CN207134675U - 一种超高压智能变电站散热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种超高压智能变电站散热器，该散热器包括热交换装置、电磁驱动装置、传热介质、热管和冷水箱，所述热管依次连接所述热交换装置、所述电磁驱动装置和所述冷水箱，并再连接至所述热交换装置形成闭合回路，所述传热介质在所述热管内循环流动。本实用新型利用所述热管中的传热介质，通过热交换装置把热量从热源带出，通过使用电磁驱动装置提供驱动力，使传热介质在热管循环流动，无回转运动，无噪声，密封性好，热管采用在冷水箱内实现浸水冷却，以提高该散热器的散热效率，能有效的解决高压变电站变压器发热问题，并且依靠高压电磁场驱动，优化了散热器结构，提高能源利用率。

Description

一种超高压智能变电站散热器

技术领域

本实用新型涉及散热器技术领域，更具体地，涉及一种超高压智能变电站散热器。

背景技术

目前我国区域性电力过剩与区域性电力短缺共存，随季节波动需求端变化难测，管理手段不足造成电网调度难以实现优化、节能和安全。智能电网建设是根据我国能源分布于负荷消纳地域分布特点，适应我国当前和未来社会发展所采取的电网发展方式，对各类能源，尤其是大规模风电和太阳能发电的计入和送出适应性强，能够实现能源资源的大范围、高效率配置。我国智能电网的建设已经上升至国家战略层面的高度，智能变电站是坚强智能电网建设中实现能源转化和控制的核心平台之一，前景依然广阔。

智能电网中超高的电压和超大功率、超大电流的设备必然会引起发热问题，由于变电设备的发热现象，会导致变电设备故障的发生，对电网的稳定运行有很大的影响。变电设备运行过程中产生的大量热量，会使室内环境温度升高，并导致变压设备油和绕组温升增大，影响设备的使用寿命，因此要将变电设备产生的热量及时散发掉，以保障变电设备的安全运行。

目前已有的变电设备的散热装置有通风散热装置、水冷却装置、室内制冷装置、蒸发冷却装置、油箱散热装置、管式散热装置等，但均存在一定的缺陷，其中，或存在需要消耗能源或水源，并产生噪声的问题，或存在油箱油压大，容易渗漏油，油箱强度要求高，循环油泵易损坏的问题，或存在不利于安全防火的问题，或存在传送热量较小、传送管道多、体积大、成本高等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种超高压智能变电站散热器，以解决现有变电设备不能及时将产生的热量有效散出的问题。

根据本实用新型的技术方案，提供一种超高压智能变电站散热器，该散热器包括热交换装置、电磁驱动装置、传热介质、热管和冷水箱，所述热管依次连接所述热交换装置、所述电磁驱动装置和所述冷水箱，并再连接至所述热交换装置形成闭合回路，所述传热介质在所述热管内循环流动。

基于上述技术方案，本实用新型提出的超高压智能变电站散热器，包括由热管依次连接成闭合回路的热交换装置、电磁驱动装置和冷水箱，采用热导率优良的传热介质，如液态金属，可提高散热器的制冷效率；所述热管中的传热介质通过热交换装置把热量从热源带出，通过使用电磁驱动装置为***的传热介质提供驱动力，使传热介质在热管循环流动，无回转运动，无噪声，密封性好，热管采用在冷水箱内实现浸水冷却，以提高该散热器的散热效率。本实用新型能有效的解决高压变电站变压器发热问题，并且依靠高压电磁场驱动，优化了散热器结构，提高能源利用率。

作为上述技术方案的进一步改进方案，所述热交换装置包括换热前板和换热后板，所述换热前板和换热后板之间设有使热管穿过的通孔。所述换热前板和换热后板采用导热性能良好的材料制成，热管从两板之间的通孔里垂直穿过，所述通孔作为热管通道，以便热管与热源进行热交换。所述通孔可设有一个、两个或多个，可根据实际工作需求增加或减少热管通道和热管数。

作为上述技术方案的进一步改进方案，所述换热前板与热源之间通过导热绝缘胶粘结，所述换热后板的面上分布有散热翅片。所述散热翅片可设有一排、两排或多排，可根据实际散热需求增加或减少所述散热翅片的数量及尺寸。

作为上述技术方案的进一步改进方案，所述电磁驱动装置包括前后平行设置的两个电极片，通过高压电在两个电极片之间产生电磁场。所述电磁驱动装置由高压电产生的电磁场取代永磁铁，所述电磁驱动装置的前后两个电极片形成电极后，可使得传热介质在电磁驱动装置的流道中产生电流，所述电磁驱动装置为传热介质提供驱动力，使其在热管中循环流动，并将传热介质引入到冷水箱中实现制冷。

作为上述技术方案的进一步改进方案，所述电磁驱动装置由高压电在X轴方向提供磁场，由直流电源在Y轴方向提供电极电压，电极从流道前后侧***传热介质中，传热介质在Z轴方向流动。所述电磁驱动装置的磁场、电场及流道方向相互垂直分布。

作为上述技术方案的进一步改进方案，所述电磁驱动装置采用绝缘抗腐蚀材料制成。所述电磁驱动装置电极优选采用铜片。

作为上述技术方案的进一步改进方案，所述电磁驱动装置采用锂电池作为直流电源，所述电磁驱动装置的电源可根据实际工作场合及负载大小来选定其容量、额定电压和额定电流，也可以用直流电源来代替。

作为上述技术方案的进一步改进方案，所述传热介质为液态金属，优选采用低熔点导热率高的液态金属。所述传热介质可选用不同合金系列的液态金属，所述液态金属包括镓、镓基合金、铋、铋基合金、铟、铟基合金、铟锡合金、铋铟锡合金、镓锡合金中的一种或几种，也可以是其他合金成分的液态金属。

作为上述技术方案的进一步改进方案，所述冷水箱内盛装有冷却介质，在所述冷水箱的上盖和下底部分留有排水口，所述冷水箱的尺寸可根据实际工作环境来设定。所述冷水箱内的冷却介质可采用冷却液、冷却油或其他成分的冷却介质。

作为上述技术方案的进一步改进方案，所述热管采用折弯而成的铜管制成，铜管的导热性能良好，所述热管还可以采用一段或多段折弯而成的铜管相互拼接组成，相邻的两个热管之间接头处保持良好密封。

作为上述技术方案的进一步改进方案，所述热管在所述冷水箱的冷却介质中的浸水部分采用螺旋管结构。所述热管具有螺旋形的散热结构，可增大热管在冷水箱中的散热面积，使得热管在所述冷水箱的冷却介质中实现快速自然冷却，可根据实际工作环境来设定热管数量、热传导***数、管长、管径、螺旋直径及螺旋圈数等参数。

附图说明

图1为根据本实用新型实施例的散热器的截面结构示意图；

图2为根据本实用新型实施例的散热器的结构示意图；

图3为根据本实用新型实施例的热交换装置的结构示意图；

图4为根据本实用新型实施例的热交换装置示意图；

图5为根据本实用新型实施例的热管的示意图。

图中，1.热交换装置，2.电磁驱动装置，3.传热介质，4.热管，5.冷水箱。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例及其之间任意组合，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在根据本实用新型的一个实施例中，参考图1和图2，提供一种超高压智能变电站散热器，该散热器包括热交换装置1、电磁驱动装置2、传热介质3、热管4和冷水箱5，所述热管4依次连接所述热交换装置1、所述电磁驱动装置2和所述冷水箱5，并再连接至所述热交换装置1形成闭合回路，所述传热介质3在所述热管4内循环流动。

本实用新型实施例的超高压智能变电站散热器，包括由热管4依次连接成闭合回路的热交换装置1、电磁驱动装置2和冷水箱5，采用热导率优良的传热介质3，如液态金属，可提高散热器的制冷效率。所述热管4中的传热介质3通过热交换装置1把热量从热源带出，通过使用电磁驱动装置2为***的传热介质3提供驱动力，使传热介质3在热管4循环流动，并把热量带到冷水箱5中实现冷却。电磁驱动装置2驱动传热介质3的循环过程无回转运动，无噪声，密封性好。热管4通过在冷水箱5内浸水冷却，热管4优选呈螺旋形，增加传热面积，以提高该散热器的散热效率，能有效的解决高压变电站变压器发热问题，并且依靠高压电磁场驱动，优化了散热器结构，提高能源利用率。

在根据本实用新型的一个实施例中，如图3所示，所述热交换装置1包括换热前板和换热后板，所述换热前板和换热后板之间设有使热管4穿过的通孔。所述换热前板和换热后板采用导热性能良好的材料制成，热管4从两板之间的通孔里垂直穿过，所述通孔作为热管4通道，以便热管4与热源进行热交换。所述通孔可设有一个、两个或多个，可根据实际工作需求增加或减少热管通道和热管数量。图4为本实用新型一个实施例的热交换装置示意图。

如图2所示，所述散热器采用三组热循环冷却***共同注入冷水箱5中进行冷却，每组热循环冷却***的热交换装置1采用三根热管，还可根据实际工作条件自定义热循环***的使用组数和热管数。

在根据本实用新型的一个实施例中，所述换热前板与热源之间通过导热绝缘胶粘结，所述换热后板的面上均匀分布着散热翅片，如图3所示。所述散热翅片可设有一排、两排或多排，可根据实际散热需求增加或减少所述散热翅片的数量及尺寸。

所述热交换装置1采用热导率较好的材料制作，如铜、铝等导热性能好的材料。

所述热交换装置1的通孔尺寸及热管大小，可根据实际工作场合选取不同的直径。还可把所述热交换装置制作成一个整体结构，在所述换热后板上分布适当数量的散热翅片。

在根据本实用新型的一个实施例中，所述电磁驱动装置2包括前后平行设置的两个电极片，通过高压电在两个电极片之间产生电磁场。所述电磁驱动装置2由高压电产生的电磁场取代永磁铁，所述电磁驱动装置2的前后两个电极片形成电极后，可使得传热介质3在电磁驱动装置2的流道中产生电流，所述电磁驱动装置2为传热介质3提供驱动力，使其在热管4中循环流动，并将传热介质3引入到冷水箱5中实现制冷。

在根据本实用新型的一个实施例中，所述电磁驱动装置2包括多个流道，由高压电在X轴方向提供磁场，由直流电源在Y轴方向提供电极电压形成电场，电极从流道前后侧***传热介质3中，传热介质3在Z轴方向流动。所述电磁驱动装置2的电极磁场、电场及流道方向相互垂直分布。

在根据本实用新型的一个实施例中，所述电磁驱动装置2采用绝缘抗腐蚀材料制成。所述电磁驱动装置的电极优选采用1mm厚的铜片。

在根据本实用新型的一个实施例中，所述电磁驱动装置2采用60V锂电池作为直流电源，所述电磁驱动装置2的电源可根据实际工作场合及负载大小来选定其容量、额定电压和额定电流，也可以用直流电源来代替。

在根据本实用新型的一个实施例中，所述传热介质3为液态金属，优选采用低熔点导热率高的液态金属。所述传热介质3可选用不同合金系列的液态金属，所述液态金属包括镓、镓基合金、铋、铋基合金、铟、铟基合金、铟锡合金、铋铟锡合金、镓锡合金中的一种或几种，也可以是其他合金成分的液态金属。

在根据本实用新型的一个实施例中，所述冷水箱5内盛装有冷却介质，在所述冷水箱5的上盖和下底部分留有排水口，所述冷水箱5的尺寸可根据实际工作环境来设定。所述冷水箱5内的冷却介质可采用冷却液、冷却油或其他成分的冷却介质。

在根据本实用新型的一个实施例中，所述热管4采用折弯而成的铜管制成，铜管的导热性能良好，所述热管4还可以采用一段或多段折弯而成的铜管相互拼接组成，相邻的两个热管4之间接头处保持良好密封。

在根据本实用新型的一个实施例中，如图5所示，所述热管4在所述冷水箱5的冷却介质中的浸水部分采用螺旋管结构。所述热管4具有螺旋形的散热结构，可增大热管4在冷水箱5中的散热面积，使得热管4在所述冷水箱5的冷却介质中实现快速自然冷却，可根据实际工作环境来设定热管的数量、热传导***数、管长、管径、螺旋直径及螺旋圈数等参数。所述热管的螺旋部分在安装不干涉情况下，为了更有利于散热，应尽可能增加其螺旋直径和圈数。

本实用新型实施例主要用于超高压智能变电站，利用高压线路产生的电磁场驱动传热介质如液态金属，在热管中循环流动形成闭合回路，并将热管置于冷水箱中冷却，浸水部分热管制成螺旋状以提高散热效率。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种超高压智能变电站散热器，其特征在于，包括热交换装置、电磁驱动装置、传热介质、热管和冷水箱，所述热管依次连接所述热交换装置、所述电磁驱动装置和所述冷水箱，并再连接至所述热交换装置形成闭合回路，所述传热介质在所述热管内循环流动。

2.根据权利要求1所述的一种超高压智能变电站散热器，其特征在于，所述热交换装置包括换热前板和换热后板，所述换热前板和换热后板之间设有使热管穿过的通孔。

3.根据权利要求2所述的一种超高压智能变电站散热器，其特征在于，所述换热前板与热源之间通过导热绝缘胶粘结，所述换热后板的面上分布有散热翅片。

4.根据权利要求1所述的一种超高压智能变电站散热器，其特征在于，所述电磁驱动装置包括前后平行设置的两个电极片，通过高压电在两个电极片之间产生电磁场，所述电磁驱动装置由高压电在X轴方向提供磁场，由直流电源在Y轴方向提供电极电压，电极从流道前后侧***传热介质中，传热介质在Z轴方向流动。

5.根据权利要求4所述的一种超高压智能变电站散热器，其特征在于，所述电磁驱动装置采用绝缘抗腐蚀材料制成。

6.根据权利要求4所述的一种超高压智能变电站散热器，其特征在于，所述电磁驱动装置采用锂电池作为直流电源。

7.根据权利要求1所述的一种超高压智能变电站散热器，其特征在于，所述传热介质为液态金属，所述液态金属包括镓、镓基合金、铋、铋基合金、铟、铟基合金、铟锡合金、铋铟锡合金或镓锡合金。

8.根据权利要求1所述的一种超高压智能变电站散热器，其特征在于，所述冷水箱内盛装有冷却介质，所述冷却介质采用冷却液或冷却油。

9.根据权利要求8所述的一种超高压智能变电站散热器，其特征在于，所述热管在所述冷水箱的冷却介质中的浸水部分采用螺旋管结构。

10.根据权利要求1所述的一种超高压智能变电站散热器，其特征在于，所述热管采用折弯而成的铜管制成，所述热管包括一段或多段铜管。