穿壁套管散熱結構及使用該結構的開關設備制造技術

本發(fā)明專利技術涉及穿壁套管散熱結構及使用該結構的開關設備，特別是氣體絕緣金屬封閉開關設備和其氣箱高壓套管散熱結構。其中穿壁套管散熱結構包括固定在電氣設備側壁上的絕緣體和穿設在絕緣體內(nèi)的中心導體，絕緣體的軸向中部與電氣設備側壁之間設有導熱件，導熱件的兩端分別與絕緣體和電氣設備側壁熱連接。導熱件能夠將導體傳遞給絕緣體的熱量傳遞給電氣設備側壁，依靠電氣設備側壁實現(xiàn)了散熱，并且，中心導體與導熱件之間的絕緣能夠由絕緣體承擔，對絕緣性能要求低且易于實現(xiàn)，在保證散熱效果的同時，解決了現(xiàn)有的散熱結構對絕緣性能要求高的難題，同時使得電氣設備的結構更加緊湊，也能夠為電氣設備內(nèi)部讓出更多的空間。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及穿壁套管散熱結構及使用該結構的開關設備，特別是氣體絕緣金屬封閉開關設備和其氣箱高壓套管散熱結構。
技術介紹
氣體絕緣金屬封閉開關設備具備體積小巧，尺寸緊湊、免維護、高可靠、密封絕緣性能良好、不受外界環(huán)境因素影響等特點，因而在電力系統(tǒng)配電及高鐵配電站建設中得到大量應用。但氣體絕緣金屬封閉開關設備的一次導電主回路密封于一個封閉的氣箱內(nèi)，主導電回路發(fā)熱難以散發(fā)到外界大氣中，當電流上升到2500A及更高時，渦流發(fā)熱加劇，導電回路發(fā)熱加上渦流發(fā)熱使得開關柜內(nèi)溫度急劇升高，進而使絕緣材料老化降低絕緣性能，影響開關設備的整體安全運行，如何將大電流氣體絕緣金屬封閉開關設備內(nèi)的主回路及渦流產(chǎn)生的熱量及時高效散發(fā)到氣箱外大氣中成為亟待解決的難題。授權公告號為CN201514824U的專利文件中公開了一種高壓套管及包括此套管的高壓設備，其中高壓套管即為一種穿壁套管，使用時通過法蘭固定在電氣設備側壁上，并且使絕緣外殼通過法蘭與電氣設備側壁共同接地。穿壁套管包括作為絕緣體的中空絕緣體外殼，中空絕緣體外殼內(nèi)設有供電流通過的導體，形成中心導體，導體的端部伸出絕緣體形成延伸端部，延伸端部設有散熱器，散熱器包括由具有高導熱性的材料所制成的本體，形成散熱裝置。為了增強散熱效果，還可以在穿壁套管的導體上設置冠狀罩體，并在冠狀罩體與散熱器之間設置導熱管形成熱連接。上述導體延伸穿過絕緣體、散熱器和冠狀罩體，所以熱量可從導體傳遞到絕緣體、散熱器和冠狀罩體并傳遞到周圍環(huán)境中，形成穿壁套管散熱結構。但是，現(xiàn)有的上述穿壁套管散熱結構僅僅是增強了導體自身的散熱，對于穿壁套管兩端均需要封閉的電氣設備來說，熱量仍需要進一步向外部空間發(fā)散，整體散熱效果不理想。另外，上述結構需要使導體、絕緣體、散熱器以及冠狀罩體連接在一起，由于散熱器以及冠狀罩體徑向尺寸較大，因此需要占用很大的空間，并且對于高壓設備來說，會給絕緣性能帶來新的挑戰(zhàn)。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的目的是提供一種穿壁套管散熱結構及使用該結構的開關設備，在保證散熱效果的同時解決現(xiàn)有的散熱結構對絕緣性能要求高的問題。為實現(xiàn)上述目的，本專利技術中采用的技術方案是：穿壁套管散熱結構，包括固定在電氣設備側壁上的絕緣體和穿設在絕緣體內(nèi)的中心導體，絕緣體的軸向中部與電氣設備側壁之間設有導熱件，導熱件的兩端分別與絕緣體和電氣設備側壁熱連接。進一步地：所述導熱件包括設置在絕緣體上的導熱法蘭和連接在導熱法蘭與電氣設備側壁之間的導熱連接體。所述導熱法蘭靠近中心導體的一側嵌在絕緣體上，并且導熱法蘭靠近中心導體的一側設有沿穿壁套管軸向延伸的屏蔽翻邊。所述電氣設備側壁包括供穿壁套管固定的固定壁，還包括與所述固定壁垂直連接的散熱壁，所述導熱件沿著絕緣體的徑向延伸并連接在所述散熱壁上。所述散熱壁的外側面上設有散熱器。開關設備，包括封閉的氣室和設置在氣室上的穿壁套管散熱結構，穿壁套管散熱結構包括固定在氣室側壁上的絕緣體和穿設在絕緣體內(nèi)的中心導體，其特征在于：絕緣體的軸向中部與氣室側壁之間設有導熱件，導熱件的兩端分別與絕緣體和氣室側壁熱連接，氣室側壁與導熱件等電位連接。進一步地：所述導熱件包括設置在絕緣體上的導熱法蘭和連接在導熱法蘭與氣室側壁之間的導熱連接體。所述導熱法蘭靠近中心導體的一側嵌在絕緣體上，并且導熱法蘭靠近中心導體的一側設有沿穿壁套管軸向延伸的屏蔽翻邊。所述氣室側壁包括供穿壁套管固定的固定壁，還包括與所述固定壁垂直連接的散熱壁，所述導熱件沿著絕緣體的徑向延伸并連接在所述散熱壁上。所述散熱壁的外側面上設有散熱器。有益效果：本專利技術采用上述技術方案，絕緣體的軸向中部與電氣設備側壁之間設有導熱件，導熱件的兩端分別與絕緣體和電氣設備側壁熱連接，能夠將導體傳遞給絕緣體的熱量傳遞給電氣設備側壁，依靠電氣設備側壁實現(xiàn)了散熱，并且，中心導體與導熱件之間的絕緣能夠由絕緣體承擔，對絕緣性能要求低且易于實現(xiàn)，而與現(xiàn)有技術相比，不需要在電氣設備內(nèi)部設置散熱器或冠狀罩體，在保證散熱效果的同時，解決了現(xiàn)有的散熱結構對絕緣性能要求高的難題，同時使得電氣設備的結構更加緊湊，也能夠為電氣設備內(nèi)部讓出更多的空間。進一步地，所述導熱件包括設置在絕緣體上的導熱法蘭和連接在導熱法蘭與電氣設備側壁之間的導熱連接體，導熱法蘭圍繞絕緣體設置，能夠使絕緣體上的熱量通過導熱法蘭集中傳導給導熱連接體，避免導熱連接體與絕緣體直接點連接而無法迅速散熱，能夠增強散熱效果。進一步地，所述導熱法蘭靠近中心導體的一側嵌在絕緣體上，并且導熱法蘭靠近中心導體的一側設有沿穿壁套管軸向延伸的屏蔽翻邊，屏蔽翻邊能夠對中心導體起到屏蔽作用，進一步提高絕緣性能。進一步地，所述電氣設備側壁包括供穿壁套管固定的固定壁，還包括與所述固定壁垂直連接的散熱壁，所述導熱件沿著絕緣體的徑向延伸并連接在所述散熱壁上，能夠依靠散熱壁增大散熱面積，使得熱量能夠更快地向外部傳導。進一步地，所述散熱壁的外側面上設有散熱器，散熱器可以為散熱片、散熱風扇、水冷、油冷、空氣冷卻等形式，從而起到最優(yōu)的散熱效果，將中心導體的熱量快速傳導到設備外部。附圖說明圖1是本專利技術中穿壁套管散熱結構的一個實施例的立體結構示意圖；圖2是圖1的主視圖；圖3是圖1中穿壁套管的內(nèi)部結構示意圖。圖中各附圖標記對應的名稱為：10-氣箱，11-底壁，12-散熱壁，121-散熱板，122-翅片散熱器，20-穿壁套管，21-絕緣體，22-中心導體，30-導熱法蘭，31-屏蔽翻邊，40-熱管。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術的實施方式作進一步說明。本專利技術中穿壁套管散熱結構的一個實施例如圖1~圖3所示，是一種用于中壓大電流開關設備的高導熱能力的穿墻套管系統(tǒng)的穿壁套管散熱結構，包括氣箱10，氣箱10的底壁11上設有穿壁套管穿孔，穿壁套管20固定在穿壁套管穿孔上，底壁11形成供穿壁套管20固定的固定壁。穿壁套管20包括環(huán)氧樹脂澆注形成的絕緣體21，相應的中心導體22澆注在絕緣體21內(nèi)。絕緣體21的軸向中部與電氣設備側壁之間設有導熱件，電氣設備側壁與導熱件等電位連接。本申請中的中部是指絕緣體軸向尺寸的中間部位，可以是正中位置，也可以是在軸向上略偏離正中位置的位置。該導熱件包括導熱法蘭30和熱管40兩個部分，導熱法蘭30采用金屬材料制成，優(yōu)選導熱性能較好的材料，例如銅、鋁等。熱管40為現(xiàn)有技術，包括金屬管體，能夠與導熱法蘭30電連接形成等電位并熱連接。導熱法蘭30具有用于支撐到氣箱10的底壁11上的軸向支撐端面，裝配時，導熱法蘭30的軸向支撐端面支撐在氣箱10的底壁11上，起到固定作用的同時，能夠與氣箱10的底壁11形成等電位，并能夠向氣箱10的底壁11傳導熱量，起到更好的散熱作用。氣箱10還包括與底壁11垂直連接的散熱壁12，該散熱壁12包括散熱板121和設置在散熱板121外側面上的翅片散熱器122，散熱板121通過密封圈與氣箱10的其他側壁密封，保證氣密性，散熱器覆蓋散熱板121的全部外側面，達到更高的散熱效率。熱管40沿著絕緣體21的徑向延伸并連接在散熱板121和導熱法蘭30之間，形成導熱連接體。為了提高絕緣性能，導熱法蘭30靠近中心導體22的一側在澆注絕緣體21時澆注絕緣體21上，形成嵌入結構，并且導熱法蘭30靠近中心導體22的一側設有沿穿壁套管20軸向延伸的本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
穿壁套管散熱結構，包括固定在電氣設備側壁上的絕緣體和穿設在絕緣體內(nèi)的中心導體，其特征在于：絕緣體的軸向中部與電氣設備側壁之間設有導熱件，導熱件的兩端分別與絕緣體和電氣設備側壁熱連接。

【技術特征摘要】
1.穿壁套管散熱結構，包括固定在電氣設備側壁上的絕緣體和穿設在絕緣體內(nèi)的中心導體，其特征在于：絕緣體的軸向中部與電氣設備側壁之間設有導熱件，導熱件的兩端分別與絕緣體和電氣設備側壁熱連接。2.根據(jù)權利要求1所述的穿壁套管散熱結構，其特征在于：所述導熱件包括設置在絕緣體上的導熱法蘭和連接在導熱法蘭與電氣設備側壁之間的導熱連接體。3.根據(jù)權利要求2所述的穿壁套管散熱結構，其特征在于：所述導熱法蘭靠近中心導體的一側嵌在絕緣體上，并且導熱法蘭靠近中心導體的一側設有沿穿壁套管軸向延伸的屏蔽翻邊。4.根據(jù)權利要求1或2或3所述的穿壁套管散熱結構，其特征在于：所述電氣設備側壁包括供穿壁套管固定的固定壁，還包括與所述固定壁垂直連接的散熱壁，所述導熱件沿著絕緣體的徑向延伸并連接在所述散熱壁上。5.根據(jù)權利要求4所述的穿壁套管散熱結構，其特征在于：所述散熱壁的外側面上設有散熱器。6.開關設備，包...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：吳小釗，李俊豪，鄭曉果，湯清雙，王廷華，李猛，何戰(zhàn)軍，楊鎮(zhèn)寧，張偉剛，
申請(專利權)人：許繼集團有限公司，許昌許繼德理施爾電氣有限公司，國家電網(wǎng)公司，
類型：發(fā)明
國別省市：河南;41