CN106253102A - 气体绝缘开关柜、开关柜气箱及气箱的传热系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种气体绝缘开关柜、开关柜气箱及气箱的传热系统。所述开关柜气箱包括热管，所述热管的一端用于吸收热量而形成热端，热管热端设有吸热器，该吸热器靠近但与电气元件保持相应绝缘距离，以最大限度的吸收电气元件产生的热量，热管另一端固定在所述密封板的一侧上以将热量传递至密封板上而形成冷端，所述密封板的另一侧设有散热装置，所述热管冷端和散热装置对应设置在所述密封板的两侧，所述气箱还包括用于固定所述热管冷端位置的固定结构。本发明的气体绝缘开关柜及其气箱和传热系统能够将电气元件产生的热量快速地传递到箱体外部。
Description
技术领域
本发明涉及一种气体绝缘开关柜、开关柜气箱及气箱的传热系统。
背景技术
与空气绝缘开关柜相比，气体绝缘开关柜具有占地面积小、绝缘性能良好、密封性能良好、可靠性高、免维护、不受环境影响等优点，近年来逐渐被用户接受。但是相对于同等级的空气绝缘开关柜，气体绝缘开关柜因其一次主回路密封于密闭气箱内，气箱内的热量只能通过气箱壁散发到气箱外部空气中，这种散热方式相比空气绝缘开关柜发热元件的直接自然对流散热方式而言，其散热效果相差甚远。造成了气体绝缘开关柜气箱内一次主回路元件温升很容易超标，过高的温升会加速气箱内绝缘材料的老化进而降低绝缘性能，影响开关设备的可靠性和安全性。因此如何将气体绝缘开关柜气箱内部一次回路产生的热量高效快速地传递到气箱外部是目前气体绝缘开关柜技术领域的难题之一。
针对上述散热问题，国内外同类产品一般采用在气箱壁内面和外面同时加装散热器的方案来进行散热，但由于气箱内部空间限制，内面加装的散热其的尺寸受限，并不能快速有效的吸收气箱内电气元件的热量，这种散热方案存在散热效率低，整体质量偏重等缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种气体绝缘开关柜、开关柜气箱及气箱的传热系统，以将电气元件产生的热量快速地传递到箱体外部。
为实现上述目的，本发明气箱的传热系统的技术方案是：一种气箱的传热系统，包括用于密封气箱装配孔的密封板，所述气箱的传热系统还包括至少一个热管，所述热管的一端用于吸收热量而形成热端，热管热端设有用于靠近但不接触电气元件以吸收电气元件产生的热量的吸热器，热管另一端固定在所述密封板的一侧上以将热量传递至密封板上而形成冷端，所述密封板的另一侧设有散热装置，所述热管冷端和散热装置对应设置在所述密封板的两侧，所述气箱的传热系统还包括用于固定所述热管冷端位置的固定结构。
本发明开关柜气箱的技术方案是：一种开关柜气箱，包括箱体和箱体内的电气元件，所述箱体上设有用于密封气箱装配孔的密封板，所述箱体内设有至少一个热管，所述热管的一端用于吸收热量而形成热端，热管热端设有用于靠近但不接触电气元件以吸收电气元件产生的热量的吸热器，热管另一端固定在所述密封板的内侧上以将热量传递至密封板上而形成冷端，所述密封板的另一侧上设有散热装置，所述热管冷端和散热装置对应设置在所述密封板的两侧，所述箱体内还设有用于固定所述热管冷端位置的固定结构。
本发明气体绝缘开关柜的技术方案是：一种气体绝缘开关柜，包括开关柜气箱，所述箱体上设有用于密封气箱装配孔的密封板，所述箱体内设有至少一个热管，所述热管的一端用于吸收热量而形成热端，热管热端设有用于靠近但不接触电气元件以吸收电气元件产生的热量的吸热器，热管另一端固定在所述密封板的内侧上以将热量传递至密封板上而形成冷端，所述热管热端设有吸热器，所述密封板的另一侧上设有散热装置，所述热管冷端和散热装置对应设置在所述密封板的两侧，所述箱体内还设有用于固定所述热管冷端位置的固定结构。
本发明的有益效果是：使用时，将热管热端的吸热器放置在电气元件附近，在保证绝缘距离的前提下尽量靠近电气元件，将热管的冷端安装在密封板一侧上，热管的热端处设置的吸热器能够吸收电气元件产生的热量，通过管内介质将热量传递至热管的冷端，热管冷端将热量传递给密封板，利用热管的高导热性能快速地将电气元件产生的热量传至密封板上，密封板另一侧的散热装置用于释放密封板上的热量。热管冷端和散热装置对应设置在密封板的两侧，是为了保证热流路径最短，传热效率最大化。本发明的传热系统避免了电气元件产生的热量不能得到及时地释放而导致电气元件绝缘失效，影响开关柜的安全性。整个传热装置均在气箱内进行，通过密封板进行导热，保证了气体绝缘开关柜气箱的密封性能。
附图说明
图1为本发明气箱的传热系统实施例中热管的示意图；
图2为本发明气箱的传热系统实施例的示意图；
图3为图2的俯视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明的气箱的传热系统的具体实施例，如图1至图3所示，其中，1为热管，2为吸热器，3为固定块，4为密封铝板，5为散热器。
图示热管1的左端为热管的热端，热端安装有吸热器2，另一端为热管的冷端。使用时，在满足绝缘距离的前提下，吸热器2尽可能的靠近气体绝缘开关柜气箱内的电气元件，使吸热器2能够快速将电气元件产生的热量吸收，电气元件释放的热量尽可能少的释放到气箱内。吸热器2上安装有多个传热片，安装传热片时，调整传热片的位置，使传热片的放置方向与电气元件附近气流流动方向一致，使吸热器2更高效地从附近的高温气体中吸收热量。吸热器2与热管1的热端的连接方式可以为过盈配合连接或采用压板并用螺钉等结构固定连接。热管1的另一端连接有固定块3，热管1与固定块3的连接方式可以为过盈配合连接或采用压板将热管1固定在固定块3上，固定块3通过螺钉连接等连接方式固定在密封铝板4上。由图中可以看出，热管1的冷端高于热端，在使用时能够使热管内的导热介质在冷凝后快速的返回热端。使用时，热管冷端的形状、冷端与密封铝板4的接触面积根据实际情况进行调整，如将热管冷端向上折弯，使热管冷端与密封铝板4的接触面积增大以提高传热效率。
本实施例中，密封铝板4的左侧即为气箱内部，右侧即为气箱外部。密封铝板4的外侧与热管1的冷端对应的位置上安装有散热器5，散热器5的位置和热管1的冷端对应，以保证热流的传输路径最短，传热效率最大化。散热器5上安装有多个散热翅片，散热翅片竖直放置，提高散热器与空气的热交换效率。
密封铝板4对对气箱单元的装配孔进行密封，保证气箱的密封性能，密封铝板4即为密封板，在其他实施例中，密封板的材质可以为其他材质，在选取材质时，选择导热效率高的材质。固定块4即为固定结构，散热器5即为散热装置，散热装置包括多个散热翅片，散热翅片竖直放置，能够提高散热装置与空气的热交换率。
热管是由管壳、吸液芯和端盖组成，热管内部被抽成负压状态，而且充入了适当的工作液体，这种液体沸点低，容易挥发，管壁有吸液芯，吸液芯由毛细多孔材料构成，当热管的热端受热时，热管中的液体迅速蒸发，蒸汽在微小的压力差下流向冷端，并且释放出热量，重新凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回热端，如此循环不止，热量便源源不断的由热管热端传至冷端。热管的导热系数是普通金属的数百倍乃至上千倍，它可以将大量的热量通过很小的截面积远距离的传输而无需外力。
本发明的气箱的传热系统利用热管的高导热特性，能够快速的将电气元件产生的热量传递至密封铝板4上，避免了电气元件产生的热量无法释放而导致绝缘失效甚至影响开关柜的安全性。同时，本发明中热量是通过密封铝板进行传递的，不需要考虑对传热系统的密封问题。
在本发明气箱的传热系统的其他实施例中，固定热管冷端位置的固定结构可以为其他的结构，如通过固定在密封板上的夹式结构固定热管冷端。
在本发明气箱的传热系统的其他实施例中，热管冷端和热端的高度可以进行调节，如热管的冷端与热管的热端高度一致甚至冷端低于热管。
本发明开关柜气箱的具体实施例，包括箱体和箱体内的电气元件，所述箱体上设有用于密封气箱装配孔的密封板，所述箱体内设有至少一个热管，所述热管的一端用于靠近但不接触电气元件以吸收电气元件产生的热量而形成热端，热管另一端固定在所述密封板的内侧上以将热量传递至密封板上而形成冷端，所述密封板的另一侧上设有散热装置，所述箱体内还设有用于固定所述热管冷端位置的固定结构。其中热管、密封板、固定结构和散热装置的结构和位置关系均与上述的气体绝缘开关柜的传热系统中的一致，其内容在此不再赘述。
本发明气体绝缘开关柜的具体实施例，包括开关柜气箱，其结构与上述的气体绝缘开关柜气箱一致，其内容在此不再赘述。
Claims (10)
1.一种气箱的传热系统，其特征在于：包括用于密封气箱装配孔的密封板，所述气箱的传热系统还包括至少一个热管，所述热管的一端用于吸收热量而形成热端，热管热端设有用于靠近但不接触电气元件以吸收电气元件产生的热量的吸热器，热管另一端固定在所述密封板的一侧上以将热量传递至密封板上而形成冷端，所述密封板的另一侧设有散热装置，所述热管冷端和散热装置对应设置在所述密封板的两侧，所述气箱的传热系统还包括用于固定所述热管冷端位置的固定结构。
2.根据权利要求1所述的气箱的传热系统，其特征在于：至少一个热管倾斜设置，热管冷端高于热管热端。
3.根据权利要求1所述的气箱的传热系统，其特征在于：所述吸热器包括多个传热片。
4.根据权利要求1-3任一项所述的气箱的传热系统，其特征在于：所述散热装置包括多个散热翅片，所述散热翅片竖直放置。
5.一种开关柜气箱，包括箱体和箱体内的电气元件，其特征在于：所述箱体上设有用于密封气箱装配孔的密封板，所述箱体内设有至少一个热管，所述热管的一端用于吸收热量而形成热端，热管热端设有用于靠近但不接触电气元件以吸收电气元件产生的热量的吸热器，热管另一端固定在所述密封板的内侧上以将热量传递至密封板上而形成冷端，所述密封板的另一侧上设有散热装置，所述热管冷端和散热装置对应设置在所述密封板的两侧，所述箱体内还设有用于固定所述热管冷端位置的固定结构。
6.根据权利要求5所述的开关柜气箱，其特征在于：至少一个热管倾斜设置，热管冷端高于热管热端。
7.根据权利要求5所述的开关柜气箱，其特征在于：所述吸热器包括多个传热片。
8.一种气体绝缘开关柜，包括开关柜气箱，所述开关柜气箱包括箱体和箱体内的电气元件，其特征在于：所述箱体上设有用于密封气箱装配孔的密封板，所述箱体内设有至少一个热管，所述热管的一端用于吸收热量而形成热端，热管热端设有用于靠近但不接触电气元件以吸收电气元件产生的热量的吸热器，热管另一端固定在所述密封板的内侧上以将热量传递至密封板上而形成冷端，所述热管热端设有吸热器，所述密封板的另一侧上设有散热装置，所述热管冷端和散热装置对应设置在所述密封板的两侧，所述箱体内还设有用于固定所述热管冷端位置的固定结构。
9.根据权利要求8所述的气体绝缘开关柜，其特征在于：至少一个热管倾斜设置，热管冷端高于热管热端。
10.根据权利要求8所述的气体绝缘开关柜，其特征在于：所述吸热器包括多个传热片。
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