一种带散热装置的直流分压器的制作方法

本发明涉及一种直流分压器，具体涉及一种带散热装置的直流分压器。

背景技术：

现有的直流换流站的直流分压器的发热元件产生的热量随着绝缘介质汇集到空心绝缘子内部的上端，使得直流分压器空心绝缘子内部上端和下端出现较大的温度梯度，根据电压等级，这种温差可达20K或30K以上。

潮湿环境条件下的直流分压器内部上端和下端之间存在较大的温度梯度，空心绝缘子外侧上部外表面，因绝缘子内部温度较高，导致空心绝缘子上端外侧容易出现相对干燥的状态，而空心绝缘子外侧下部外表面容易出现相对湿润的状态。在直流电场作用下，绝缘子表面不仅较交流电场作用更容易出现污秽，且污秽状态更严重。表面污秽物的存在，加上外表面潮湿状态，造成空心绝缘子外表面的表面分布电阻不均匀，导致绝缘子上下电位分布不均匀，造成上部的电场强度增加，下部的电场强度减少；会发生闪络现象，严重时导致击穿现象的发生。由于空心绝缘子内部的电位分布受电阻分压器强制均匀分布限制，外表面的表面分布电阻不均匀还有可能造成空心绝缘子内外壁之间出现极高的电位差，一旦发生击穿，整个空心绝缘子可能出现永久性损坏。

技术实现要素：

为克服上述缺陷，本发明提供了一种带散热装置的直流分压器，使用热交换的方式将直流分压器内部的热量散发出去，保证直流分压器的稳定运行，提高直流分压器的精度和稳定性，提高直流分压器在污秽和潮湿环境下的绝缘性 能。

为实现上述目的，本发明的具体技术方案如下：

一种带散热装置的直流分压器，所述直流分压器包括：同轴心由内向外依次设置的环氧桶(5)和空心绝缘子(3)；设于所述环氧桶(5)内的分压电阻器(1)和均压电容器(2)；所述环氧桶(5)的上端同轴心设置包括换热片(8)、热管(9)和圆桶(10)的涡旋换热器(7)。

所述热管(9)与空心绝缘子(3)的顶部外侧相连，其上设有相互间隔一定距离的换热片(8)；所述圆桶(10)与所述空心绝缘子(3)的顶部内侧相连，且桶壁设有气体交换孔。

所述圆桶(10)的一端为外翻的夹紧边，所述夹紧边上设有固定孔，螺栓通过固定孔将圆桶(10)安装在空心绝缘子(3)的顶部内侧；

所述圆桶(10)的内部设有涡旋形的叶片(11)。

所述环氧桶(5)的顶端与圆桶(10)相连，底端与底座相连，所述底座上设有底座风道；

所述环氧桶(5)由环氧桶单元构成，所述环氧桶单元通过级间均压环相连；相邻的环氧桶单元之间设置内风道。

所述环氧桶单元的内壁设有分压电阻器(1)及与分压电阻器(1)并联的均压电容器(2)，所述环氧桶单元之间的分压电阻器(1)串联。

所述环氧桶单元的外壁设有分压电阻器(1)及与分压电阻器(1)并联的均压电容器(2)，所述环氧桶单元之间的分压电阻器(1)串联。

所述空心绝缘子(3)和环氧桶(5)的内部填充绝缘气体，绝缘气体通过气体交换孔和底座风道在空心绝缘子(3)和环氧桶(5)之间流通；所述绝缘 气体为SF₆气体，SF₆气体的压力为0.2～0.5MPa。

所述空心绝缘子(3)为特高压有机硅橡胶空心套管，套管外设置有绝缘伞裙。

与最接近的现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1)本发明采用热交换方式，高效的散发直流分压器内部的热量，保证直流分压器的稳定运行。

2)本发明采用多热管散热器，换热片按照涡旋设计，增加热接触面积，以及产生涡流效应，提高热交换效率。

3)本发明在顶部法兰盖板外面设计大容量的多热管散热器，实现固体和气体之间热交换，将分压器内部热量高效的向外部空间散发出去。

附图说明

图1为带涡旋换热器的直流分压器结构示意图。

图2为涡旋换热器正视图。

图3为涡旋换热器俯视图。

图4为涡旋换热器仰视图。

其中，1-分压电阻器；2-均压电容器；3-空心绝缘子；4-外气室；5-环氧桶；6-内气室；7-涡旋换热器；8-换热片；9-热管；10-圆桶；11-叶片；。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明：

图1为本发明提供一种带散热装置的直流分压器的结构示意图，直流分压器包括：分压电阻器1、均压电容器2、空心绝缘子3和环氧桶5；直流分压器 顶部设有涡旋换热器7，如图2所示，涡旋换热器7包括：换热片8、热管9和圆桶10。空心绝缘子3的顶部外侧设有与空心绝缘子3垂直相连的热管9，热管9上设有相互间隔一定距离的换热片8；空心绝缘子3的顶部内侧设有圆桶10且开口向下，圆桶10的桶壁设有气体交换孔。圆桶10的一端为外翻的夹紧边，夹紧边上设有固定孔，螺栓通过固定孔将圆桶10安装在空心绝缘子3的顶部内侧；圆桶10的内部设有涡旋形的叶片11。

空心绝缘子3内设有环氧桶5，空心绝缘子3与环氧桶5同轴布置；环氧桶5与空心绝缘子3围成的空间为外气室4，环氧桶5内的空间为内气室6；环氧桶5的顶端与圆桶10相连，底端与底座相连，底座上设有底座风道；环氧桶5由环氧桶单元构成，环氧桶单元通过级间均压环相连；相邻的环氧桶单元之间设置内风道。环氧桶单元的内壁安装有分压电阻器1和均压电容器2，分压电阻器，1与均压电容器2并联，环氧桶单元之间的分压电阻器1串联。

如图1所述，直流分压器正常运行时，分压电阻器1发热，其产生的热量将引发内气室6内绝缘气体的温度升高，绝缘气体上升；内气室6的底部形成低气压区。上升的绝缘气体将热量带至环氧桶5的顶部，绝缘气体所携带的热量经叶片11传导至空心绝缘子3外部的换热片8和热管9上，经换热片8和热管9向外部散发热量。

分压电阻器1发热，内气室6和外气室4存在温度差，内气室6内的绝缘气体向上至环氧桶5顶部，经气体交换孔向外气室4扩散，外气室4形成顶部形成高气压区，在内气室6和外气室4的上下部位会形成气压差，绝缘气体在外气室4内向下回到直流分压器底部的低气压区，经过底座风道进入环氧桶5的底部；再次携带分压电阻器1产生的热量上升至环氧桶5的顶部，致使绝缘气体产生上下循环，可以使直流分压器的垂直方向上的温度差减小，降低绝缘 子的内部上端和下端温度梯度达到均衡直流分压器内部温度梯度分布的目的。

均压电容器可视为无损耗元件，可以根据空心绝缘子内部空间与结构，安装在环氧桶的内侧或外侧。

图3为涡旋换热器俯视图；换热片8分层与热管9相连，换热片8上交错分布了大量散热孔，提高热交换面积，方面在静止空气中散热。

图4为涡旋换热器仰视图；叶片11按照涡旋设计，多个叶片11螺旋排列，增大接触面积，产生涡流效应，将分压器内部热量高效的向外散发出去，实现固体--气体之间热交换。

需要声明的是，本发明内容及具体实施方式意在证明本发明所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员在本发明的精神和原理启发下，可作各种修改、等同替换、或改进。但这些变更或修改均在申请待批的保护范围内。