次设置的第一腔、第二腔、第三
腔、第四腔以及第五腔，所述第一腔内设置有第一加热片，所述第三腔内设置有第二加热片，所述第三腔和第五腔之间设置有第一热交换管，所述第一热交换管内设置有第一流体介质，所述第一热交换管位于所述第三腔内的部分设置有用于驱动所述第一流体介质流动的第一驱动器，所述变压器腔连接设置有用于容纳接出电线的电线筒，所述电线筒至少有一部分环绕所述第一热交换管延伸设置。
9.所述第一热交换管为首尾连接的环形管体，且第一热交换管弯折的通过第三腔、第四腔和第五腔，相当于第一流体介质从第一驱动器32流出之后，依次往返于第三腔和第五腔之间，可以将第一热交换管中第一流体介质从第三腔经过第四腔流向第五腔的部分管道视为流出管，将第一热交换管中第一流体介质从第五腔经过第四腔流向第三腔的部分管道视为流回管。
10.作为本实用新型的优选，所述第一热交换管中所述第一流体介质从所述第三腔流向所述第五腔的管道与所述第一流体介质从所述第五腔流向所述第三腔的管道相互环绕设置。
11.作为本实用新型的优选，所述变压器腔上设置有用于与所述第一加热片电连接的温度感应器。
12.作为本实用新型的优选，所述第三腔和第一腔之间设置有第二热交换管，所述第二热交换管内设置有第二流体介质，所述第二热交换管位于所述第三腔内的部分设置有用于驱动所述第二流体介质流动的第二驱动器。
13.作为本实用新型的优选，所述第一流体介质有煤油，所述第二流体介质为水。
14.作为本实用新型的优选，所述第二驱动器与所述第一加热片电连接。
15.作为本实用新型的优选，所述第一热交换管和第二热交换管均为不锈钢件。
16.作为本实用新型的优选，所述第四腔和第五腔内设置有第三流体介质。
17.作为本实用新型的优选，所述第二腔内填充有固态介质，且所述固态介质为一体成型件。
18.作为本实用新型的优选，所述壳体为一体成型件。
19.本实用新型一种适用于低温环境的变压器结构的有益效果在于：结构简单，多重腔体结构，有效降低热散失率，在极端低温下对加热片加热功率要求小，且采用多重加热保温，对于变压器腔内侧的变压器件的影响小，不易损坏，耐极端低温能力强。
附图说明
20.图1为本实用新型一种适用于低温环境的变压器结构的一个实施例的整体结构示意图；
21.图2为本实用新型一种适用于低温环境的变压器结构的一个实施例中的部分结构示意图；
22.图中：1、壳体，11、第一腔，12、第二腔，13、第三腔，14、第四腔，15、第五腔，2、变压器腔，21、温度感应器，31、第一热交换管，32、第一驱动器，33、第二热交换管，34、第二驱动器。
具体实施方式
23.以下是本实用新型的具体实施例，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
24.现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的模块和步骤的相对布置和步骤不限制本实用新型的范围。
25.同时，应当明白，为了便于描述，附图中的流程并不仅仅是单独进行，而是多个步骤相互交叉进行。
26.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
27.以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。
28.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法及系统可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法及系统应当被视为授权说明书的一部分。
29.实施例一：如图1所示，仅仅为本实用新型的其中一个的实施例，一种适用于低温环境的变压器结构，包括壳体1和设置于所述壳体1内侧的变压器腔2，所述壳体1包括设置于所述变压器腔2外侧的由内向外依次设置的第一腔11、第二腔12、第三腔13、第四腔14以及第五腔15，所述第一腔11内设置有第一加热片，所述第三腔13内设置有第二加热片，所述第三腔13和第五腔15之间设置有第一热交换管31，所述第一热交换管31内设置有第一流体介质，所述第一热交换管31位于所述第三腔13内的部分设置有用于驱动所述第一流体介质流动的第一驱动器32，所述变压器腔2连接设置有用于容纳接出电线的电线筒，所述电线筒至少有一部分环绕所述第一热交换管31延伸设置。
30.在本实用新型中，变压器腔2内设置有变压器本体、高压电缆连接盒、气体密度计以及温度感应器21等，确保变压器本体的工作可以在变压器腔2的环境内完成，而变压器腔2外侧的壳体1则确保了变压器腔2内的温度不受外界极端低温的影响，确保即便外界极端低温，变压器腔2内温度依然不会过低，确保变压器本体工作正常。
31.在这里，所述壳体1包括设置于所述变压器腔2外侧的由内向外依次设置的第一腔11、第二腔12、第三腔13、第四腔14以及第五腔15，可以理解为，第一腔11环绕覆盖在变压器腔2外侧，第二腔12环绕覆盖在第一腔11外侧，依次类推，最外侧为第五腔15，每个腔体之间完全分割开来。
32.其中，所述第三腔13内设置有第二加热片。
33.在外界低温时，第二加热片进行加热，第三腔13内温度较高，第五腔15外侧气温低，那么第三腔13会与第四腔14进行热交换，第四腔14会与第五腔15进行热交换，第五腔15则会与壳体1的外界进行热交换，如此下来第三腔13、第四腔14和第五腔15的温度逐阶降低，但是每一阶的温度降低量变小，所以热散失效率会降低。
34.当然，第四腔14和第五腔15的内侧壁都设置有保温层，可以尽可能的降低热散失，所以第三腔13内的第二加热片功率要求可以适当降低，那么整个壳体1以及变压器本体收到损坏的风险大大降低。
35.还有，所述第三腔13和第五腔15之间设置有第一热交换管31，所述第一热交换管31内设置有第一流体介质，所述第一热交换管31位于所述第三腔13内的部分设置有用于驱动所述第一流体介质流动的第一驱动器32，相当于壳体1整体形成一个保温壳的结构。
36.所述第一热交换管31为首尾连接的环形管体，且第一热交换管31弯折的通过第三腔13、第四腔14和第五腔15，相当于第一流体介质从第一驱动器32流出之后，依次往返于第三腔13和第五腔15之间，并最后流回至第一驱动器32处。
37.第一驱动器32就是液体泵或者抽水（液）电机，用于泵压第一流体介质在第一热交换管31内进行流动。
38.所述第一热交换管31中所述第一流体介质从所述第三腔14流向所述第五腔15的管道与所述第一流体介质从所述第五腔15流向所述第三腔13的管道相互紧靠设置；可以将第一热交换管中第一流体介质从第三腔13经过第四腔14流向第五腔15的部分管道视为流出管，将第一热交换管中第一流体介质从第五腔15经过第四腔14流向第三腔13的部分管道视为流回管；也就是，流出管和流回管相互紧靠设置，为了使得流回管更好的吸收流出管的热能，可以直接将流回管螺旋环绕设置于流出管的外侧。
39.当然，流出管和流回管的管壁均为热传导材质，一来使得流出管和流回管内的第一流体介质可以与第三腔13、第四腔14和第五腔15内进行热交换，二来可以使得流出管和流回管内的第一流体介质相互之间可以进行热交换，需要说明的是，流出管内的第一流体介质从第三腔13经过第四腔14流向第五腔15时，温度会逐渐降低，反之，流回管内的第一流体介质从第五腔15经过第四腔14流向第三腔13时，温度会逐渐升高；所以，流出管越靠近第五腔15，其热散失率越小；流回管越靠近第三腔13，其反而越受到流出管的预加热，那么流回管中的第一流体介质流回至第三腔13时，带走第三腔13的热量小，可以尽可能的降低第一流体介质在往返于第三腔13时的热散失，却依然可以确保第三腔13、第四腔14和第五腔15的温度稳定的逐阶变化。
40.也就是，第一热交换管31的设置，可以在维持第三腔13、第四腔14和第五腔15的温度稳定的逐阶变化的前提下，进一步降低第三腔13内的第二加热片的功率需求，耐极端低温的性能好。
41.最后，所述第一腔11内设置有第一加热片，且第一加热片与变压器腔2内的温度感应器21电连接，在第三腔13内的第二加热片的加热效果下，第二腔12和第一腔11内的温度适当的进行了提高，但是为了防止极端低温使得第三腔13热散失过强导致第三腔13温度降低，可以在极端低温下温度感应器21低于预定阈值时，开启第一加热片，第一加热片的功率小于第二加热片，维持变压器腔2内的温度恒定。
42.由于第三腔13的设置，所以第一腔11和第二腔12受到的极端温度影响较低，经多次实验，在第五腔15外侧气温低于零下45℃时，第三腔13内第二加热片的功率为700瓦时，可以确保第一腔11和第二腔12的温度在零下10℃以上，此时仅需要开启小功率200瓦的第一加热片，可以确保变压器腔2内的温度恒定在5℃以上。
43.当然，所述变压器腔2连接设置有用于容纳接出电线的电线筒，变压器本体与外界
电连接的电线则约束在电线筒内，所述电线筒至少有一部分螺旋环绕于所述第一热交换管31外侧进行延伸设置。
44.相当于流回管先螺旋环绕设置于流出管外侧形成第一热交换管31，电线筒再螺旋环绕设置于第一热交换管31的外侧，进一步借助流出管和流回管的热量，使得电线筒从变压器腔2接出至壳体1外侧时，温度是逐阶降低的，以防止电线外侧温度骤降导致的损坏，耐极端低温的性能好。
45.本实用新型一种适用于低温环境的变压器结构，其结构简单，多重腔体结构，有效降低热散失率，在极端低温下对加热片加热功率要求小，且采用多重加热保温，对于变压器腔内侧的变压器件的影响小，不易损坏，耐极端低温能力强。
46.实施例二，如图1、2所示，仅为本实用新型的其中一个实施例，在实施例一的基础上，本实用新型一种适用于低温环境的变压器结构中，所述第三腔13和第一腔11之间设置有第二热交换管33，所述第二热交换管33内设置有第二流体介质，所述第二热交换管33位于所述第三腔13内的部分设置有用于驱动所述第二流体介质流动的第二驱动器34。
47.相当于，第三腔13依然可以通过第二热交换管33以及第二流体介质与第一腔11进行热交换，当然，第二热交换管33依然会穿过第二腔12。
48.当然，所述第一热交换管31和第二热交换管33均为不锈钢件。
49.而且，所述第一流体介质有煤油，所述第二流体介质为水（最好是盐水，饱和食盐水的凝固点可下降到约-22℃，第二流体介质可以适当配比盐的浓度，使之可以在零下10℃不结冰即可）。
50.最后，所述第二驱动器34与所述第一加热片电连接，实际上第一加热片工作时，第二驱动器34不工作，反之当第一加热片停止工作时，第二驱动器34开始工作。
51.最好在壳体1外侧设置外界温度感应器用于获取外界的温度，外界温度感应器与第一驱动器32电连接，外界的温度越低，第三腔13和第四腔14之间以及第四腔14和第五腔15之间的温度差越大，此时可以适当降低第一驱动器32的功率，降低第一热交换管31内的第一流动介质流动速度，从而降低第三腔13、第四腔14以及第五腔15之间的热交换，以防止第三腔13热散失过快。
52.实施例三，仍如图1、2所示，仅为本实用新型的其中一个实施例，在上述任一实施例的基础上，本实用新型一种适用于低温环境的变压器结构中，所述变压器腔2内设置有用于为第一加热片、第二加热片、第一驱动器32以及第二驱动器34供电的电源。
53.所述第四腔14和第五腔15内设置有第三流体介质，确保第四腔14内整个腔体的温度均匀分布，同样的，确保第五腔15内整个腔体的温度均匀分布。第三流体介质最好也是煤油。
54.所述第二腔12内填充有固态介质，且所述固态介质为一体成型件，由于第三腔13包围设置于第二腔12外侧，所以第二腔12无需设置为流动液体即可确保第二腔12内温度分布均匀，又由于壳体1内有多重流体介质，为了防止流体介质进入至变压器腔2内，可以将第二腔12内填充整体的固态介质进行防止流体渗入；当然固态介质除了起到了防止流体介质渗入的作用之外，还可以起到刚性防撞的保护作用。
55.最后，所述壳体1为一体成型件，一体成型的壳体1结构强度高，防撞保护性能好。
56.本实用新型一种适用于低温环境的变压器结构，其结构简单，多重腔体结构，有效
降低热散失率，在极端低温下对加热片加热功率要求小，且采用多重加热保温，对于变压器腔内侧的变压器件的影响小，不易损坏，耐极端低温能力强。
57.本实用新型不局限于上述具体的实施方式，本实用新型可以有各种更改和变化。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围。

技术特征：

1.一种适用于低温环境的变压器结构，其特征在于：包括壳体（1）和设置于所述壳体（1）内侧的变压器腔（2），所述壳体（1）包括设置于所述变压器腔（2）外侧的由内向外依次设置的第一腔（11）、第二腔（12）、第三腔（13）、第四腔（14）以及第五腔（15），所述第一腔（11）内设置有第一加热片，所述第三腔（13）内设置有第二加热片，所述第三腔（13）和第五腔（15）之间设置有第一热交换管（31），所述第一热交换管（31）内设置有第一流体介质，所述第一热交换管（31）位于所述第三腔（13）内的部分设置有用于驱动所述第一流体介质流动的第一驱动器（32），所述变压器腔（2）连接设置有用于容纳接出电线的电线筒，所述电线筒至少有一部分环绕所述第一热交换管（31）延伸设置。2.根据权利要求1所述的一种适用于低温环境的变压器结构，其特征在于：所述第一热交换管（31）中所述第一流体介质从所述第三腔（13）流向所述第五腔（15）的管道与所述第一流体介质从所述第五腔（15）流向所述第三腔（13）的管道相互环绕设置。3.根据权利要求1所述的一种适用于低温环境的变压器结构，其特征在于：所述变压器腔（2）内设置有用于与所述第一加热片电连接的温度感应器（21）。4.根据权利要求1所述的一种适用于低温环境的变压器结构，其特征在于：所述第三腔（13）和第一腔（11）之间设置有第二热交换管（33），所述第二热交换管（33）内设置有第二流体介质，所述第二热交换管（33）位于所述第三腔（13）内的部分设置有用于驱动所述第二流体介质流动的第二驱动器（34）。5.根据权利要求4所述的一种适用于低温环境的变压器结构，其特征在于：所述第一流体介质有煤油，所述第二流体介质为水。6.根据权利要求4所述的一种适用于低温环境的变压器结构，其特征在于：所述第二驱动器（34）与所述第一加热片电连接。7.根据权利要求4所述的一种适用于低温环境的变压器结构，其特征在于：所述第一热交换管（31）和第二热交换管（33）均为不锈钢件。8.根据权利要求1所述的一种适用于低温环境的变压器结构，其特征在于：所述第四腔（14）和第五腔（15）内设置有第三流体介质。9.根据权利要求1所述的一种适用于低温环境的变压器结构，其特征在于：所述第二腔（12）内填充有固态介质，且所述固态介质为一体成型件。10.根据权利要求1所述的一种适用于低温环境的变压器结构，其特征在于：所述壳体（1）为一体成型件。

技术总结

本实用新型提供一种适用于低温环境的变压器结构，涉及变压器技术领域，包括壳体和变压器腔，壳体包括设置于变压器腔外侧的由内向外依次设置的第一腔、第二腔、第三腔、第四腔以及第五腔，第一腔内设置有第一加热片，第三腔内设置有第二加热片，第三腔和第五腔之间设置有第一热交换管，第一热交换管内设置有第一流体介质，第一热交换管位于第三腔内的部分设置有第一驱动器，变压器腔连接设置有电线筒，电线筒至少有一部分环绕第一热交换管延伸设置。本实用新型结构简单，多重腔体结构，有效降低热散失率，在极端低温下对加热片加热功率要求小，且采用多重加热保温，对于变压器腔内侧的变压器件的影响小，不易损坏，耐极端低温能力强。强。强。