一種固體絕緣開關(guān)設(shè)備的散熱裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種固體絕緣開關(guān)設(shè)備的散熱裝置，固體絕緣開關(guān)設(shè)備的散熱裝置，包括一次導體，一次導體外包覆有固體絕緣層，固體絕緣層外包覆有正六邊形蜂窩散熱器，正六邊形蜂窩散熱器上下端的固體絕緣層外緊密套裝有均壓環(huán)，均壓環(huán)與正六邊形蜂窩散熱器緊密接觸，在固體絕緣設(shè)備中的一次導體工作時產(chǎn)生的熱量將熱傳導傳遞到固體絕緣層，固體絕緣層中的熱量經(jīng)熱傳導、熱輻射、熱對流從正六邊形蜂窩散熱器及均壓環(huán)把熱量散發(fā)出去，降低固體絕緣設(shè)備溫升，提高固體絕緣設(shè)備的額定電流，滿足電力工業(yè)大電流設(shè)備的要求。
【專利說明】一種固體絕緣開關(guān)設(shè)備的散熱裝置
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0002]本實用新型涉及高壓開關(guān)設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種固體絕緣開關(guān)設(shè)備的散熱裝置。
[0003]【背景技術(shù)】:
[0004]在高壓開關(guān)設(shè)備領(lǐng)域，固體絕緣是未來的發(fā)展方向。本實用新型所涉及的是固體絕緣設(shè)備的散熱問題。在高壓電器中，最棘手的兩個問題，一個是絕緣問題，一個是發(fā)熱問題。由于固體絕緣減小了整個結(jié)構(gòu)的尺寸，導體之間的連接變得很緊湊，距離也很短，導體封閉在固體絕緣內(nèi)部，散熱困難，嚴重制約了固體絕緣的載流水平。
[0005]在7.2kV?40.5kV高壓領(lǐng)域，近幾年，國內(nèi)外著名的大公司都開展了固體絕緣開關(guān)設(shè)備的研發(fā)，最有代表意義的是日本東芝公司最新研制出中壓固體絕緣開關(guān)設(shè)備(SIS)。國內(nèi)也有數(shù)家著名大公司開始智能化環(huán)保型固體絕緣開關(guān)設(shè)備的探索研究。
[0006]固體絕緣開關(guān)設(shè)備的導體封閉在固體絕緣內(nèi)部，散熱困難，嚴重制約了固體絕緣的載流水平，而現(xiàn)有的固體絕緣散熱還是傳統(tǒng)的直接空氣散熱，目前世界領(lǐng)先水平的1kV產(chǎn)品，最大額定電流只能達到1200A，遠遠的不能滿足電力工業(yè)的要求。
[0007]固體絕緣技術(shù):以多層介電常數(shù)不同的絕緣層用于真空滅弧室(見附圖1)為例，露出真空滅弧室16兩端的主電路導體端部，首先用環(huán)氧樹脂之類的絕緣材料模制設(shè)置第一絕緣層17，然后在第一絕緣層17的表面上進行如噴砂處理，提高了接合性后，用環(huán)氧樹脂之類的絕緣材料模制設(shè)置第二絕緣層18。在第二絕緣層18的外殼上設(shè)置例如噴涂碳涂料之類的導電性涂料而形成的接地層19。
[0008]可見開關(guān)設(shè)備的導體封閉在固體絕緣內(nèi)部，散熱困難，嚴重制約了固體絕緣的載流水平，而現(xiàn)有的固體絕緣散熱還是傳統(tǒng)的直接空氣散熱。
[0009]實用新型內(nèi)容:
[0010]為了彌補現(xiàn)有技術(shù)問題，本實用新型的目的是提供一種固體絕緣開關(guān)設(shè)備的散熱裝置，通過合理新穎的散熱結(jié)構(gòu)，配合固體絕緣技術(shù)，通過熱傳導、熱輻射、熱對流技術(shù)，把熱量散發(fā)出去，降低固體絕緣設(shè)備的溫升，提高設(shè)備的額定電流，滿足電力工業(yè)大電流設(shè)備的要求。
[0011]本實用新型的技術(shù)方案如下:
[0012]固體絕緣開關(guān)設(shè)備的散熱裝置，其特征在于:包括一次導體，所述的一次導體外包覆有固體絕緣層，固體絕緣層外包覆有正六邊形蜂窩散熱器，正六邊形蜂窩散熱器上下端的固體絕緣層外緊密套裝有均壓環(huán)，均壓環(huán)與正六邊形蜂窩散熱器緊密接觸。
[0013]所述的固體絕緣開關(guān)設(shè)備的散熱裝置，其特征在于:所述的均壓環(huán)采用金屬導熱材料制成的金屬環(huán)，六邊形蜂窩散熱器也采用金屬導熱材料制成，金屬環(huán)與六邊形蜂窩散熱器接觸面為平面，其外壁及中心孔兩端均圓弧過渡。
[0014]所述的固體絕緣開關(guān)設(shè)備的散熱裝置，其特征在于:所述的正六邊形蜂窩散熱器由若干個正六邊形蜂窩單元組合構(gòu)成筒體形，正六邊形蜂窩單元截面為正六邊形的柱狀筒體，正六邊形蜂窩單元軸線方向朝向整流板型蜂窩散熱器軸線方向垂直。
[0015]所述的固體絕緣開關(guān)設(shè)備的散熱裝置，其特征在于:所述的正六邊形蜂窩散熱單元的高度和其截面的正六邊形外接圓直徑比值一般為0.5?1。
[0016]所述的固體絕緣開關(guān)設(shè)備的散熱裝置，其特征在于:所述的正六邊形蜂窩散熱器在大電流設(shè)備中應用時，外壁上還可設(shè)有傾斜且間隔分布的導流風槽。
[0017]本實用新型的優(yōu)點是:
[0018]本實用新型通過六邊空柱窩狀結(jié)構(gòu)的散熱結(jié)構(gòu)，配合固體絕緣技術(shù)，通過熱傳導、熱輻射、熱對流技術(shù)，把熱量散發(fā)出去，降低固體絕緣設(shè)備的溫升，提高設(shè)備的額定電流，滿足電力工業(yè)大電流設(shè)備的要求。
[0019]【專利附圖】

【附圖說明】:
[0020]圖1為真空滅弧室的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3為本實用新型的大電流結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]【具體實施方式】:
[0024]參見附圖:
[0025]固體絕緣開關(guān)設(shè)備的散熱裝置，包括一次導體1，一次導體I外包覆有固體絕緣層2，固體絕緣層2外包覆有正六邊形蜂窩散熱器4，正六邊形蜂窩散熱器4上下端的固體絕緣層2外緊密套裝有均壓環(huán)3，均壓環(huán)3與正六邊形蜂窩散熱器4緊密接觸。
[0026]均壓環(huán)3采用金屬導熱材料制成的金屬環(huán)，金屬環(huán)與六邊形蜂窩散熱器接觸面為平面，其外壁及中心孔兩端均圓弧過渡。
[0027]正六邊形蜂窩散熱器4由若干個正六邊形蜂窩單元組合構(gòu)成筒體形，正六邊形蜂窩單元截面為正六邊形的柱狀筒體，正六邊形蜂窩單元軸線方向朝向整流板型蜂窩散熱器軸線方向垂直。
[0028]正六邊形蜂窩散熱單元的高度和其截面的正六邊形外接圓直徑比值一般為0.5?I。
[0029]正六邊形蜂窩散熱器在大電流設(shè)備中應用時，外壁上還可設(shè)有傾斜且間隔分布的導流風槽5。
[0030]主要部件分析:
[0031]1、均壓環(huán):在高壓電器技術(shù)中，絕緣是個重要的指標，所有可導電部件必須圓滑過度，不允許有尖角突變等，影響電場分布，尖端放電，造成絕緣下降。因此，在正六邊形蜂窩散熱器緊緊的套上均壓環(huán)，改善電場分布，加強產(chǎn)品絕緣水平。
[0032]2、正六邊形蜂窩散熱器:增加散熱面積最常見也是最基本的方式，在有限的空間內(nèi)，散熱面積并不能無限制的增大，當設(shè)置對流散熱結(jié)構(gòu)受到空間限制時，傳導成為有效散熱的主要措施。即設(shè)計有效的導熱結(jié)構(gòu)，增加散熱面積以便熱能夠快速被傳遞，然后配合輻射、對流等散熱技術(shù)實現(xiàn)熱量的耗散。蜂窩結(jié)構(gòu)因其良好的散熱性受到了重視。合理的蜂窩類型和蜂窩排布，使總的熱交換量最大化，蜂窩側(cè)壁面導熱和蜂窩內(nèi)表面間輻射換熱是金屬蜂窩內(nèi)熱量傳遞的主要方式。
[0033]3、對于超過2000A的大電流，僅僅采用上述的熱傳導和熱輻射方式是遠遠不夠的，必須配合自動力熱對流來強化散熱。針對大電流，散熱器采用附圖3中的大電流結(jié)構(gòu)示意圖，散熱器表面導流風槽5，導流風槽的寬度N同樣受到附圖4中對電場分布的影響。結(jié)合正六邊形蜂窩散熱器的結(jié)構(gòu)特點，考慮自然熱對流效能，導流風槽對稱中心線與橫截面的圓周的夾角α角度為60度。2000Α-2500Α開設(shè)2道溝槽，3000Α開設(shè)4道溝槽，4000Α開設(shè)6道溝槽。以上開槽數(shù)為推薦數(shù)據(jù)，實際應用時結(jié)合電壓等級等實際進行調(diào)整。
【權(quán)利要求】
1.一種固體絕緣開關(guān)設(shè)備的散熱裝置，其特征在于:包括一次導體，所述的一次導體外包覆有固體絕緣層，固體絕緣層外包覆有正六邊形蜂窩散熱器，正六邊形蜂窩散熱器上下端的固體絕緣層外緊密套裝有均壓環(huán)，均壓環(huán)與正六邊形蜂窩散熱器緊密接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體絕緣開關(guān)設(shè)備的散熱裝置，其特征在于:所述的均壓環(huán)采用金屬導熱材料制成的金屬環(huán)，六邊形蜂窩散熱器也采用金屬導熱材料制成，金屬環(huán)與六邊形蜂窩散熱器接觸面為平面，其外壁及中心孔兩端均圓弧過渡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體絕緣開關(guān)設(shè)備的散熱裝置，其特征在于:所述的正六邊形蜂窩散熱器由若干個正六邊形蜂窩單元組合構(gòu)成筒體形，正六邊形蜂窩單元截面為正六邊形的柱狀筒體，正六邊形蜂窩單元軸線方向朝向整流板型蜂窩散熱器軸線方向垂直。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的固體絕緣開關(guān)設(shè)備的散熱裝置，其特征在于:所述的正六邊形蜂窩散熱單元的高度和其截面的正六邊形外接圓直徑比值一般為0.5?1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體絕緣開關(guān)設(shè)備的散熱裝置，其特征在于:所述的正六邊形蜂窩散熱器在大電流設(shè)備中應用時，外壁上還可設(shè)有傾斜且間隔分布的導流風槽。
【文檔編號】H02B1/56GK203983790SQ201420281129
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年5月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月27日
【發(fā)明者】楊柳 申請人:安徽明遠電力設(shè)備制造有限公司