專利名稱：汽體隔離的變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣體隔離的變壓器，其活性部件(鐵心和繞組)裝在配有散熱片的金屬殼體中。
這種氣體隔離的變壓器可從西德專利DE-PS843579中了解到。在那種情況下，結(jié)構(gòu)象鍋爐的殼體的外壁上設(shè)有散熱片，散熱片周圍裝著側(cè)板。殼體由一個鐘形蓋罩罩住，其內(nèi)裝有一電機。電機的傳動軸沿向上方向伸出蓋罩，并在其上裝有一個風(fēng)扇輪。電機運行時，冷卻空氣由下面從帶有散熱片的殼體外壁和側(cè)板之間向上吸起，加熱后再被吹出。因此這里是一種雙壁式殼體，其生產(chǎn)費用高，價格昂貴。
上述已知的變壓器的另一種發(fā)展形式是，風(fēng)扇輪也可以在殼體內(nèi)裝在向下方向伸出的軸上。這種情況下，散熱片制作成空心管狀，每個空心管都從頂部和底部伸入殼體中。電機運行時，殼體中的隔離氣體由下面沿著變壓器活性部件向上吸起，再向下通過空心管沿著殼體壓出。
本發(fā)明的目的是發(fā)展一種上述類型的變壓器，它避免了對氣態(tài)隔離介質(zhì)進(jìn)行強制通風(fēng)(循環(huán))，但能夠?qū)崿F(xiàn)充分地散熱。由于避免了強制通風(fēng)造成的附加費用，以及由此產(chǎn)生的噪音，因此本發(fā)明的變壓器也基本上可以安裝在建筑物內(nèi)而不會造成令人不能忍受的噪音。
本發(fā)明的目的通過權(quán)利要求1特征部分的特征來達(dá)到。
令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，只要將散熱片裝在變壓器的蓋罩上就能消除大約80%的廢熱。其余的廢熱通過其它殼體部件，尤其是殼體壁來消除。
按照本發(fā)明的一個優(yōu)越方案，是將非金屬的、傳熱性差的板件裝在殼體內(nèi)部，由此實現(xiàn)隔離氣體的循環(huán)或使之按強制循環(huán)方式促進(jìn)氣體的循環(huán)。
雖然從西德專利DE-PS972467可知道一種耐壓密封的氣體隔離式變壓器，其中散熱片裝在殼體上部區(qū)域的內(nèi)側(cè)和外側(cè)，但這是一種水平管狀的殼體，在其兩端用前端蓋封住、內(nèi)側(cè)的散熱片沿管的縱向安裝，外側(cè)的散熱片則環(huán)形地布置在垂直平面上，包圍整個管子。雖然這樣布置散熱片的效果很好，但由于生產(chǎn)這樣結(jié)構(gòu)的散熱片的費用和成本很高而使其價格昂貴。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)保證了具有與其相似的良好散熱效果，同時大大降低了成本費用。
本發(fā)明的其它優(yōu)點示于從屬權(quán)利要求中，并通過在附圖中示出的實施例對本發(fā)明進(jìn)行描述。


圖1是本發(fā)明的變壓器從寬側(cè)看的縱向截面圖。
圖2是從端面看的變壓器截面圖。
圖3是圖1和2的變壓器的變型，它有一個用于殼體的鑄件結(jié)構(gòu)的蓋罩和一個變壓器鐵心的隔音的支承件。
圖4是本發(fā)明另一種變形的外觀視圖。
圖5是具有基本為矩形殼體的變壓器蓋罩的頂視圖。
圖6是本發(fā)明的變壓器另一種變型的縱側(cè)視圖，它有一個遮住蓋罩上的散熱片的遮陽頂。
圖7是圖6的變壓器的端面視圖。
圖8至11是另一些實施例具有內(nèi)散熱片和/或外散熱片的蓋罩的視圖。
在圖1中，標(biāo)號1是三相變壓器的框形鐵心，變壓器中支承著含有高壓繞組和低壓繞組的三繞組系統(tǒng)2。鐵心1和繞組系統(tǒng)2裝在殼體3中。殼體3有底板4、周壁5和蓋罩6，鐵心1與繞組系統(tǒng)2一起支承在或必要時固定在底板4上。
殼體3的底板4和周壁5相互氣密地連接起來，最好是焊接在一起。蓋罩6可用螺紋連接裝在一突緣上，突緣可指向內(nèi)側(cè)或外側(cè)，例如位于周壁5的上部。通過插入合適的密封件，例如橡膠密封件或彈性塑料密封件，將蓋罩邊緣放在或通過螺紋連接在該突緣上。尤其在采用內(nèi)突緣時，可在內(nèi)突緣中設(shè)置盲孔，孔中旋入固定螺釘將蓋罩6氣密地裝在突緣上。
但是，蓋罩6也可以緊緊地與周壁5的上部焊在一起，這也是本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例。
根據(jù)本發(fā)明，蓋罩6內(nèi)側(cè)7上設(shè)有散熱片8，其外側(cè)9設(shè)有散熱片10。散熱片8、10的高度為殼體3高度H的10%～20%左右，特別地，為12%～15%。相鄰散熱片8、10之間的間距A近似為其高度h的1/3～1/6，特別地，為1/4～1/5。內(nèi)散熱片8的間距A最好小于外散熱片10的間距A，請參見圖11。
最好的是，或至少蓋罩6由與鋼材料相比其熱傳導(dǎo)性良好的材料構(gòu)成，例如鋁，鋁合金(如AlsiMg)或者銅或銅合金。這樣，例如與鋼結(jié)構(gòu)的蓋罩相比，其散熱能力可增加3倍至6倍。蓋罩6和散熱片8、10可以由各單個部件組成，例如由板11和彎成U形的薄金屬件12組成(比較圖8～11)，或者也可以將這些部件11、8和10做成整體鑄件，如圖3所示。
殼體3的周壁5以及底板4(可能時)也可以由鋁或鋁合金、銅或銅合金，尤其是鋁銅合金構(gòu)成。但是出于制造原因，一般地，底板4由耐壓鋼板制作。
為了使散熱效果更好，在蓋罩6、蓋罩6的外側(cè)9上的散熱片10，以及可能時也在蓋罩6內(nèi)側(cè)7上的散熱片8的表面上涂上促進(jìn)熱輻射的涂層，尤其是涂黑深層或物質(zhì)。
當(dāng)蓋罩6是用鋁制作的時，可以對該蓋進(jìn)行陽極氧化(或電鍍)處理，相應(yīng)地使其表面涂覆著色。
從頂視圖看，殼體3的截面最好是圓形的，或者至少近似地與鐵心1的形狀相配，因此最好為矩形或橢圓形。在后一種情況下，殼體3的縱側(cè)13可以做成直的，端面14例如可以有一個半圓形狀。繞組系統(tǒng)2的進(jìn)線端15和出線端16設(shè)在周壁5上，最好設(shè)在相對的縱側(cè)壁13上，如圖4～6所示。
底板的內(nèi)側(cè)17上固定著一個U形軌18，由鐵心1下部的支腳19將鐵心1支承在或固定在U形軌18中。為了避免將鐵心1的噪音傳給殼體3，或者至少使噪音大大地衰減，鐵心1的支腳19和U形軌18之間最好插入(墊上)橡膠襯墊20，其形狀也最好為U形狀。
為了使隔離氣體，尤其是被加壓到1500～3000百帕斯卡的隔離氣體(尤其是六氟化硫氣體)產(chǎn)生如強制循環(huán)那樣的氣體循環(huán)，從而更好地散熱，則將豎直立著的傳熱性差的板件，尤其是非金屬的絕緣導(dǎo)向板21布置在殼體3內(nèi)，且至少布置在鐵心1的兩個相對的側(cè)面上，與變壓器的活性部件1、2之間，殼體3的內(nèi)側(cè)22之間以及與底板4和蓋罩6之間都留有間距。導(dǎo)向板21最好采用電絕緣用的壓制板，或合適的合成材料，如纖維加強的環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂或聚氨基甲酸(乙)酯樹脂。鐵心1特別地選用復(fù)式鐵心(多支腳鐵心)15，如三支腳殼型鐵心。至少蓋罩6的內(nèi)散熱片8(必要時也包括外散熱片10)最好布置得與鐵心1的縱向平面L-L相垂直，而導(dǎo)向板21則布置得與縱向平面L-L相平行，從而實現(xiàn)向內(nèi)散熱片8良好地傳熱。
周壁5最好采用平滑材料制作，例如做成相應(yīng)形狀的金屬板。為了加強周壁15，可將豎直立著的加固件24(其形狀例如可為U形軌或類似形狀)布置在周壁5的外側(cè)23上(參見圖2、4、6或7)，這些U形軌由其一邊腳25固定在外側(cè)23上或周壁5上。
按照圖2、3、6和7，加固件24最好通過其在底板4上的支承邊腳25也固定到底板4的下側(cè)26上。按照本發(fā)明，這些加固件24也用于變壓器從底部的通風(fēng)，形成距底板有足夠的距離。
根據(jù)本發(fā)明，對于在戶外建立或使用變壓器1.2時，可以在外散熱片10上方相隔一定間距處設(shè)置一遮陽頂27，該遮陽頂27最好做成船形，因此其縱向截面呈伸長的U形(弓狀)，其支腳28以一間距圍住兩端的散熱片10.1和10.2。
外散熱片10比內(nèi)散熱片8長也是有優(yōu)點的，如圖2、8和10所示。此外，外散熱片10沿蓋罩6延伸的總長度X也最好大于內(nèi)散熱片8的總長度Y，如圖8、9、10和11所示。
根據(jù)本發(fā)明的另一個有優(yōu)點的發(fā)展結(jié)構(gòu)，繞組系統(tǒng)2，尤其是高壓繞組，做成豎直立著的圓柱形線圈，這意味著，各個繞組層或繞組組之間保留預(yù)定的間隙。隔離氣體可以流過這樣形成的圓柱形通道，所以這種結(jié)構(gòu)上的發(fā)展也改善了散熱。
此外，繞組系統(tǒng)2的支承件也與鐵心1有一定距離，這樣在這些區(qū)域中也形成基本上是圓柱形的通道，隔離氣體則可流過這些通道。這種結(jié)構(gòu)的發(fā)展也使鐵心支腳區(qū)域的散熱進(jìn)一步完善。
即使本發(fā)明的氣體隔離的變壓器最好作為戶外變壓器使用，但由于通過蓋罩而使散熱能力加強和噪音的降低，以及避免了外部通風(fēng)產(chǎn)生的外部噪音或類似噪音，這種變壓器也特別適合在戶內(nèi)使用。
最好采用諸如六氟化硫氣體等負(fù)電性氣體作為氣態(tài)隔離介質(zhì)，但使用如氮氣等惰性氣體也是有優(yōu)點的。
權(quán)利要求
1.一種氣體隔離的變壓器，其活性部件(鐵心和繞組)裝在配有散熱片的金屬殼體中，其特征在于，殼體3包括一個底板4、一個與底板4緊密連接的周壁5和一個氣密安裝的蓋罩6，散熱片8、10只在蓋罩6上設(shè)置，具體地是設(shè)在蓋罩6的內(nèi)側(cè)7和外側(cè)9上。
2.按照權(quán)利要求1的變壓器，其特征在于，蓋罩6由熱傳導(dǎo)性極好的材料構(gòu)成，如由鋁、銅或這些材料的合金構(gòu)成。
3.按照權(quán)利要求1的變壓器，其特征在于，殼體3的周壁5以及可能時連同底板4也由鋁或鋁合金，尤其是鋁銅合金構(gòu)成。
4.按照權(quán)利要求1至3中的任一個的變壓器，其特征在于，底板4的內(nèi)側(cè)上裝有一個U形軌18，鐵心1通過其下部支腳19支持或固定在U形軌18中，可能時最好在支腳19和U形軌18之間設(shè)置一個橡膠襯墊20。
5.按照權(quán)利要求1至4中的任一個的變壓器，其特征在于，至少在鐵心1的兩個相對的側(cè)面上設(shè)置豎直立差的導(dǎo)熱性著的板件21，且板件21與變壓器的活性部件1、2之間、與周壁5的內(nèi)側(cè)22之間以及與底板4和蓋罩6之間都留有一間距。
6.按照權(quán)利要求1至5中的任一個的變壓器，其特征在于，至少蓋罩6的內(nèi)散熱片8布置得與縱向平面L-L相垂直，導(dǎo)向板21布置得與鐵心1的縱向平面L-L相平行。
7.按照權(quán)利要求1至6中的任一個的變壓器，其特征在于，外散熱片10比內(nèi)散熱片8長。
8.按照權(quán)利要求1至7中的任一個的變壓器，其特征在于，外散熱片10的縱向總長度X大于內(nèi)散熱片8的縱向總長度Y。
9.按照權(quán)利要求1至8中的任一個的變壓器，其特征在于，蓋罩6外側(cè)9上的相鄰散熱片10之間的間距A大于蓋罩6內(nèi)側(cè)7上的相鄰散熱片8之間的間距A。
10.按照權(quán)利要求1至9中任一個的變壓器，其特征在于，散熱片8、10的高度h近似為殼體3高度H的10%～20%。
11.按照權(quán)利要求1至10的任一個的變壓器，其特征在于，散熱片8、10相互間的間距A近似為其高度h的1/3～1/6。
12.按照權(quán)利要求1至11的任一個的變壓器，其特征在于，至少其高壓繞組2做成豎立著的圓柱形線圈，各個繞組層相互之間有一間距，隔離氣體可以流過如此形成的通道，此外高壓繞組2的支承件布置得與鐵心1有一距離，隔離氣體也能流過這樣形成的通道。
全文摘要
一種改進(jìn)的氣體隔離式變壓器，其活性部件(鐵心和繞組)裝在配有散熱片的金屬殼體中，它避免了氣態(tài)隔離介質(zhì)的強制通風(fēng)循環(huán)，但能實現(xiàn)充分的散熱。這是由改進(jìn)變壓器的結(jié)構(gòu)而實現(xiàn)的。其殼體3包含底板4，周壁5和氣密安裝的蓋罩6。散熱片8、10只設(shè)置在蓋6上，具體地是設(shè)置在蓋6的內(nèi)側(cè)7和外側(cè)9上。
文檔編號H01F27/20GK1047164SQ90102448
公開日1990年11月21日 申請日期1990年4月28日 優(yōu)先權(quán)日1989年4月29日
發(fā)明者馬克斯·霍克勒, 漢斯·福格特 申請人:Mwb傳感器制造股份公司