Взрывобезопасный трансформатор

(23) Приоритет -Н 01 Г 27/08 Гоауаорстеееный комлтет СССР Опубликовано 15.04.82. Бюллетень14Дата опубликования описания 25.04.82ео делам лзобретеллй и открытий(72) Авторы изобретения Всесоюзный научно-исследовательски проектно-" конструкторский и технологический институт":зрывозащищенного и рудничного электроооорудоъан) ВЗРЫВОБЕЗОПАСНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР щего дени 1Изобретение относится к электротехнике, в частности к трансформаторостроению, и может быть использовано при разработке мощных взрывобезопасных трансформаторов для электроснабжения шахт.Известны сухие взрывобезопасные транс форматоры с вертикальным расположением стержней магнитопровода и концентрически установленными на них обмотками высшего и низшего напряжения 1.1 ОВ данной конструкции трансформаторов охлаждение активной части осуществляется только за счет естественной конвекции воздуха внутри герметичной оболочки, вследствие чего по сравнению с другими конструкциями она имеет более напряженный 15 тепловой режим. Для улучшения эффективности охлаждения магнитопровод трансформатора имеет охлаждающие каналы в центрах стержней и ярем. Однако эффективность охлаждения, несмотря на это, по- прежнему остается сравнительно низкой, так как сечение каналов строго ограничивается допустимой толщино 6 стержней, является недостаточным, каналы имеют зна- . чительную длину и циркуляция охлаждаюагента в них при естественном охлаж.и наблюдается весьма незначительная.Известен также сухой трансформатор с вертикально расположенными стержнями и концентрически установленными обмотками, в активной части которого установлены охлаждающие элементы, работающие на принципе тепловой трубы. Тепловоспринимающие части указанных охлаждающих элементов расположены в каналах обмоток в зонах наибольшего их нагрева, а теплоотводящие - выступают за пределы обмоток и смываются воздухом внутри оболочки ,2 .При указанной конструкции системы охлаждения тепло, выделяющееся в обмотках за счет испарительно-конденсационного эффекта, хорошо передается только изнутри обмоток наружу, а далее, в окружающую среду, передается значительно хуже (обычным способом - за счет естественной конвекции).Цель изобретения - увеличение эффективности охлаждения активной части.Поставленная цель достигается тем, что взрывобезопасный трансформатор, содержащий расположенную в оболочке активную часть со встроенными охлаждающимиэлементами в виде тепловых труб, каждаяиз которых включает теплоотводящую часть,снабжен продольными шинами, теплоотводящие части выполнены 7-образной формы,при этом продольные шины жестко скреплены с оболонкой и Ч-образными теплоотводящими частями тепловых труб.На фиг. 1 приведена схема трансформатора с цилиндрическими обмотками, вертикально расположенными стержнями и предлагаемой системой охлаждения, вид сбоку;на фиг. 2 - то же, поперечный разрез;, 10на фиг. 3 - вариант конструкции и установки тепловых труб в обмотках,В герметичной оболочке 1 трансформатора (см. фиг. 1 и 2) помещается активная часть 2. В стержни и ярмо магнитопровода 3 (в каналы) встроены вертикальноохлаждающие элементы 4 в виде тепловыхтруб, работающих на принципе испарительно-конденсационного охлаждения. Во внутрьгерметичных элементов 4 залит хладагент.Им может быть спирт, ацетон, фреоны и др.жидкости с температурой кипения 40 - 80 С.Тепловоспринимающие части указанных тепловых труб располагаются в зонах наибольшего нагрева стержней, ярма (и обмоток),а теплоотводящие части выполнены разветвленными Ч-образной формы, выступают наружу за пределы магнитопровода и обмоток, имеют на концах контактные пластины 5 и жестко скреплены с оболочкой 1с помощью продольных сборных шин 6, установленных внутри оболочки. Изготовле- з 0ние теплоотдающих частей разветвленнымипозволяет значительно увеличить зону конденсации паров хладагента, залитого внутрьтепловых труб, и тем самым интенсифицировать процесс теплопередачи с помощьютепловых труб. Ч-образная форма обеспе 35чивает надежный тепловой контакт тепловых труб с оболочкой 1. Снаружи оболочка 1 имеет охлаждающие ребра 7.Теплоотдача в трансформаторе с предлагаемой системой охлаждения осуществляется на известном принципе тепловой трубыследующим образом. Тепловые потери встержнях и обмотках нагревают тепловоспринимающие части охлаждающих элементов в.стержнях, ярмах, обмотках.При достижении температуры кипения45хладагент начинает испаряться, поглощаяпри этом на скрытую теплоту парообразования значительное количество тепловой энергии. Пары хладагента расходятся по всему50 4объему тепловых труб и конденсируются в их разветвленной теплоотдающей части, которая находится вне магнитопровода и обмоток жестко скреплена с оболочкой и имеет с ней непосредственный тепловой контакт,При конденсации паров полученная энергия передается теплоотдающим частям тепловых труб и посредством теплопроводности выносится на стенки кожуха трансформатора и далее в окружающую среду. Конденсат под действием сил гравитации возвращается к тепловоспринимающей части элементов. Процесс протекает непрерывно в течение всей работы трансформатора, расход жидкости отсутствует, система практически не требует ухода. Отсутствие вращающихся деталей и трущихся поверхностей (насоса, привода и т.д.), простота конструкции делают систему надежной в эксплуатации.Внедрение предлагаемого изобретения позволяет увеличить эффективность охлаждения трансформатора, снизить максимальные температуры, уменьшить перепады температур, снизить разницу между максимальной и средней температурон обмоток,Экономический эффект по предварательным подсчетам составит порядка 50 тыс. руб. на годовую программу выпуска 2000 шт трансформаторов и подстанция типа ТСШВ и ТСШВП. формула изобретенияВзрывобезопасный трансформатор, содержащий расположенную в оболочке активную часть со встроенными охлаждающими элементами в виде тепловых труб, каждая из которых включает теплоотводящую часть, отличающийся тем, что, с целью увеличения эффективности охлаждения, он снабжен продольными шинами, теплоотводящие части выполнены Ч-образной формы, при этом продольные шины жестко скреплены с оболочкой и с Ч-образными тепло- отводящими частями тепловых труб,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Селицев А. Н, Шахтные сухие трансформаторы и передвижные подстанции. М., Недра, 1968, с. 61.2. Авторское свидетельство СССР по заявке2611231/24-07, кл. Н 01 Р 27/08, 198.ен Составит Техред А. Б Тираж 758 И Государственного делам изобретени Москва, Ж - 35, Ра П Патент, г, Уж