[实用新型]新型变压器散热器

说明书

技术领域

本实用新型涉及油浸式变压器用热交换装置，尤其涉及一种变压器散热器。

背景技术

油浸式变压器运行时，内部绕组、铁心等部件产生能量损耗。损耗转换为热量，通过变压器油的热传导和对流作用传递到油箱壁，并使绕组、铁心、油箱壁和油温度上升。而油温的升高直接影响到绕组绝缘材料的绝缘性能和使用寿命，因此必须把油温控制在一定的范围内。采用油的散热器进行散热把油温降低并维持在一定的水平上，是变压器行业中通常采用的方式。

利用空气的自然对流方式对变压器油进行散热的片式油散热器，是目前在居民区中的中小型变压器及一些对噪音、能耗有特殊要求而不能采用强迫冷却方式的大型变压器通常采用的主流散热器形式。在这类散热器中，油和空气的传热全部是利用自然对流的方式进行的。流动的动力即是各自的温度差(热油冷却后自然下降，空气被加热后自然上升，由此形成了各自的自然对流)。散热器总传热系数的大小，完全取决于这两种散热介质各自的散热能力。因此要提高散热器总传热系数，达到降低片式油散热器的体积、重量和制造成本的目的，必须从提高变压器油和空气这两种散热介质各自的散热能力入手。

为了提高变压器油和空气这两种散热介质各自的散热能力，首先从两种散热介质各自的自然对流散热系数的分析入手：由于两种介质都是自然对流放热，其放热系数的表达式是一致的，即公认的：Nus s e l t方程式：Nu＝a(Gr·Pr)^m，Nu＝αL/λ，Pr＝Cp·μ/λ，Gr＝L³ρ²gβΔt/μ²。其中：L(m)为传热面长度，ρ(Kg/m³)为流体密度，β(1/℃)为流体的体积膨胀系数，Δt(℃)为传热面与流体之间的温度差，λ(w/mk)为导热系数，Cp(KJ/Kg℃)为比热，μ(N·s/m²)为粘度系数，系数a和指数m与散热器的几何尺寸及Gr·Pr值有关。

由于在变压器中，油的温度一般在30～90℃范围内，而空气的温度范围一般在10～40℃之间。两种介质在上述温度范围内的平均物性数据为：

变压器油：ρ＝842Kg/m³，β＝0.70×10^-31/℃，λ＝0.122w/mk，Cp＝2.0934KJ/Kg·℃，μ＝73.18×10^-4N·s/m²，Pr＝126，Gr＝272726710，Gr×Pr＝3.436×10¹⁰，令Δt＝3℃，L＝1m，则a＝0.13，m＝1/3，α_油＝51.56w/m²·k；

空气：ρ＝1.122Kg/m³，β＝3.336×10^-31/℃，λ＝0.0263w/mk，Cp＝1.007KJ/Kg·℃，μ＝18.46×10^-6N·s/m²，Pr＝0.7068，Gr＝36.269×10⁷，Gr×Pr＝25.635×10⁷，令Δt＝3℃，L＝1m，则a＝0.13，m＝1/3，α_空＝4.68w/m²·k。很显然，空气的放热能力要比油的放热能力低很多。

参见图1和图2，目前正在大量使用的片式油散热器由若干对散热片组按规定的间距排列固定，每对散热片组由两片冲压成型的钢板10焊合在一起，两片钢板10焊合后在其内部形成若干个流道11。这种片式油散热器油侧和空气侧的放热面积是相等的，K_总×A_平均＝K_油×A_油＝K_空×A_空＝4.29w/k，整台散热器的散热能力与空气侧的放热能力相等，因此空气侧的放热能力大大制约了整台散热器的散热能力。从某种意义上讲，现在使用的散热器大大浪费了变压器油的放热能力。

发明内容

本实用新型的目的在于，提出一种能够充分发挥油和空气这两种介质的放热能力、提高散热效率的新型变压器散热器。

为实现上述主要目的，本实用新型采用的技术方案为：新型变压器散热器，包括多个间隔设置的油通路和空气通路，隔板设置油通路和空气通路之间，油侧翅片和空气侧翅片分别设置在油通路和空气通路中，空气侧翅片的换热面积大于油侧翅片的换热面积。