一种变压器用高效散热底座论文和设计-侯永刚

全文摘要

本新型涉及一种变压器用高效散热底座，包括承载座、导向滑轨、换热片、换气风机、无动力风机、半导体制冷机构、温度传感器及控制电路，承载底座包括承载龙骨和防护板，承载座上端面和下端面均设至少两条导向滑轨，换热片与承载座上端面相互连接，换热片侧表面设至少一个主散热口和至少一个辅助散热口，半导体制冷机构、温度传感器均布在换热片上端面，换气风机、无动力风机均与承载座侧表面相互连接，其中无动力风机与辅助散热口连通，换气风机与主散热口相互连通。本新型一方面可有效的满足多种不同结构的及多种使用环境下的变压器设备安装及定位作业的需要，另一方面可极大的提高对变压器设备运行时的换热作业效率。

主设计要求

1.一种变压器用高效散热底座，其特征在于：所述的变压器用高效散热底座包括承载座、导向滑轨、换热片、换气风机、无动力风机、半导体制冷机构、温度传感器及控制电路，所述承载座包括承载龙骨和防护板，所述承载龙骨为横断面为矩形的框架结构，承载龙骨上端面和下端面分别与至少一个防护板相互连接，所述防护板与承载龙骨同轴分布，且承载龙骨上端面的防护板和下端面的防护板间间距为5—30厘米，所述防护板上均布若干透孔，且透孔轴线与承载龙骨轴线平行分布，所述承载座上端面和下端面均设至少两条导向滑轨，各导向滑轨以承载座轴线对称分布并相互平行，且位于承载座同一端面并以承载座轴线对称分布的两条导向滑轨之间间距为承载座长度的1\/2—3\/4，且导向滑轨高度不小于15厘米，所述的换热片至少一个，与承载座上端面相互连接，并位于承载座上端面的导向滑轨之间位置，所述的换热片与承载座同轴分布，且换热片上端面低于导向滑轨上端面0—10毫米，所述换热片为密闭腔体结构，其下端面均布至少四个绝缘垫块，并通过绝缘垫块与承载座上端面相互连接，所述换热片侧表面设至少一个主散热口和至少一个辅助散热口，且主散热口与辅助散热口以换热片轴线对称分布，所述换热片上端面和下端面均布若干透气口，且各透气口均分别与主散热口、辅助散热口相互连通，所述半导体制冷机构、温度传感器均至少两个，并环绕换热片轴线均布在换热片上端面，所述换气风机、无动力风机均与承载座侧表面相互连接，其中无动力风机至少一个，通过导气管与辅助散热口相互连通，所述无动力风机轴线与承载座上端面垂直分布并高出承载座上端面至少10厘米，所述换气风机通过导气管与主散热口相互连通，且所述换气风机轴线与承载座上端面呈0°—90°夹角，所述控制电路嵌于承载座下端面并分别与换气风机、半导体制冷机构、温度传感器电气连接。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种变压器用高效散热底座，其特征在于：所述的换热片包括散热翅板、换热板及弹性支座，所述换热板若干，依次首尾连接构成横断面为矩形的闭合腔体结构的换热腔，所述弹性支座环绕换热腔轴线与换热腔底相互连接，弹性支座数量与绝缘垫块数量一致，且每个弹性支座均与至少一个绝缘垫块相互连接，所述散热翅板若干，嵌于换热腔内并相互平行分布，且散热翅板与承载座上端面间呈45°—90°夹角，相邻两个散热翅板间构成宽度为5—20毫米的导流槽，所述的导流槽与透气口相互连通，且导流槽轴线与主散热口和辅助散热口轴线线平行分布。

3.根据权利要求1或2所述的一种变压器用高效散热底座，其特征在于：所述的透气口孔径为5—20毫米，且透气口面积为其所在换热板面积的40%—80%。

4.根据权利要求1所述的一种变压器用高效散热底座，其特征在于：所述的半导体制冷机构的制冷端嵌于换热片上端面，并与换热片上端面平齐分布，半导体制冷机构的散热端位于换热片的换热腔内并与导流槽连通。

5.根据权利要求1所述的一种变压器用高效散热底座，其特征在于：所述的半导体制冷机构对应的散热片上端面设弹性密封环，所述弹性密封环环绕半导体制冷机构轴线分布并构成闭合环状结构。

6.根据权利要求1所述的一种变压器用高效散热底座，其特征在于：所述的透孔孔径不小于5毫米，且透孔面积为其所在防护板面积的30%—60%。

7.根据权利要求1所述的一种变压器用高效散热底座，其特征在于：所述的换气风机轴线承载座上端面夹角大于0°时，则换气风机轴线方向为斜向下方。

8.根据权利要求1所述的一种变压器用高效散热底座，其特征在于：所述的控制电路为基于工业单片机、可编程控制器中任意一种为基础的电路系统，且所述控制电路上另设至少一个电源接线端子和至少一个串口通讯端子。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及电力辅助设备，属输变电设备技术领域。

背景技术

变压器设备是重要的输变电设备，其运行环境往往相对较为恶劣，极易受到高温环境影响而导致变压器设备运行温度过高，此外，变压器设备在运行的过程中，由于负载过大等因素也极易产生大量的余热，如不能对对变压器设备进行有效的降温，极易造成变压器设备因高温而发生诸如绝缘受损等故障，严重威胁输变电系统运行的稳定性和安全性，而针对这一问题，当前的主要作法一方面是为变压器设别自身增加辅助散热用的散热翅板或散热油，另一方面是在通过传统的安装支架对变压器设备安装定位后，再额外为变压器设备增加诸如换气风机等类型的强制降温机构，这种方式虽然一定程度可以达到为变压器进行辅助降温的目的，但降温作业效率低下，同时还存在散热效率随部环境温度升高逐步下降的弊端，从而严重影响了变压器设备运行的稳定性和可靠性，此外，当前变压器设备在降温作业时，降温手段相对单一且降温时对温度控制精度差，从而导致对变压器降温效果差的同时，降温运行能耗也相对较高，进一步影响了变压器运行稳定性和可靠性的同时，也导致变压器设备降温作业成本高，运行经济效益相对较差。

同时，当前变压器设备在进行安装施工作业时，其定位用支座均为传统的金属板或金属框架结构，虽然可以满足使用需要，但均不同程度存在自重大且对变压器设备承载能力不足的弊端，同时也存在无法与降温系统同步运行辅助对变压器降温的能力，此外当前传统的变压器定位用支座在对变压器安装时，均是通过螺栓等结构直接定位，也造成变压器设备安装定位调整难度相对较大，严重影响了施工效率并增加了施工成本和劳动强度。

因此针对这一现状，迫切需要开发一种全新的金刚石微粉研磨设备，以满足实际使用的需要。

实用新型内容

针对现有技术上存在的不足，本实用新型提供一种变压器用高效散热底座，该新型结构简单，使用灵活方便，通用性好，承载能力强且运行自动化程度高，一方面可有效的满足多种不同结构的及多种使用环境下的变压器设备安装及定位作业的需要，且安装定位施工简便，可极大提高施工效率和降低施工劳动强度，另一方面可极大的提高对变压器设备运行时的换热作业效率，可有效防止变压器因环境温度及自身运行时产生的高温而导致设备运行故障发生，同时降温作业的方式灵活且控制精度高，在满足降温高效降温的同时，有效降低降温作业时的运行能耗，从而极大的提高变压器设备运行的稳定性、可靠性和经济效益。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：

一种变压器用高效散热底座，包括承载座、导向滑轨、换热片、换气风机、无动力风机、半导体制冷机构、温度传感器及控制电路，承载座包括承载龙骨和防护板，承载龙骨为横断面为矩形的框架结构，承载龙骨上端面和下端面分别与至少一个防护板相互连接，防护板与承载龙骨同轴分布，且承载龙骨上端面的防护板和下端面的防护板间间距为5—30厘米，防护板上均布若干透孔，且透孔轴线与承载龙骨轴线平行分布，承载座上端面和下端面均设至少两条导向滑轨，各导向滑轨以承载座轴线对称分布并相互平行，且位于承载座同一端面并以承载座轴线对称分布的两条导向滑轨之间间距为承载座长度的1\/2—3\/4，且导向滑轨高度不小于15厘米，换热片至少一个，与承载座上端面相互连接，并位于承载座上端面的导向滑轨之间位置，换热片与承载座同轴分布，且换热片上端面低于导向滑轨上端面0—10毫米，换热片为密闭腔体结构，其下端面均布至少四个绝缘垫块，并通过绝缘垫块与承载座上端面相互连接，换热片侧表面设至少一个主散热口和至少一个辅助散热口，且主散热口与辅助散热口以换热片轴线对称分布，换热片上端面和下端面均布若干透气口，且各透气口均分别与主散热口、辅助散热口相互连通，半导体制冷机构、温度传感器均至少两个，并环绕换热片轴线均布在换热片上端面，换气风机、无动力风机均与承载座侧表面相互连接，其中无动力风机至少一个，通过导气管与辅助散热口相互连通，无动力风机轴线与承载座上端面垂直分布并高出承载座上端面至少10厘米，换气风机通过导气管与主散热口相互连通，且换气风机轴线与承载座上端面呈0°—90°夹角，控制电路嵌于承载座下端面并分别与换气风机、半导体制冷机构、温度传感器电气连接。

进一步的，所述的换热片包括散热翅板、换热板及弹性支座，所述换热板若干，依次首尾连接构成横断面为矩形的闭合腔体结构的换热腔，所述弹性支座环绕换热腔轴线与换热腔底相互连接，弹性支座数量与绝缘垫块数量一致，且每个弹性支座均与至少一个绝缘垫块相互连接，所述散热翅板若干，嵌于换热腔内并相互平行分布，且散热翅板与承载座上端面间呈45°—90°夹角，相邻两个散热翅板间构成宽度为5—20毫米的导流槽，所述的导流槽与透气口相互连通，且导流槽轴线与主散热口和辅助散热口轴线线平行分布。

进一步的，所述的透气口孔径为5—20毫米，且透气口面积为其所在换热板面积的40%—80%。

进一步的，所述的半导体制冷机构的制冷端嵌于换热片上端面，并与换热片上端面平齐分布，半导体制冷机构的散热端位于换热片的换热腔内并与导流槽连通。

进一步的，所述的半导体制冷机构对应的散热片上端面设弹性密封环，所述弹性密封环环绕半导体制冷机构轴线分布并构成闭合环状结构。

进一步的，所述的透孔孔径不小于5毫米，且透孔面积为其所在防护板面积的30%—60%。

进一步的，所述的换气风机轴线承载座上端面夹角大于0°时，则换气风机轴线方向为斜向下方。

进一步的，所述的控制电路为基于工业单片机、可编程控制器中任意一种为基础的电路系统，且所述控制电路上另设至少一个电源接线端子和至少一个串口通讯端子。

本新型结构简单，使用灵活方便，通用性好，承载能力强且运行自动化程度高，一方面可有效的满足多种不同结构的及多种使用环境下的变压器设备安装及定位作业的需要，且安装定位施工简便，可极大提高施工效率和降低施工劳动强度，另一方面可极大的提高对变压器设备运行时的换热作业效率，可有效防止变压器因环境温度及自身运行时产生的高温而导致设备运行故障发生，同时降温作业的方式灵活且控制精度高，在满足降温高效降温的同时，有效降低降温作业时的运行能耗，从而极大的提高变压器设备运行的稳定性、可靠性和经济效益。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型。

图1为本实用新型结构示意图；

图2为换热片结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

如图1和2所述的一种变压器用高效散热底座，包括承载座1、导向滑轨2、换热片3、换气风机4、无动力风机5、半导体制冷机构6、温度传感器7及控制电路8，承载座1包括承载龙骨101和防护板102，承载龙骨101为横断面为矩形的框架结构，承载龙骨101上端面和下端面分别与至少一个防护板102相互连接，防护板102与承载龙骨101同轴分布，且承载龙骨101上端面的防护板102和下端面的防护板102间间距为5—30厘米，防护板101上均布若干透孔103，且透孔103轴线与承载龙骨101轴线平行分布，承载座1上端面和下端面均设至少两条导向滑轨2，各导向滑轨2以承载座1轴线对称分布并相互平行，且位于承载座1同一端面并以承载座1轴线对称分布的两条导向滑轨2之间间距为承载座1长度的1\/2—3\/4，且导向滑轨2高度不小于15厘米。

本实施例中，所述换热片3至少一个，与承载座1上端面相互连接，并位于承载座1上端面的导向滑轨2之间位置，换热片3与承载座1同轴分布，且换热片3上端面低于导向滑轨2上端面0—10毫米，换热片3为密闭腔体结构，其下端面均布至少四个绝缘垫块9，并通过绝缘垫块9与承载座1上端面相互连接，换热片3侧表面设至少一个主散热口31和至少一个辅助散热口32，且主散热口31与辅助散热口32以换热片3轴线对称分布，换热片3上端面和下端面均布若干透气口33，且各透气口33均分别与主散热口31、辅助散热口32相互连通。

本实施例中，所述半导体制冷机构6、温度传感器7均至少两个，并环绕换热片3轴线均布在换热片3上端面，换气风机4、无动力风机5均与承载座1侧表面相互连接，其中无动力风机5至少一个，通过导气管10与辅助散热口32相互连通，无动力风机5轴线与承载座1上端面垂直分布并高出承载座1上端面至少10厘米，换气风机4通过导气管10与主散热口31相互连通，且换气风机4轴线与承载座1上端面呈0°—90°夹角，控制电路8嵌于承载座1下端面并分别与换气风机4、半导体制冷机构6、温度传感器7电气连接。

需要特别指出的，所述的换热片3包括散热翅板34、换热板35及弹性支座36，所述换热板35若干，依次首尾连接构成横断面为矩形的闭合腔体结构的换热腔37，所述弹性支座36环绕换热腔37轴线与换热腔37底相互连接，弹性支座36数量与绝缘垫块9数量一致，且每个弹性支座36均与至少一个绝缘垫块9相互连接，所述散热翅板34若干，嵌于换热腔37内并相互平行分布，且散热翅板34与承载座1上端面间呈45°—90°夹角，相邻两个散热翅板34间构成宽度为5—20毫米的导流槽38，所述的导流槽38与透气口33相互连通，且导流槽38轴线与主散热口31和辅助散热口32轴线线平行分布。

同时，所述的透气口33孔径为5—20毫米，且透气口33面积为其所在换热板35面积的40%—80%。

此外，所述的半导体制冷机构6的制冷端嵌于换热片3上端面，并与换热片3上端面平齐分布，半导体制冷机构6的散热端位于换热片3的换热腔37内并与导流槽38连通，且所述的半导体制冷机构6对应的散热片3上端面设弹性密封环11，所述弹性密封环11环绕半导体制冷机构6轴线分布并构成闭合环状结构。

进一步优化的，所述的透孔103孔径不小于5毫米，且透孔103面积为其所在防护板102面积的30%—60%，所述的换气风机4轴线承载座1上端面夹角大于0°时，则换气风机4轴线方向为斜向下方。

本实施例中，所述的控制电路为基于工业单片机、可编程控制器中任意一种为基础的电路系统，且所述控制电路上另设至少一个电源接线端子和至少一个串口通讯端子。

本新型在具体实施中，首先根据需要对承载座、导向滑轨、换热片、换气风机、无动力风机、半导体制冷机构、温度传感器及控制电路进行组装，完成本新型装配。

在进行变压器安装施工时，首先将承载座通过位于其底部的导向滑轨与外部的定位结构间连接，然后将变压器设备通过承载座上端面的导向滑轨与承载座相互连接，最后将控制电路与变压器的输出线路电气连接，即可完成本新型装配，其中在装配过程中通过采用导向滑轨结构，可有效的实现承载座定位和变压器设备定位时通过滑动连接有效的提高安装对位的灵活性，并避免了大型其中设备等设备使用，极大的提高了安装定位施工效率并降低了施工成本。

在完成变压器定位并对变压器降温时，首先由散热片与变压器设备下端面相抵，从而换热片与变压器设备间进行热交换降温作业，在换热片对变压器降；温时，可分为无动力降温和主动降温两种方式：

其中，无动力降温时，首先通过热交换使散热片温度升高，当散热片整体温度大于外部环境温度从而使换热片的换热腔内行程高温气流时，换热腔内的高温气流通过辅助散热口排出并驱动无动力风机运行，或当外部环境中有气流流动通过无动力风机时，由外部气流流动驱动无动力风机运行，并通过无动力风机运行强制将散热片的换热腔内高温气体通过无动力风机排出，同时使外部低温空气通过承载座的透孔和换热片的透气口进入到换热片的换热腔内并对换热片进行降温，从而实现无动力循环降温作业，在满足降温作业的同时，降低变压器降温运行能耗，提高变压器降温作业及运行的经济效益；

主动降温时，在进行无动力降温时，由温度传感器检测变压器温度变化，若无动力降温效率不足以满足变压器降温需要，且变压器温度持续升高时，则在保持无动力降温状态不变条件下，由控制电路同时驱动换气风机和半导体制冷机构运行，一方面由半导体制冷机构对变压器进行强制降温作业，另一方面通过换气风机强制驱动换热片的换热腔内高温气流快速排出，并实现外部空气快速补充到换热腔内，从而加速换热片换热降温效率。

此外，在进行主动降温时，根据温度传感器检测的变压器运行温度，由控制电路对换气风机和半导体制冷机构的运行功率进行相应调整，提高降温作业控制精度的同时，另有效的降低换气风机和半导体制冷机构运行能耗。

除此至少，在换热片进行热交换作业时，可通过换热片内的散热翅板、换热板整体提高换热片与空气间接触面面积，提高换热片与空气间热交换作业的效率。

本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制。上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理。在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进。这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

设计图

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主设计要求

设计方案

设计说明书

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