一种油浸空心绝缘筒试验电抗器的制作方法

1.本实用新型涉及高压电器领域，特别是一种油浸空心绝缘筒试验电抗器。


背景技术：

2.试验电抗器是用于高电压现场试验中补偿容性负载电流或与容性负载发生串联谐振，以达到试验电压之要求。其目的是减少电源无功功率的出力。
3.试验电抗器具有可移动性和短时周期工作制的特点。
4.在许多现场试验工况下，选择油浸空心绝缘筒电抗器可能是一个最佳方案。
5.在短时周期工作下，例如对多台电力设备作交流耐压试验，其耐压试验持续时间为一小时，断电后试验电抗器需经过一段时间的散热冷却，待温度降到允许值后，继续下一台设备的试验，如此往复。冷却散热时间的长短直接决定了整体任务的完成时限，这对电力设备利用率和供电及时性是十分重要的。
6.油浸空心绝缘筒电抗器的外壳是由玻璃钢制成的，它良好绝缘性能可承受电抗器的高工作电压。然而玻璃钢具有不良的传热特性，使得电抗器对大气散热极为缓慢。试验电抗器通电产生热量的速度，远大于玻璃钢外壳对大气的散热速度，使得电器内温度持续上升。经过持续时间为一小时的耐压试验，电抗器内部温度接近极限工作温度。而由于断电后的散热较为缓慢，需要较长冷却时间才能降到再次工作的允许温度。
7.因鉴于此，特提出本实用新型。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的在于提供一种油浸空心绝缘筒试验电抗器，能够提升电抗器的散热性能。
9.为解决上述问题，本实用新型实施例提供一种油浸空心绝缘筒试验电抗器，包括：
10.电抗器外壳，所述电抗器外壳内设有电感线圈；所述电感线圈外包覆有绝缘油；所述电抗器外壳包括玻璃钢圆筒以及与所述玻璃钢圆筒上下两端分别连接的上端盖板和下端盖板；
11.与所述电抗器外壳固定连接的非磁性热管；所述非磁性热管包括蒸发段、绝热段和冷凝段；其中，所述蒸发段浸没在所述绝缘油中，所述冷凝段垂直于所述上端盖板固定并延伸至所述上端盖板外侧；
12.所述非磁性热管包括多个，多个非磁性热管的蒸发段沿着所述玻璃钢圆筒的直径间隔排列，冷凝段在所述玻璃钢圆筒的中垂面两侧交替排列。
13.可选的，所述冷凝段外部自上而下设有多个环状翅片。
14.可选的，所述非磁性热管的冷凝段的管径大于所述蒸发段的管径。
15.可选的，所述玻璃钢圆筒内还设有绝缘支撑管和绝缘垫板，所述电感线圈固定在所述绝缘支撑管上，所述电感线圈和所述绝缘支撑管固定在所述绝缘垫板上，所述绝缘垫板与所述下端盖板固定连接。
16.可选的，所述非磁性热管内部包括具有毛细结构的吸液管芯，所述吸液管芯内通有用于受热蒸发工作液，以便将所述蒸发段的热量传导至所述冷凝段。
17.可选的，所述蒸发段的轴向与水平面呈5
°
下倾角。
18.可选的，所述非磁性热管蒸发段与电感线圈上端面保持一定距离。
19.与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：通过非磁性热管，将电感线圈的热量通过包覆在其外部的绝缘油传导给非磁性热管，进而传导至电抗器外壳外部的大气中进行快速的散热。同时，多个热管的冷凝段在玻璃钢圆筒的中垂面两侧交替排列，使得相邻两组热管之间具有较大的换热空间，提升了散热效率。
附图说明
20.图1为本实用新型实施例提供的一种油浸空心绝缘筒试验电抗器的主剖结构示意图；
21.图2为本实用新型实施例提供的一种油浸空心绝缘筒试验电抗器的俯视结构示意图；
22.图3为非磁性热管的结构示意图。
具体实施方式
23.下面将参考附图中示出的若干示例性实施方式来描述本实用新型的原理和精神。应当理解，描述这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本实用新型，而并非以任何方式限制本实用新型的范围。
24.请参考图1、2、3，本实用新型实施例提供一种油浸空心绝缘筒试验电抗器，包括玻璃钢圆筒1-1，玻璃钢圆筒1-3的上下两端分别固定连接上端盖板 1-2和下端盖板1-3从而形成容腔，容腔内设置空心圆柱电感线圈1-10，并填充有绝缘油1-13。上端盖板1-2上固定数根非磁性热管2。
25.空心圆柱电感线圈1-10固定在绝缘支撑管1-12外面。通过螺钉1-9将空心圆柱电感线圈1-10和绝缘支撑管1-12固定在绝缘垫板1-7上。通过螺钉1-8将绝缘垫板1-7固定在下端盖板1-3上。通过上接线端子1-14和下接线端子1-11 将空心圆柱电感线圈1-10连接到外部电路。
26.通过上密封圈1-5和下密封圈1-15分别将上端盖板1-2和下端盖板1-3与玻璃钢圆筒1-1密封连接。玻璃钢圆筒1-1的上下两端分别沿着径向向外延伸，从而在延伸部分通过上螺钉1-6和下螺钉1-4分别将上端盖板1-2和下端盖板 1-3固定在玻璃钢圆筒1-1上。通过粘接将数根长短不一的l型非磁性热管2 的绝热段2-6固定在上端盖板1-2上，各热管的蒸发段2-5沿着玻璃钢圆筒1-1 的直径方向排列，大体上呈相互平行地浸没在绝缘油1-13中，各热管的冷凝段 2-7垂直固定在上端盖板1-2上，相邻热管的冷凝段2-7在玻璃钢圆筒1-1中垂面的两侧交替排列，实现交叉布置(结合图2)，这样相邻的冷凝段2-7不会靠的太近，留出足够的空间与大气换热，提升了散热效率。如前文叙述，非磁性热管2的长短不一，更靠近玻璃钢圆筒1-1外侧的非磁性热管2的蒸发段长度更短，更靠近玻璃钢圆筒1-1内侧的非磁性热管2的蒸发段长度更长，这样可以更充分利用玻璃钢圆筒1-1内部的空间。此外，通过计算，可以合理选择空心圆柱电感线圈1-10上端与非磁性热管2的蒸发段2-5的距离h，使得磁
场对非磁性热管2产生的附加涡流热量可以忽略。另外，如前文叙述，空心圆柱电感线圈1-10可以通过螺钉和绝缘垫板1-7连接，绝缘垫板1-7又可通过螺钉和下端盖板1-3连接，所以可以通过更换不同高度的绝缘垫板1-7来实现空心圆柱电感线圈1-10上端与非磁性热管2的蒸发段2-5的距离之间的距离调节，从而调整到使得磁场对非磁性热管2产生的附加涡流热量可以忽略的程度。
27.绝缘油1-13的高度应没过非磁性热管2的蒸发段2-5，以便空心圆柱电感线圈1-10产生的热量通过绝缘油1-13充分地传递给非磁性热管2。非磁性热管 2具有极好传热性，从而可以将空心圆柱电感线圈1-10产生的热量进行传导。
28.粘接在上端盖板1-2上的数根长短不一的l型非磁性热管2，可以将空心圆柱电感线圈1-10产生的热量通过绝缘油1-13迅速传导给周围大气。内部绝缘油1-13的温度达到某个数值时，非磁性热管2的传热功效可以部分抵消或全部抵消空心圆柱电感线圈1-10所产生热量，使得绝缘油1-13温度升速减缓或达到热平衡。电抗器断电后，通过非磁性热管2的良好传热特性，能够迅速将绝缘油1-13的热量传导给周围大气，大大缩减了冷却时间，在较短的时间内电抗器温度降到可再次工作的温度。
29.由于热管具有高效的热传导作用，带热管的油浸空心绝缘筒试验电抗器可以降低运行温升，减小金属导体的电阻温度效应，从而减少了有功损耗，达到节能减排的效果。
30.热管具有热传输量大，没有主动元件，本身不耗电，运行成本低，重量轻且构造简单，容易加工，耐用，寿命长的特点。
31.如图3所示，非磁性热管2包括非磁金属(如铜、铝等)的管壳2-1、管壳2-1内的吸液管芯2-2和蒸汽腔2-3、冷凝段2-7外的翅片2-4。在蒸发段2-5 的管壳2-1内壁设有内部为空腔的吸液管芯2-2，吸液管芯2-2紧贴管壳2-1的内壁，吸液管芯2-2为多孔毛细结构。热管管壳2-1内抽真空，将管壳2-1内的空气和其他杂物排除，然后在吸液管芯2-2内装有去离子水作为工作液。
32.热管2轴向分为三段，依次分别为蒸发段2-5、绝热段2-6和冷凝段2-7(长度区间分别为图3中标注的l1、l0、l2)。蒸发段2-5轴向与水平面呈5
°
下倾角，便于工作液流到蒸发段2-5的端面。为增加冷凝段2-7与周围大气换热效率，在冷凝段2-7上布置许多圆环翅片2-4。绝热段2-6为一个变直径的过度管。
33.为增加冷凝段2-7散热面积，选择直径较蒸发段更大些管壳(即φ2大于φ1)。这样也缩短了冷凝段2-7的长度，为起吊运输提供了方便。
34.非磁性热管2的蒸发段2-5位于绝缘油1-13中，非磁性热管2的冷凝段2-7 位于上端盖板1-2之上的大气中。非磁性热管2蒸发段2-5受热时，吸液管芯 2-2内的工作液受热蒸发，工作液在蒸发段2-5的液-气分界面上蒸发变成蒸汽状态，蒸汽在蒸汽压的作用下通过蒸汽腔2-3流向非磁性热管2的冷凝段2-7，蒸汽在冷凝段2-7上凝结成液体，同时放出热量，热量通过吸液管芯2-2、非磁性热管2的冷凝段2-7管壁及翅片传给周围空气；凝结成液体工作液沿冷凝段 2-7的管壁流落到绝热段2-6的吸液管芯2-2，受毛细力的作用工作液流回到蒸发段2-5。如此往复循环，热量从非磁性热管2的蒸发段2-5传到端冷凝段2-7，将绝缘油的热量传导至周围大气，达到散热降温的目的。
35.本文中应用了具体个例对实用新型构思进行了详细阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在
不脱离该实用新型构思的前提下，所做的任何显而易见的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本实用新型的保护范围之内。